CN212479682U - 一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵，包括永磁电机、主轴、叶轮、阀块；其中，永磁电机包括外壳、定子铁芯、定子绕组、转子铁芯和永磁铁，转子铁芯和叶轮共用主轴，主轴内设有气流通道；叶轮包括前盖板、后盖板、叶片，叶片为模块化制造，并在压力面设有叶片喷气口和半球体凹坑，主轴内的气流通道与叶片喷气口相连通，并在主轴末端位置设置阀块，以控制气体排出和防止液体进入轴内；本实用新型具有体积小、效率高，抗磨性强的优点。

Description

一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵

技术领域

本实用新型涉及浆泵领域，具体涉及一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵。

背景技术

中国是渣浆泵生产和消耗大国，渣浆泵的工作环境导致其过流部件损耗严重，并且国产渣浆泵效率普遍低于国外产品，每年造成了大量经济损失和能源损耗。因此，为了改善这一状况，有必要提出一种新的解决方案。

渣浆泵是输送固液两相流的一种杂质泵，因固体颗粒的存在，相对于清水泵来说效率普遍较低，尤其在输送高浓度颗粒及含有腐蚀性浆体时，随着叶轮高速旋转，固体颗粒对叶片进行着高频冲击，浆体对过流部件壁面进行冲刷、腐蚀，造成叶轮的磨损、效率降低，甚至失效。而气膜减阻理论，通过改变壁面的流场，在壁面形成一层气膜—水的混合层，极大的减小了流体阻力，并且因膜层的存在，减小了固体颗粒的高频冲击，以及浆体的腐蚀磨损。中国专利申请CN109185223A公布了“一种使离心泵具有减阻降噪性能的仿生设计方法”，在叶轮的叶片工作面上靠近叶片出口处设置多个类鲨鱼表皮的V型槽, V型槽结构设计能够有效降低叶轮工作阻力,提高离心泵工作效率；中国专利申请CN103195744A公布了“一种具有沟槽减阻的低比转数叶轮”通过加工或者铸造的方法在叶片压力面、吸力面上制造一系列的沟槽，从而减少叶轮表面的湍动能损失。上述两种方案均能够减少叶轮的工作阻力，但是伴随渣浆泵工况的变化，沟槽位置、大小等参数无法随时适应变化的工况，造成其在叶轮减阻增效上有很大的局限性，并且不具备抗浆体腐蚀功能。

实用新型内容

针对上述存在的技术不足，本实用新型的目的是提供一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵，其体积小、效率高，抗磨性强。

为解决上述技术问题，本实用新型采用如下技术方案：

本实用新型提供一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵，包括前端和后端分别设有电机前盖和电机后盖的电机外壳，所述电机外壳的前端还固定有泵体并且所述泵体与电机前盖之间形成有压水室，所述电机前盖与电机后盖之间设置有能够转动的主轴，所述主轴内部开有前后贯通的气流通道并且其中端外壁上从内到外依次嵌套有转子铁芯和永磁铁，所述电机外壳的内壁上设有与转子铁芯对应的定子铁芯，所述定子铁芯两端分别设有定子绕组,所述主轴的前端伸入压水室内并与所述泵体的叶轮螺纹固定，所述主轴后端面伸出电机后盖外，所述叶轮的后盖板上开有与主轴前端螺纹配合的螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹固定有将其分为第一气仓和第二气仓的阀块，所述后盖板靠近主轴的侧面上设有若干个均布的叶片，所述叶片上设有相互连通的叶片进气道和若干个叶片排气道，所述后盖板内还开有若干个分别贯通第一气仓和压水室的第一排气口和第二排气口，所述后盖板上还开有若干个贯通叶片进气道和第一气仓的第三排气孔，所述泵体与所述电机外壳的后端均固定在机架上。

优选地，所述阀块包括块体，所述块体中部开有前后贯通的T型通孔，所述T型通孔内设有与其适配并且能够滑动的三通管，所述T型通孔前端口固定有弹簧支座，所述弹簧支座与三通管之间固定连接有弹簧并且其中部开有阀口，所述三通管内开有三通气孔，所述块体内开有两个上下对称并分别连通三通气孔与第二气仓的L型气道，所述T型通孔后端还设有能够滑动的阀芯，所述阀芯远离三通管的一端设有能够盖住主轴内气流通道端口的弧形帽。

优选地，所述主轴前端通过第一轴套、第一轴承与电机前盖转动连接，所述主轴后端通过第二轴套、第二轴承与电机后盖转动连接。

优选地，所述叶片进气道靠近后盖板的一端螺纹固定有插杆，所述插杆内设中空的插杆气道并且其远离叶片进气道的一端套有橡胶套并嵌入与其对应的第三排气孔内。

优选地，所述第一排气口、第二排气口设在相邻两叶片前缘位置。

优选地，所述叶片排气道设置在叶片压力面前缘位置，所述叶片中段至尾缘设有若干列半球体凹坑。

优选地，所述排气道上设有若干个叶片喷气口。

优选地，所述叶片底端面设有凸台，所述后盖板上设有与所述凸台适配的T型槽，所述后盖板上还开有若干个用于轴向固定叶片的安装孔。

优选地，所诉叶片的数量为5-8个。

优选地，所述第一排气口和所述第二排气口的出气口均设在盖板轮毂处并呈内外两层布置，两层出气口周向均布在轮毂上并正对相邻两叶片之间的流道。

本实用新型的有益效果在于：

1将永磁电机与渣浆泵共轴设计，缩小了整机的尺寸，简化了结构，降低了能耗。

2采用组装式叶轮，对叶片进行模块化设计制造，更有利于叶轮的拆卸维修，也利于叶片气流通道的合理布设。

3将气膜减阻理论应用到渣浆泵的减阻增效和减磨防腐上，对渣浆泵的性能和寿命有极大的提升。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵二维图；

图2为本实用新型实施例的主轴末端局部放大图；

图3为本实用新型实施例的阀块局部放大图；

图4为本实用新型实施例的叶轮半剖图；

图5为本实用新型实施例的插杆局部放大图；

图6为本实用新型实施例的后盖板三维俯视图；

图7为本实用新型实施例的叶片三维视图；

图8为本实用新型实施例的叶轮三维视图。

附图标记说明：

1—泵体，2—叶轮，2-1-叶轮，3—电机外壳，4—定子绕组，5—定子铁芯，6—永磁铁，7—转子铁芯，8—气流通道，9—主轴，10—电机后盖，11—进气口，12—前盖板，13—后盖板，14—电机前盖，15—第一轴承，16—第一轴套，17—机架，18—第二轴套，19—第二轴承，20—第一排气口，21—第二排气口，22—第一气仓，23—阀块，24—阀口，25—弹簧，26—三通气孔，27—L型气道，28—第二气仓，29—弹簧支座，30—三通管，31—阀芯，32—第三排气孔，33—橡胶套，34—插杆，35—插杆气道，36—叶片进气道，37—叶片排气道，38—叶片喷气口，39—半球体凹坑，40—T型槽，41—安装孔，42—凸台。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1至图8所示，一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵，包括前端和后端分别设有电机前盖14和电机后盖10的电机外壳3，所述电机外壳3的前端还固定有泵体1并且所述泵体1与电机前盖14之间形成有压水室，所述电机前盖14与电机后盖10之间设置有能够转动的主轴9，所述主轴9内部开有前后贯通的气流通道8并且其中端外壁上从内到外依次嵌套有转子铁芯7和永磁铁6，所述电机外壳3的内壁上设有与转子铁芯7对应的定子铁芯5，所述定子铁芯5两端分别设有定子绕组4,所述主轴9的前端伸入压水室内并与所述泵体1的叶轮2螺纹固定，所述主轴9后端面伸出电机后盖10外，将气流通道8最后端作为进气口11，所述叶轮2的后盖板13上开有与主轴9前端螺纹配合的螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹固定有将其分为第一气仓22和第二气仓28的阀块23，所述后盖板13靠近主轴9的侧面上设有5个均布的叶片2-1，所述叶片2-1上设有相互连通的叶片进气道36和若干个叶片排气道37，所述后盖板13内还开有若干个分别贯通第一气仓22和压水室的第一排气口20和第二排气口21，所述后盖板13上还开有若干个贯通叶片进气道36和第一气仓22的第三排气孔32，所述泵体1与所述电机外壳3的后端均固定在机架17上。所述前盖板12与后盖板13铸造而成，并将前盖板12采用焊接的方式焊接在叶片2-1上，确保叶轮2整体的结构稳定性。

所述阀块23包括块体，所述块体中部开有前后贯通的T型通孔，所述T型通孔内设有与其适配并且能够滑动的三通管30，所述T型通孔前端口固定有弹簧支座29，所述弹簧支座29与三通管30之间固定连接有弹簧25并且其中部开有阀口24，所述三通管30内开有三通气孔26，所述块体内开有两个上下对称并分别连通三通气孔26与第二气仓28的L型气道27，所述T型通孔后端还设有能够滑动的阀芯31，所述阀芯31远离三通管30的一端设有能够盖住主轴9内气流通道8端口的弧形帽；弧形帽在气流通道8内的气体压力作用下，推动三通管30并压缩弹簧25，从而将三通气孔26与L型气道27连通，进而将第一气仓22和第二气仓28连通；通过这种结构能够有效控制气体的排出和防止液体进入轴内。

所述主轴9前端通过第一轴套16、第一轴承15与电机前盖14转动连接，所述主轴9后端通过第二轴套18、第二轴承19与电机后盖10转动连接。

所述叶片进气道36靠近后盖板13的一端螺纹固定有插杆34，所述插杆34内设中空的插杆气道35并且其远离叶片进气道36的一端套有橡胶套33并嵌入与其对应的第三排气孔32内，通过橡胶套33将叶片2-1紧密连接在后盖板13上，插杆气道35能够将叶片进气道36与第一气仓Ⅰ22连通；插杆34有效保证了气体能够充分进入叶片排气道内，并且安装简单。

所述第一排气口20、第二排气口21设在相邻两叶片前缘位置。

所述叶片排气道37设置在叶片2-1压力面前缘位置，所述叶片2-1中段至尾缘设有多列半球体凹坑39，气膜流经半球体凹坑39时产生动压效果，有助于进一步减小叶片2-1阻力。

所述排气道37上设有多个叶片喷气口38，可以确保气体在叶片2-1上的覆盖范围以及使气体更加均匀的覆盖在叶片2-1上。

所述叶片2-1底端面设有凸台42，所述后盖板13上设有与所述凸台42适配的T型槽40，所述后盖板13上还开有若干个用于轴向固定叶片2-1的安装孔41。

工作时，在离心力的作用下，浆体充满整个流道并不断被甩出，此时，气体分别从第一排气口20、第二排气口21排出并覆盖后盖板13靠近流道侧壁面，气体从多个叶片喷气口38喷出并覆盖在叶片2-1压力面上并形成一层气膜，因气膜的存在，使浆体与壁面隔绝，改变了近壁面流场，进而降低了流体的粘性阻力，减小了叶片2-1的摩擦磨损，提高了浆体输送效率。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵，其特征在于，包括前端和后端分别设有电机前盖（14）和电机后盖（10）的电机外壳（3），所述电机外壳（3）的前端还固定有泵体（1）并且所述泵体（1）与电机前盖（14）之间形成有压水室，所述电机前盖（14）与电机后盖（10）之间设置有能够转动的主轴（9），所述主轴（9）内部开有前后贯通的气流通道（8）并且其中端外壁上从内到外依次嵌套有转子铁芯（7）和永磁铁（6），所述电机外壳（3）的内壁上设有与转子铁芯（7）对应的定子铁芯（5），所述定子铁芯（5）两端分别设有定子绕组（4）,所述主轴（9）的前端伸入压水室内并与所述泵体（1）的叶轮（2）螺纹固定，所述主轴（9）后端面伸出电机后盖（10）外，所述叶轮（2）的后盖板（13）上开有与主轴（9）前端螺纹配合的螺纹孔，所述螺纹孔内螺纹固定有将其分为第一气仓（22）和第二气仓（28）的阀块（23），所述后盖板（13）靠近主轴（9）的侧面上设有若干个均布的叶片（2-1），所述叶片（2-1）上设有相互连通的叶片进气道（36）和若干个叶片排气道（37），所述后盖板（13）内还开有若干个分别贯通第一气仓（22）和压水室的第一排气口（20）和第二排气口（21），所述后盖板（13）上还开有若干个贯通叶片进气道（36）和第一气仓（22）的第三排气孔（32），所述泵体（1）与所述电机外壳（3）的后端均固定在机架（17）上。

2.如权利要求1所述的一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵，其特征在于，所述阀块（23）包括块体，所述块体中部开有前后贯通的T型通孔，所述T型通孔内设有与其适配并且能够滑动的三通管（30），所述T型通孔前端口固定有弹簧支座（29），所述弹簧支座（29）与三通管（30）之间固定连接有弹簧（25）并且其中部开有阀口（24），所述三通管（30）内开有三通气孔（26），所述块体内开有两个上下对称并分别连通三通气孔（26）与第二气仓（28）的L型气道（27），所述T型通孔后端还设有能够滑动的阀芯（31），所述阀芯（31）远离三通管（30）的一端设有能够盖住主轴（9）内气流通道（8）端口的弧形帽。

3.如权利要求1所述的一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵，其特征在于，所述主轴（9）前端通过第一轴套（16）、第一轴承（15）与电机前盖（14）转动连接，所述主轴（9）后端通过第二轴套（18）、第二轴承（19）与电机后盖（10）转动连接。

4.如权利要求1所述的一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵，其特征在于，所述叶片进气道（36）靠近后盖板（13）的一端螺纹固定有插杆（34），所述插杆（34）内设中空的插杆气道（35）并且其远离叶片进气道（36）的一端套有橡胶套（33）并嵌入与其对应的第三排气孔（32）内。

5.如权利要求1所述的一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵，其特征在于，所述第一排气口（20）、第二排气口（21）设在相邻两叶片前缘位置。

6.如权利要求1所述的一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵，其特征在于，所述叶片排气道（37）设置在叶片（2-1）压力面前缘位置，所述叶片（2-1）中段至尾缘设有若干列半球体凹坑（39）。

7.如权利要求1所述的一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵，其特征在于，所述排气道（37）上设有若干个叶片喷气口（38）。

8.如权利要求1所述的一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵，其特征在于，所述叶片（2-1）底端面设有凸台（42），所述后盖板（13）上设有与所述凸台（42）适配的T型槽（40），所述后盖板（13）上还开有若干个用于轴向固定叶片（2-1）的安装孔（41）。

9.如权利要求1所述的一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵，其特征在于，所述叶片（2-1）的数量为5-8个。

10.如权利要求1所述的一种永磁直驱式气膜减阻渣浆泵，其特征在于，所述第一排气口（20）和所述第二排气口（21）的出气口均设在盖板13轮毂处并呈内外两层布置，两层出气口周向均布在轮毂上并正对相邻两叶片（2-1）之间的流道。

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