CN214577915U - 用于离心泵的连接腔体 - Google Patents

Abstract

一种用于离心泵的连接腔体。离心泵包括：第一导叶座腔体、第二导叶座腔体和连接腔体。第二导叶座腔体包括叶轮组件。叶轮组件的一部分延伸至连接腔体中。连接腔体包括外壁、多个肋板和第一级支撑座。叶轮组件包括叶轮、支撑叶轮的叶轮座以及设置在叶轮的延伸至连接腔体中的端部上的叶轮摩擦片。第一级支撑座可滑动地轴向支撑在朝向电机的方向上与连接腔体相邻的第二导叶座腔体的叶轮组件的叶轮摩擦片。

Description

用于离心泵的连接腔体

技术领域

本申请涉及一种连接腔体，具体涉及一种用于离心泵的连接腔体。

背景技术

抽水机种类很多，一般常用的为低压卧式离心泵、空气压缩机和离心泵三种。离心水泵构造简单，体积小，装卸方便，出水量大，出水均匀，起动迅速，水量易于调节，而且能吸送含砂的水。但其吸程不大，一般为7至9米，只适用于地下水位浅的井。空气压缩机构造简单，不受水位高低的限制，可以输送含砂的水，井管略弯曲时不影响抽水。但是空气压缩机的工作效率一般只有15至25％，浪费动力过多，而且出水不够均匀。深井水泵能吸取深层水，而且出水均匀。抽水机的选择，主要根据地下水的静止水位、井的设计出水量、水位降以及井管口径等因素决定。

离心泵的原理是将电机和泵组合成一体，浸入地下水井中进行抽吸和输水。离心泵被广泛应用于农田排灌、工矿企业、城市给排水和污水处理等。离心泵对输水管道无特殊要求。钢管井、灰管井以及土井都能使用离心泵。只要能承受住所选离心泵扬程的压力，无论是钢管、胶管、塑料管都可以与离心泵相连接。离心泵的安装、使用、维护方便简单，占地面积小、不需建造泵房。目前的轻型离心泵的重量较轻，安装和移动更加方便。

离心泵工作原理类似于多级泵，不同之处在于离心泵的电机设置在泵的最底部。在安装离心泵之前，必选预先给离心泵中加满水。在离心泵被安装到位后，其依靠电机带动泵轴及叶轮高速旋转以产生吸引力，把进水口周围的水吸入到泵体中，经由多个叶轮的泵送达到离心泵的标称扬程。离心泵的标称扬程由多个叶轮的扬程叠加而成。

离心泵通常将电机置于底部，并且在电机上方叠放多个相同的导叶座腔体。每个导叶座腔体都向其下方的导叶座腔体施加轴向力。这些轴向力最终会叠加到最靠近电机的导叶座腔体上，进而施加到电机的输出轴上。在电机高速旋转的情况下，这样的轴向力会严重影响电机的输出轴的使用寿命，进而增加离心泵的维护成本。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，期望开发一种置于电机与泵单元之间的连接腔体，其能够承受导叶座腔体的轴向力，使轴向力尽量不传递到电机的输出轴上。

为此，本申请提出了一种用于离心泵的连接腔体，其特征在于，离心泵包括：至少一个第一导叶座腔体和至少一个第二导叶座腔体，第一导叶座腔体和第二导叶座腔体沿旋转轴线交替设置；以及连接腔体，连接腔体设置在第二导叶座腔体与离心泵的电机之间，其中，第二导叶座腔体包括围绕旋转轴线可旋转地设置在其中的叶轮组件，叶轮组件的一部分延伸至连接腔体中，其中，连接腔体包括筒形的外壁、从外壁朝向旋转轴线径向向内延伸并且周向等间距布置的多个肋板以及连接到多个肋板的第一级支撑座，其中，叶轮组件包括叶轮、支撑叶轮的叶轮座以及设置在叶轮的延伸至连接腔体中的端部上的叶轮摩擦片，其中，第一级支撑座可滑动地轴向支撑在朝向电机的方向上与连接腔体相邻的第二导叶座腔体的叶轮组件的叶轮摩擦片。

根据可选的实施方式，连接腔体包括从多个肋板朝向电机延伸的多个导流片。

根据可选的实施方式，叶轮座包括渐缩部分和连接在渐缩部分的外径较小的一端的竖直部分。

根据可选的实施方式，叶轮摩擦片由硬质合金制成，第一级支撑座和叶轮支撑座包括由陶瓷制成的支撑片，以及支撑片可滑动地接触叶轮摩擦片。

根据可选的实施方式，叶轮组件的一部分延伸至相邻的第一导叶座腔体中。

根据可选的实施方式，第一导叶座腔体包括围绕旋转轴线设置的环形流道和设置在环形流道中央的叶轮支撑座，以及叶轮支撑座可滑动地轴向支撑在远离电机的方向上与第一导叶座腔体相邻的第二导叶座腔体的叶轮组件的叶轮摩擦片。

根据可选的实施方式，叶轮组件包括设置在叶轮与叶轮座之间的叶轮流道，连接腔体包括被限定在外壁中的连接腔体流道，以及叶轮流道连接至连接腔体流道和环形流道。

根据可选的实施方式，叶轮组件包括设置在叶轮中央并且沿旋转轴线延伸的轴套以及沿轴套周向分布且呈漩涡状的叶片。

根据可选的实施方式，叶轮组件包括设置在轴套内部的花键槽，以及花键槽构造成与电机的输出轴以形状配合的方式连接。

根据可选的实施方式，叶轮借助于超声波焊接固定至叶轮座。

根据本申请的连接腔体能够承受导叶座腔体的轴向力，使轴向力尽量不传递到电机的输出轴上，从而有效提高电机的输出轴的寿命。因此，离心泵的维护成本得以降低。

附图说明

现在将参考附图进一步详细描述本申请的实施方式，其中：

图1是根据本申请的用于离心泵的连接腔体的立体图；

图2是图1中的连接腔体的仰视图；以及

图3是图2中的连接腔体沿X-X线的截面图。

具体实施方式

在此描述的本申请的实施方式被定义为连接腔体，其可以在以下描述的实施方式中付诸实践。然而，这些实施方式可以以许多不同的形式示例和实现，并且不限于在此阐述的实施例。本申请不限于所公开的实施方式。相反，提供实施方式的这些说明性实施例，使得本申请将是彻底和完整的。

应当理解，附图仅是出于说明的目的而设计的，而不是作为对本申请公开的实施方式的限制的定义。此外，附图不一定按比例绘制，并且除非另外指出，否则它们仅旨在概念性地示出本申请所述的结构。

图1是根据本申请的用于离心泵的连接腔体的立体图。如图1所示，离心泵包括至少一个第一导叶座腔体1、至少一个第二导叶座腔体2和连接腔体3。第一导叶座腔体1和第二导叶座腔体2沿旋转轴线A交替设置。连接腔体3设置在第二导叶座腔体2与离心泵的电机(未示出)之间。

连接腔体3包括筒形的外壁31、从外壁31朝向旋转轴线A径向向内延伸并且周向等间距布置的多个肋板32、连接到多个肋板32的第一级支撑座33以及从多个肋板32朝向电机延伸的多个导流片34。设置多个肋板32可以提高连接腔体3的整体强度。连接腔体3的各肋板32之间的空间限定出可供液体流过的流道。多个导流片34可以降低进入流道的液体的湍流度，从而提高流道中的液体的流速，继而提高离心泵的效率。

图2是图1中的连接腔体的仰视图。图2示出了设置在叶轮组件的轴套内部的花键槽218。花键槽218用于与电机的输出轴以形状配合的方式连接。叶轮组件的具体结构将在下文中详细说明。如图2所示，多个肋板32呈现米字形布置，但是应当理解的是，取决于肋板32的数量，多个肋板32也可以以其它方式布置。

图3是图2中的连接腔体沿X-X线的截面图。如图3所示，第一导叶座腔体1、第二导叶座腔体2和连接腔体3通过形状配合的方式连接。第一导叶座腔体1包括围绕旋转轴线A设置的环形流道11、设置在环形流道中央的叶轮支撑座12和设置在环形流道11端部的叶轮座密封环13。第二导叶座腔体2包括围绕旋转轴线A可旋转地设置在其中的叶轮组件21。叶轮组件21的一部分延伸至连接腔体3中，另一部分延伸至在远离电机的方向上与第二导叶座腔体2相邻的第一导叶座腔体1中。连接腔体3包括设置在面向第二导叶座腔体2的端面上的叶轮座密封环13。

叶轮组件21包括叶轮211、支撑叶轮211的叶轮座212、设置在叶轮211的延伸至连接腔体3中的端部上的叶轮摩擦片214、设置在叶轮211中央并且沿旋转轴线A延伸的轴套216、沿轴套216周向分布且呈漩涡状的叶片217、设置在轴套216内部的花键槽218、设置在叶轮211与叶轮座212之间的叶轮流道219以及设置在叶轮座212外周的排沙通道220。叶轮211借助于超声波焊接固定至叶轮座212以与叶轮座212一起旋转。

叶轮摩擦片214由硬质合金制成。第一级支撑座32和叶轮支撑座12包括由陶瓷制成的支撑片14。第一级支撑座32可滑动地支撑在朝向电机的方向上与连接腔体3相邻的第二导叶座腔体2的叶轮组件21的叶轮摩擦片214。叶轮支撑座12可滑动地轴向支撑在远离电机的方向上与第一导叶座腔体1相邻的第二导叶座腔体2的叶轮组件21的叶轮摩擦片214。具体地，第一级支撑座32和叶轮支撑座12上的支撑片14可滑动地接触所述叶轮摩擦片214。借助于第一级支撑座32和叶轮支撑座12，由各级叶轮组件21产生的轴向力均传递到相应的连接腔体3和第一导叶座腔体1，而不会传递到电机的输出轴上。这样，电机的输出轴获得了有效的保护，从而其使用寿命得以增加，继而降低电机的维护成本。

实验表明，在叶轮组件21高速旋转时，在叶轮摩擦片214与第一级支撑座32或叶轮支撑座12之间除了摩擦力之外还会产生分子间作用力(即范德瓦尔斯力)，并且其可以对摩擦副造成远比摩擦力严重的破坏。分子间作用力是存在于中性分子或原子之间的一种弱碱性的电性吸引力。分子间作用力有三个来源：I)极性分子的永久偶极矩之间的相互作用；II)一个极性分子使另一个分子极化，产生诱导偶极矩并相互吸引；以及III)分子中电子的运动产生瞬时偶极矩，它使邻近分子瞬时极化，后者又反过来增强原来分子的瞬时偶极矩，这种相互耦合产生静电吸引作用。这三种力的贡献不同，通常第三种作用的贡献最大。若在高速泵中采用现有技术中的推力滑动轴承连接叶轮组件21和第一级支撑座32或叶轮支撑座12，则摩擦副的止推面会在分子间作用力的影响下发生剥离，从而无法维持推力滑动轴承的功能。由硬质合金和陶瓷构成的摩擦副可以有效降低在叶轮组件21高速旋转时在叶轮摩擦片214与第一级支撑座32或叶轮支撑座12的支撑片14之间产生的分子间作用力引起的破坏。

叶轮流道219连接至连接腔体3的流道和环形流道11。在离心泵工作期间，液体从连接腔体3下部经过连接腔体3的流道、叶轮流道219和环形流道11被泵送到次级的第二导叶座腔体2的叶轮流道219，如此往复直到从最上级的环形流道11被泵送到离心泵上方。在叶轮流道219与连接腔体3的流道的连接处，叶轮流道219的外径与连接腔体3的流道的外径基本相等。在叶轮流道219与环形流道11的连接处，叶轮流道219的外径与环形流道11的外径基本相等。叶轮流道219的外径沿远离电机的方向逐渐增加。环形流道11的外径沿远离电机的方向逐渐减小。借助于这样的外径变化，流经叶轮流道219、连接腔体3的流道和环形流道11的液体在叶轮流道219的外径最大处附近具有相对较小的流速，有助于液体中的固体杂质沿排沙通道220排出，从而减少固体杂质在叶轮流道219、连接腔体3的流道和环形流道11的其它部分的积累，延长离心泵的使用寿命，降低离心泵的维护成本。

如本文所使用的，术语“和/或”包括一个或多个相关联的所列项目的任何和所有组合。如本文所使用的，术语“或”将被解释为数学或，即包括性的析取；除非另有明确说明，否则不作为数学异或(XOR)。另外，单数形式“一个”，“一种”和“该”应被解释为“至少一个”，因此，除非另外明确指出，否则还可能包括多个相同种类的实体。还将理解，术语“包括”和/或“包含”指定存在所陈述的特征、动作、整体、步骤、操作、元素和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、动作、整体、步骤、操作、元素、部件和/或其组合。在互不相同的从属权利要求中记载某些措施的事实并不意味着不能有利地使用这些措施的组合。

Claims (10)

1.一种用于离心泵的连接腔体(3)，其特征在于，所述离心泵包括：

至少一个第一导叶座腔体(1)和至少一个第二导叶座腔体(2)，所述第一导叶座腔体(1)和所述第二导叶座腔体(2)沿旋转轴线(A)交替设置；以及

连接腔体(3)，所述连接腔体(3)设置在所述第二导叶座腔体(2)与所述离心泵的电机之间，

其中，所述第二导叶座腔体(2)包括围绕旋转轴线(A)可旋转地设置在其中的叶轮组件(21)，所述叶轮组件(21)的一部分延伸至所述连接腔体(3)中，

其中，所述连接腔体(3)包括筒形的外壁(31)、从所述外壁(31)朝向旋转轴线(A)径向向内延伸并且周向等间距布置的多个肋板(32)以及连接到所述多个肋板(32)的第一级支撑座(33)，

其中，所述叶轮组件(21)包括叶轮(211)、支撑所述叶轮(211)的叶轮座(212)以及设置在所述叶轮(211)的延伸至所述连接腔体(3)中的端部上的叶轮摩擦片(214)，

其中，所述第一级支撑座(33)可滑动地轴向支撑在朝向所述电机的方向上与所述连接腔体(3)相邻的所述第二导叶座腔体(2)的所述叶轮组件(21)的所述叶轮摩擦片(214)。

2.根据权利要求1所述的连接腔体，其特征在于，

所述连接腔体(3)包括从所述多个肋板(32)朝向所述电机延伸的多个导流片(34)。

3.根据权利要求1或2所述的连接腔体，其特征在于，

所述叶轮座(212)包括渐缩部分和连接在所述渐缩部分的外径较小的一端的竖直部分。

4.根据权利要求1或2所述的连接腔体，其特征在于，

所述叶轮组件(21)的一部分延伸至相邻的所述第一导叶座腔体(1)中。

5.根据权利要求1或2所述的连接腔体，其特征在于，

所述第一导叶座腔体(1)包括围绕旋转轴线(A)设置的环形流道(11)和设置在环形流道中央的叶轮支撑座(12)，以及

所述叶轮支撑座(12)可滑动地轴向支撑在远离所述电机的方向上与所述第一导叶座腔体(1)相邻的所述第二导叶座腔体(2)的所述叶轮组件(21)的所述叶轮摩擦片(214)。

6.根据权利要求5所述的连接腔体，其特征在于，

所述叶轮摩擦片(214)由硬质合金制成，

所述第一级支撑座(33)和所述叶轮支撑座(12)包括由陶瓷制成的支撑片(14)，以及

所述支撑片(14)可滑动地接触所述叶轮摩擦片(214)。

7.根据权利要求5所述的连接腔体，其特征在于，

所述叶轮组件(21)包括设置在所述叶轮(211)与所述叶轮座(212)之间的叶轮流道(219)，

所述连接腔体(3)包括被限定在所述外壁(31)中的连接腔体流道，以及

所述叶轮流道(219)连接至所述连接腔体流道和所述环形流道(11)。

8.根据权利要求1或2所述的连接腔体，其特征在于，

所述叶轮组件(21)包括设置在所述叶轮(211)中央并且沿旋转轴线(A)延伸的轴套(216)以及沿所述轴套(216)周向分布且呈漩涡状的叶片(217)。

9.根据权利要求8所述的连接腔体，其特征在于，

所述叶轮组件(21)包括设置在所述轴套(216)内部的花键槽(218)，以及

所述花键槽(218)构造成与所述电机的输出轴以形状配合的方式连接。

10.根据权利要求1或2所述的连接腔体，其特征在于，

所述叶轮(211)借助于超声波焊接固定至所述叶轮座(212)。

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