CN216589156U - 一种耐高温重载荷衬氟磁力泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种耐高温重载荷衬氟磁力泵，包括泵腔机构、传动机构以及磁力驱动机构。其中泵腔机构包括泵腔、PEEK叶轮以及PEEK泵腔内衬；传动机构包括碳化硅泵轴，以及固定嵌设于轴承体内并套设于碳化硅泵轴上的滑动轴承，碳化硅泵轴一端与PEEK叶轮传动连接，另一端穿过轴承体并伸出；磁力驱动机构包括内转子总成、罩设于内转子总成外的PEEK隔离套、设于PEEK隔离套外并与内转子总成相对应的外转子总成，以及与外转子总成传动连接的驱动电机，内转子总成套设于碳化硅泵轴伸出端上。与现有技术相比，本实用新型采用PEEK作为叶轮、内衬、隔离套材料，可耐温性提升至200℃，并使得磁力泵的耐腐性能和机械强度更高，有利于拓展泵使用范围。

Description

一种耐高温重载荷衬氟磁力泵

技术领域

本实用新型属于磁力泵技术领域，涉及一种耐高温重载荷衬氟磁力泵。

背景技术

衬氟磁力泵作为一种无泄漏、全密封泵已广泛运用于石油、化工、制药等行业。特别是对于一些强酸、强碱等腐蚀性介质输送工况，只能使用衬氟泵。现有衬氟磁力泵一般使用流量、扬程和电机功均不是很大，该种泵结构多利用哈氏合金或者45#钢外衬F46或者其他氟塑料作为转动轴，哈氏合金虽然在较低温度下，具有优越的耐腐性能和良好的机械强度，但是在高温150℃～200℃时，哈氏合金并不能胜任耐腐的工作。而使用45#钢外衬F46或者其他氟塑料时，衬层外的F46等经常会出现高温变形以及磨损导致泵轴腐蚀。并且大流量、高扬程、大功率的衬氟磁力泵在运转中总是出现轴向力不平衡问题，导致衬氟磁力泵滑动轴承因轴向窜动碎裂。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种耐高温重载荷衬氟磁力泵。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种耐高温重载荷衬氟磁力泵，包括

泵腔机构，包括泵体、一侧与泵体合围形成泵腔的轴承体、设于泵腔内的PEEK叶轮，以及设于泵腔侧壁上的PEEK泵腔内衬；

传动机构，包括碳化硅泵轴，以及固定嵌设于轴承体内并套设于碳化硅泵轴上的滑动轴承，所述的碳化硅泵轴一端与PEEK叶轮传动连接，另一端穿过轴承体并伸出；

磁力驱动机构，包括内转子总成、罩设于内转子总成外的PEEK隔离套、设于PEEK隔离套外并与内转子总成相对应的外转子总成，以及与外转子总成传动连接的驱动电机，所述的内转子总成套设于碳化硅泵轴伸出端上。

进一步地，所述的泵体上还设有进液口与出液口，所述的PEEK泵腔内衬一体成型，还覆盖于进液口与出液口侧壁上，并且分别延伸至进液口与出液口外缘。

进一步地，所述的磁力泵还包括叶轮轴向力平衡机构，该叶轮轴向力平衡机构包括开设于轴承体上并与叶轮背侧合围形成平衡腔的平衡环槽、设于叶轮背侧的后口环，以及贯穿开设于叶轮上并连通叶轮流道与平衡腔的平衡孔；

所述的后口环外缘与平衡环槽外侧壁内缘滑动接触。

进一步地，所述的后口环外缘与平衡环槽外侧壁内缘之间设有0.2-0.5mm的间隙，

所述的平衡环槽内侧壁端部与PEEK叶轮背侧之间设有1-2mm的间隙。

进一步地，所述的PEEK隔离套与轴承体另一侧合围形成内转子冷却密封腔；

所述的轴承体与碳化硅泵轴之间设有泵轴间隙；

所述的磁力泵还包括泵内循环机构，该泵内循环机构包括开设于轴承体内的循环进液孔与循环出液孔，以及贯穿开设于碳化硅泵轴内的泵轴流通孔；

所述的循环进液孔两端分别与泵腔高压区、泵轴间隙相连通，所述的泵轴流通孔两端分别与泵轴间隙、内转子冷却密封腔相连通，所述的循环出液孔分别与内转子冷却密封腔、平衡腔相连通。

进一步地，所述的泵轴流通孔包括沿轴向开设于伸出端的第一通孔，以及沿径向连通第一通孔与泵轴间隙的第二通孔。

进一步地，所述的轴承体表面、循环进液孔与循环出液孔孔壁上均设有PEEK内衬层。

进一步地，所述的碳化硅泵轴一端贯穿PEEK叶轮，并通过叶轮螺母与PEEK叶轮固定连接；所述的碳化硅泵轴另一端贯穿内转子总成并通过内转子螺母与内转子总成固定连接。

进一步地，所述的叶轮螺母与内转子螺母均为双螺母结构。

进一步地，所述的滑动轴承设有两个，并且一前一后套设于碳化硅泵轴上。

与现有技术相比，本实用新型具有以下特点：

1)本实用新型中的泵轴采用一体成型的无压烧结碳化硅轴，相较于通常用的哈氏合金泵轴，对于高温腐蚀性介质，例如高温硫酸(170-200℃)的输送工况，具有更为优异的耐腐蚀性与结构强度；

2)本实用新型取消了轴套，将其与泵轴一体成型，一方面减少了零部件数量，提高了装置同心度，另一方面增加了泵轴轴径，从而提高泵轴机械强度；

3)本实用新型在隔离套上，取消了常规设置的护套结构，采用单层PEEK材质的隔离套，一方面利用PEEK强度高的特点，有效减少壁厚，并使内外转子总成之间的气隙得到有效减小，使磁铁损耗降低，进而有利于缩小磁铁尺寸，降低生产成本；

4)本实用新型中采用钐钴磁铁作为内外转子总成中的磁体，保证泵在输送200℃以下介质时不脱磁、不打滑，提高传动效率

5)本实用新型采用双螺母结构的叶轮螺母与内转子螺母分别用于固定PEEK叶轮与内转子总成，可防止反转叶轮松动，保证磁力泵轴向结构的稳定性，提高泵使用寿命；

6)本实用新型利用后口环外缘与平衡环槽外侧壁内缘之间的间隙、平衡环槽内侧壁端部与叶轮背侧之间的间隙，以及平衡孔构成一个自由浮动平衡轴向力结构，能够有效解决磁力泵在运转中轴向窜动问题，针对大功率，重载荷的衬氟磁力泵轴向力平衡更全面，降低残余轴向力，残余轴向力对止推盘和滑动轴承的损坏，提高滑动轴承的使用寿命；

7)本实用新型以叶轮外侧的高压与叶轮背侧的低压之间的压力差作为循环推动力，通过循环进液孔、泵轴间隙、泵轴流通孔、循环出液孔，将泵腔与内转子冷却密封腔循环连通，使碳化硅泵轴、滑动轴承、内转子总成、隔离套得到充分的降温润滑；

8)本实用新型采用PEEK作为叶轮、内衬、隔离套材料，可耐温性提升至200℃，并使得磁力泵的耐腐性能和机械强度更高，解决了常规内衬材料F46等氟塑料不耐高温、耐强腐蚀性能差的问题，有利于拓展泵使用范围，并且优选的，该内衬结构通过注塑工艺一体成型，工艺先进，尺寸误差小，有利于实现大规模批量化生产。

附图说明

图1为实施例中一种耐高温重载荷衬氟磁力泵的结构示意图；

图2为图1中A处的局部放大示意图；

图中标记说明：

1-泵体、2-轴承体、3-PEEK叶轮、4-PEEK泵腔内衬、5-碳化硅泵轴、6-滑动轴承、7-内转子总成、8-PEEK隔离套、9-外转子总成、10-驱动电机、11-叶轮螺母、12-内转子螺母、13-循环进液孔、14-循环出液孔、15-第一通孔、16-第二通孔、17-泵座、18-连接架、19-碳化硅止推盘、20-平衡环槽、21-后口环、22-平衡孔、23-密封垫。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。本实施例以本实用新型技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本实用新型的保护范围不限于下述的实施例。

实施例：

如图1所示的一种耐高温重载荷衬氟磁力泵，包括泵腔机构、传动机构、叶轮轴向力平衡机构，以及泵内循环机构。其中泵腔机构包括泵体1、一侧与泵体1合围形成泵腔的轴承体2、设于泵腔内的PEEK叶轮3，以及设于泵腔侧壁上的PEEK泵腔内衬4；泵体1上还设有进液口与出液口，PEEK泵腔内衬4一体成型，还覆盖于进液口与出液口侧壁上，并且分别延伸至进液口与出液口外缘。

传动机构包括碳化硅泵轴5，以及固定嵌设于轴承体2内并套设于碳化硅泵轴5上的碳化硅滑动轴承6，碳化硅泵轴5一端与PEEK叶轮3传动连接，另一端穿过轴承体2并伸出。具体的，轴承体2与碳化硅泵轴5之间设有泵轴间隙；滑动轴承6设有两个并且一前一后分别套设于碳化硅泵轴5上。

本实施例中泵轴采用一体成型的无压烧结碳化硅轴，相较于通常用的哈氏合金泵轴，对于高温腐蚀性介质，例如高温硫酸(170-200℃)的输送工况，具有更为优异的耐腐蚀性与结构强度。

同时本实施例取消了轴套，将其与泵轴一体成型，一方面减少了零部件数量，提高了装置同心度，另一方面增加了泵轴轴径，从而提高泵轴机械强度。

磁力驱动机构包括内转子总成7、罩设于内转子总成7外的PEEK隔离套8、设于PEEK隔离套8外并与内转子总成7相对应的外转子总成9，以及与外转子总成9传动连接的驱动电机10，内转子总成7套设于碳化硅泵轴5的伸出端上，PEEK隔离套8与轴承体2另一侧合围形成内转子冷却密封腔。

本实施例在隔离套上，取消了常规设置的护套结构，采用单层PEEK材质的隔离套，一方面利用PEEK强度高的特点，有效减少壁厚，并使内外转子总成之间的气隙得到有效减小，使磁铁损耗降低，进而有利于缩小磁铁尺寸，降低生产成本。

此外，本实施例中还采用钐钴磁铁作为内外转子总成中的磁体，保证泵在输送200℃以下介质时不脱磁、不打滑，提高传动效率。

为保证磁力泵轴向结构的稳定性，本实施例采用双螺母结构的叶轮螺母11与内转子螺母12分别用于固定PEEK叶轮3与内转子总成7，可防止反转PEEK叶轮3松动，保证泵使用寿命。在PEEK叶轮3背侧与内转子总成7一侧还固定设有碳化硅止推盘19，并分别与相应的碳化硅滑动轴承6端部滑动接触。

叶轮轴向力平衡机构包括开设于轴承体2上并与PEEK叶轮3背侧合围形成平衡腔的平衡环槽20、设于PEEK叶轮3背侧的后口环21，以及贯穿开设于PEEK叶轮3上并连通PEEK叶轮3流道与平衡腔的平衡孔22；其中后口环21外缘与平衡环槽20外侧壁内缘滑动接触。具体的，后口环21外缘与平衡环槽20外侧壁内缘之间设有0.5mm的间隙，平衡环槽20内侧壁端部与PEEK叶轮3背侧之间设有1.5mm的间隙。

本实施例利用后口环21外缘与平衡环槽20外侧壁内缘之间的间隙、平衡环槽20内侧壁端部与PEEK叶轮3背侧之间的间隙，以及平衡孔22构成一个自由浮动平衡轴向力结构，能够有效解决磁力泵在运转中轴向窜动问题，针对大功率，重载荷的衬氟磁力泵轴向力平衡更全面，降低残余轴向力，提高滑动轴承的使用寿命。

泵内循环机构包括开设于轴承体2内的循环进液孔13与循环出液孔14，以及贯穿开设于碳化硅泵轴5内的泵轴流通孔；其中循环进液孔13两端分别与泵腔高压区、泵轴间隙相连通，泵轴流通孔包括沿轴向开设于伸出端的第一通孔15，以及沿径向连通第一通孔15与泵轴间隙的第二通孔16，用于实现泵轴间隙、内转子冷却密封腔之间的连通，循环出液孔14分别与内转子冷却密封腔、平衡腔相连通。即以PEEK叶轮3外侧的高压与PEEK叶轮3背侧的低压之间的压力差作为循环推动力，通过循环进液孔13、泵轴间隙、泵轴流通孔、循环出液孔14，将泵腔与内转子冷却密封腔循环连通，使碳化硅泵轴5、滑动轴承6、内转子总成7、PEEK隔离套8得到充分的降温润滑。

为避免输送介质的腐蚀性影响，轴承体2表面、循环进液孔13与循环出液孔14孔壁上均设有PEEK内衬层。

为保证运行过程中，磁力泵整体稳定性，减少晃动，本实施例还包括支撑泵体1与驱动电机10的泵座17，在泵体1与驱动电机10之间还设有连接架18，轴承体2外缘夹持固定于泵体1外缘与连接架18之间，泵体1外缘与轴承体2外缘之间还设有密封垫23以保证泵腔的密封性。

上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用实用新型。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本实用新型不限于上述实施例，本领域技术人员根据本实用新型的揭示，不脱离本实用新型范畴所做出的改进和修改都应该在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐高温重载荷衬氟磁力泵，其特征在于，该磁力泵包括

泵腔机构，包括泵体(1)、一侧与泵体(1)合围形成泵腔的轴承体(2)、设于泵腔内的PEEK叶轮(3)，以及设于泵腔侧壁上的PEEK泵腔内衬(4)；

传动机构，包括碳化硅泵轴(5)，以及固定嵌设于轴承体(2)内并套设于碳化硅泵轴(5)上的滑动轴承(6)，所述的碳化硅泵轴(5)一端与PEEK叶轮(3)传动连接，另一端穿过轴承体(2)并伸出；

磁力驱动机构，包括内转子总成(7)、罩设于内转子总成(7)外的PEEK隔离套(8)、设于PEEK隔离套(8)外并与内转子总成(7)相对应的外转子总成(9)，以及与外转子总成(9)传动连接的驱动电机(10)，所述的内转子总成(7)套设于碳化硅泵轴(5)伸出端上。

2.根据权利要求1所述的一种耐高温重载荷衬氟磁力泵，其特征在于，所述的泵体(1)上还设有进液口与出液口，所述的PEEK泵腔内衬(4)一体成型，还覆盖于进液口与出液口侧壁上，并且分别延伸至进液口与出液口外缘。

3.根据权利要求1所述的一种耐高温重载荷衬氟磁力泵，其特征在于，该磁力泵还包括叶轮轴向力平衡机构，该叶轮轴向力平衡机构包括开设于轴承体(2)上并与PEEK叶轮(3)背侧合围形成平衡腔的平衡环槽(20)、设于PEEK叶轮(3)背侧的后口环(21)，以及贯穿开设于PEEK叶轮(3)上并连通PEEK叶轮(3)流道与平衡腔的平衡孔(22)；

所述的后口环(21)外缘与平衡环槽(20)外侧壁内缘滑动接触。

4.根据权利要求3所述的一种耐高温重载荷衬氟磁力泵，其特征在于，所述的后口环(21)外缘与平衡环槽(20)外侧壁内缘之间设有0.2-0.5mm的间隙，

所述的平衡环槽(20)内侧壁端部与PEEK叶轮(3)背侧之间设有1-2mm的间隙。

5.根据权利要求3所述的一种耐高温重载荷衬氟磁力泵，其特征在于，所述的PEEK隔离套(8)与轴承体(2)另一侧合围形成内转子冷却密封腔；

所述的轴承体(2)与碳化硅泵轴(5)之间设有泵轴间隙；

所述的磁力泵还包括泵内循环机构，该泵内循环机构包括开设于轴承体(2)内的循环进液孔(13)与循环出液孔(14)，以及贯穿开设于碳化硅泵轴(5)内的泵轴流通孔；

所述的循环进液孔(13)两端分别与泵腔高压区、泵轴间隙相连通，所述的泵轴流通孔两端分别与泵轴间隙、内转子冷却密封腔相连通，所述的循环出液孔(14)分别与内转子冷却密封腔、平衡腔相连通。

6.根据权利要求5所述的一种耐高温重载荷衬氟磁力泵，其特征在于，所述的泵轴流通孔包括沿轴向开设于伸出端的第一通孔(15)，以及沿径向连通第一通孔(15)与泵轴间隙的第二通孔(16)。

7.根据权利要求5所述的一种耐高温重载荷衬氟磁力泵，其特征在于，所述的轴承体(2)表面、循环进液孔(13)与循环出液孔(14)孔壁上均设有PEEK内衬层。

8.根据权利要求1所述的一种耐高温重载荷衬氟磁力泵，其特征在于，所述的碳化硅泵轴(5)一端贯穿PEEK叶轮(3)，并通过叶轮螺母(11)与PEEK叶轮(3)固定连接；所述的碳化硅泵轴(5)另一端贯穿内转子总成(7)并通过内转子螺母(12)与内转子总成(7)固定连接。

9.根据权利要求8所述的一种耐高温重载荷衬氟磁力泵，其特征在于，所述的叶轮螺母(11)与内转子螺母(12)均为双螺母结构。

10.根据权利要求1所述的一种耐高温重载荷衬氟磁力泵，其特征在于，所述的滑动轴承(6)设有两个，并且一前一后套设于碳化硅泵轴(5)上。

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