CN220487875U - 一种低磨损泥泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种低磨损泥泵，其中：吸口防磨环靠近叶轮的一端具有垂直向外延伸的连接边，前衬板靠近吸口防磨环的一侧边缘设有向连接边延伸的凸缘，前衬板与吸口防磨环以及前盖板之间形成截面为Z形的第一防回流间隙；泵壳的内部宽度与叶轮内流道出口的内部宽度一致，后衬板靠近泵壳的一端与后盖板靠近泵壳的一端齐平，前盖板与前衬板以及泵壳之间、后盖板与后衬板以及泵壳之间均形成截面为L形的第二防回流间隙；轮毂上设有自轮毂外表面垂直向外延伸的挡沙盘，该挡沙盘位于挡沙环与后盖板之间，挡沙盘与挡沙环、轮毂、水封室形成截面为Z形的第三防回流间隙，因此能够防止泥浆向叶轮与衬板之间以及冲水腔回流，降低过流部件的磨损。

Description

一种低磨损泥泵

技术领域

本实用新型涉及疏浚技术领域，具体涉及一种低磨损泥泵。

背景技术

泥泵是水力挖泥工程船的主要设备，其主要运用水的运动来完成疏浚的目的，它将水下土层经过机械或高压水切割使之松动，使泥沙与水相混合，形成一定浓度的泥水混合体(即泥浆)，然后通过船上所安装的泥泵吸口真空将泥浆吸入泥泵，并排至挖泥船泥舱或直接排至舷旁泥驳或通过排泥管线输送到吹填区域而达到了疏浚吹填的目的。因此，泥泵是挖泥船的关键设备，其水力性能、耐磨性能直接影响挖泥船的疏浚效率。

由于泥泵输送泥浆浓度较高，其过流部件容易磨损。现有技术中，为减少磨损，通常在前部的泵盖和后部的水封室上各设置一个进水口，由外部引入清水，即在叶轮和衬板之间配置冲水，以减小泥浆对叶轮和衬板的磨损。在如图5、6所示的常见泥泵结构中(图6中虚线箭头方向表示冲水流向)，泵壳内部宽度大于叶轮外缘出口的宽度，泵壳内壁与耐磨衬板的内侧壁衔接，冲水沿叶轮外部与耐磨衬板间的直线形间隙1流出，叶轮内流道出口外缘的水流会产生台阶流动，容易在泵壳内引发漩涡，加剧磨损；叶轮吸口防磨环与耐磨前衬板的间隙2、叶轮挡沙环与叶轮轮毂的间隙3均为水平间隙，泥浆很容易通过水平间隙回流到冲水间隙和冲水腔内，泥沙颗粒加剧对过流部件的壁面磨损，影响泥泵的使用寿命和运行过程中的可靠性，不利于施工的进行。

实用新型内容

本实用新型是为了解决上述问题而进行的，目的在于提供一种低磨损泥泵。

为实现上述目的，本实用新型提供了以下技术方案：

一种低磨损泥泵，包括前泵盖、泵壳以及后泵盖组成的壳体，壳体内部设有叶轮，叶轮包括叶片、前盖板、后盖板以及轮毂，前盖板与前泵盖之间设有前衬板，后盖板与后泵盖之间设有后衬板，前盖板上连接有吸口防磨环，后泵盖上连接有水封室，水封室上连接有挡沙环，挡沙环套于叶轮的轮毂处，其中：

吸口防磨环靠近叶轮的一端具有垂直向外延伸的连接边，前衬板靠近吸口防磨环的一侧边缘设有向连接边延伸的凸缘，前衬板与吸口防磨环以及前盖板之间形成截面为Z形的第一防回流间隙；

泵壳的内部宽度与叶轮内流道出口的内部宽度一致，后衬板靠近泵壳的一端与后盖板靠近泵壳的一端齐平，前盖板与前衬板以及泵壳之间、后盖板与后衬板以及泵壳之间均形成截面为L形的第二防回流间隙；

轮毂上设有自轮毂外表面垂直向外延伸的挡沙盘，该挡沙盘位于挡沙环与后盖板之间，挡沙盘与挡沙环、轮毂、水封室形成截面为Z形的第三防回流间隙。

进一步的，挡沙盘与叶轮一体铸造或者通过焊接方式固定连接。

进一步的，前泵盖上连接有水封组件，水封组件、前泵盖、吸口防磨环、前衬板之间形成吸入端冲水腔；水封室上连接有轴封组件，轴封组件与水封室、挡沙环之间形成轴端冲水腔，前泵盖和水封室上各设有两个呈中心对称布置的进水导向管，且对称中心位于叶轮的中心线上，前泵盖上的每个进水导向管一端与吸入端冲水腔连通并在前泵盖上形成进水口，另一端与外部水源连接；水封室上的每个进水导向管一端与轴端冲水腔连通并在水封室上形成进水口，另一端与外部水源连接。

进一步的，进水导向管的长度方向均与叶轮的切线方向一致，经进水导向管流至进水口处的水流方向与叶轮的旋转方向一致。

进一步的，进水导向管的端部设有法兰，通过法兰与外部水源的输水管连接。

进一步的，进水导向管的内径d_管的取值范围为：d_管＝(0.013～0.018)D_叶·L^-0.5，式中，L为进水导向管到叶轮的中心线的垂直距离，D_叶为叶轮的直径，L、D_叶、d_管的单位均为m。

优选的，进水导向管的内径取d_管＝0.0159D_叶·L^-0.5。

本实用新型具有以下有益效果：

1、本实用新型低磨损泥泵中，泵壳的内部宽度与叶轮内流道出口的内部宽度一致，可减少叶轮出口由于台阶引起的流动漩涡，在靠近内流道出口位置设置L形的第二防回流间隙，能够增加泥浆回流的阻力，防止泥浆回流到衬板与盖板之间的间隙内，减少泥沙对前、后盖板以及前、后衬板的磨损。

2、本实用新型低磨损泥泵中，Z形的第一防回流间隙能够进一步增加泥浆回流的阻力，防止泥浆回流到吸入端冲水腔内；Z形的第三防回流间隙能够进一步增加泥浆回流的阻力，防止泥浆回流到轴端冲水腔内，减少泥泵过流部件的磨损，提高泥泵使用寿命，减少易损件的修理和更换，节约维护成本，提高挖泥船的施工连续性和施工效益。

附图说明

图1是本实用新型的实施例中低磨损泥泵的结构示意图；

图2是本实用新型的实施例中低磨损泥泵的剖面图；

图3是图2中方框B内结构的放大图；

图4是本实用新型的实施例中前泵盖的正视图；

图5是现有泥泵的剖面图；以及

图6是图5中方框A内结构的放大图。

附图标号：

10-壳体，11-前泵盖，12-泵壳，13-后泵盖，14-水封室，15-挡沙环，16-水封组件，17-轴封组件，20-叶轮，21-叶片，22-前盖板，23-后盖板，24-轮毂，25-内流道出口，26-吸口防磨环，261-连接边，27-挡沙盘，31-前衬板，311-凸缘，32-后衬板，40-传动机构，41-轴承座，42-轴承筒组件，43-泵轴，51-吸入端冲水腔，52-轴端冲水腔，61-第一防回流间隙，62-第二防回流间隙，63-第三防回流间隙，70-进水导向管，71-进水口，72-法兰。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，以下实施例结合附图对本实用新型低磨损泥泵作具体阐述。

<实施例>

如图1～3所示，低磨损泥泵包括前泵盖11、泵壳12以及后泵盖13组成的壳体10，壳体10内部设有叶轮20，叶轮20包括叶片21、前盖板22、后盖板23以及轮毂24，前盖板22与后盖板23之间形成叶轮的内流道出口25。前盖板22与前泵盖11之间设有前衬板31，后盖板23与后泵盖13之间设有后衬板32。前衬板31和后衬板32分别通过螺栓紧固连接在前泵盖11和后泵盖12的内侧。泥泵的后泵盖13一侧还设置有传动机构40，传动机构40包括轴承座41、轴承筒组件42以及泵轴43，轴承座41安装在船体甲板上，用于支撑轴承筒组件42，泵轴43设置在轴承筒组件42中，泵轴43前端与叶轮的轮毂24通过螺纹紧固连接，以带动叶轮20转动。叶轮20与泵轴43连接的一端称为轴端；另一端具有泥浆吸口，称为吸入端，叶轮的前盖板22上连接有吸口防磨环26。后泵盖13上连接有水封室14，水封室14上连接有挡沙环15，挡沙环15套于叶轮的轮毂24处。前泵盖11上连接有水封组件16，水封组件16、前泵盖11、吸口防磨环26、前衬板31之间形成吸入端冲水腔51；水封室14上连接有轴封组件17，轴封组件17与水封室14、挡沙环15之间形成轴端冲水腔52。

其中，吸口防磨环26靠近叶轮20的一端具有垂直向外延伸的连接边261，连接边261通过螺栓紧固连接在前盖板22上。区别于现有泥泵(图5、6)，本实施例中，前衬板31靠近吸口防磨环26的一侧边缘设有向连接边261延伸的凸缘311，前衬板31与吸口防磨环26以及前盖板22之间形成截面为Z形的第一防回流间隙61。

泵壳12的内部宽度W₁与叶轮内流道出口25的内部宽度W₂一致，后衬板32靠近泵壳12的一端与后盖板23靠近泵壳12的一端齐平，叶轮20的前盖板22与前衬板31以及泵壳12之间、叶轮的后盖板23与后衬板32以及泵壳12之间均形成截面为L形的第二防回流间隙62。

叶轮的轮毂24上设有自轮毂24外表面垂直向外延伸的挡沙盘27，该挡沙盘27位于挡沙环15与后盖板23之间，挡沙盘27与挡沙环15、轮毂24、水封室14形成截面为Z形的第三防回流间隙63。工作时，挡沙盘27和叶轮20同步旋转。本实施例中，挡沙盘27与叶轮20一体铸造或者通过焊接方式固定连接。

在垂直于截面的方向上，第一防回流间隙61、第二防回流间隙62以及第三防回流间隙63均为中心线与叶轮20中心线重合的环形。

进一步的，前泵盖11和水封室14上各设有两个呈中心对称布置的进水导向管70，且对称中心位于叶轮20的中心线上。如图3、4所示，前泵盖11上的每个进水导向管70的一端与吸入端冲水腔51连通并在前泵盖11上形成进水口71，另一端与外部水源连接。同样的，水封室14上的每个进水导向管70的一端与轴端冲水腔52连通并在水封室14上形成进水口71，另一端与外部水源连接。本实施例中，进水导向管70端部还设有法兰72，通过法兰72与外部水源的输水管连接。

进水导向管70的长度方向均与叶轮20的切线方向一致，经进水导向管70流至进水口71处的水流方向与叶轮20的旋转方向一致(图4中切向水流方向和叶轮旋转方向均为顺时针)。相较于现有泥泵中常用的径向进水方式，切向进水能够避免冲水对冲水腔内旋转的水流进行冲击而造成扰动、引发局部漩涡回流，进一步避免冲水腔内的部分泥沙颗粒在漩涡回流带动下加大对过流部件的壁面磨损。

进一步的，进水导向管70内径d_管的取值范围为：d_管＝(0.013～0.018)D_叶·L^-0.5，式中，L为进水导向管70到叶轮20的中心线的垂直距离，D_叶为叶轮20的直径，L、D_叶、d_管的单位均为m。优选的，进水导向管70内径取d_管＝0.0159D_叶·L^-0.5。

使用时，首先将各个进水导向管70端口的法兰72与水泵的出水管口连接，通过水泵将清水泵送至进水导向管70内，水流沿进水导向管70切向流入吸入端冲水腔51和轴端冲水腔52并沿着冲水腔内壁旋转形成环形水流，水流旋转方向与叶轮20旋转方向相同，能够减少流动冲击；接着，如图3所示(图3中虚线箭头方向表示冲水流向)，吸入端冲水腔51内的水流沿着第一防回流间隙61、前侧的第二防回流间隙62由靠近叶轮20中心的位置向外缘流动并带走间隙内的泥沙；同时，轴端冲水腔52内的水流依次经过第三防回流间隙63和后侧的第二防回流间隙62，由靠近叶轮20中心的位置向外缘流动并带走间隙内的泥沙，降低各过流部件的磨损。

上述实施方式为本实用新型的优选案例，并不用来限制本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种低磨损泥泵，包括前泵盖、泵壳以及后泵盖组成的壳体，壳体内部设有叶轮，叶轮包括叶片、前盖板、后盖板以及轮毂，前盖板与前泵盖之间设有前衬板，后盖板与后泵盖之间设有后衬板，前盖板上连接有吸口防磨环，后泵盖上连接有水封室，水封室上连接有挡沙环，挡沙环套于叶轮的轮毂处，其特征在于，其中：

所述吸口防磨环靠近所述叶轮的一端具有垂直向外延伸的连接边，所述前衬板靠近所述吸口防磨环的一侧边缘设有向所述连接边延伸的凸缘，所述前衬板与所述吸口防磨环以及所述前盖板之间形成截面为Z形的第一防回流间隙；

所述泵壳的内部宽度与所述叶轮内流道出口的内部宽度一致，所述后衬板靠近所述泵壳的一端与所述后盖板靠近所述泵壳的一端齐平，所述前盖板与所述前衬板以及所述泵壳之间、所述后盖板与所述后衬板以及所述泵壳之间均形成截面为L形的第二防回流间隙；

所述轮毂上设有自轮毂外表面垂直向外延伸的挡沙盘，该挡沙盘位于所述挡沙环与所述后盖板之间，所述挡沙盘与所述挡沙环、所述轮毂、所述水封室形成截面为Z形的第三防回流间隙。

2.根据权利要求1所述的低磨损泥泵，其特征在于：

其中，所述挡沙盘与所述叶轮一体铸造或者通过焊接方式固定连接。

3.根据权利要求1所述的低磨损泥泵，其特征在于：

其中，前泵盖上连接有第一水封组件，第一水封组件、前泵盖、吸口防磨环、前衬板之间形成吸入端冲水腔；水封室上连接有第二水封组件，第二水封组件与水封室、挡沙环之间形成轴端冲水腔，

所述前泵盖和所述水封室上各设有两个呈中心对称布置的进水导向管，且对称中心位于所述叶轮的中心线上，

所述前泵盖上的每个进水导向管一端与吸入端冲水腔连通并在前泵盖上形成进水口，另一端与外部水源连接；所述水封室上的每个进水导向管一端与轴端冲水腔连通并在水封室上形成进水口，另一端与外部水源连接。

4.根据权利要求3所述的低磨损泥泵，其特征在于：

其中，所述进水导向管的长度方向均与叶轮的切线方向一致，经进水导向管流至进水口处的水流方向与叶轮的旋转方向一致。

5.根据权利要求3所述的低磨损泥泵，其特征在于：

其中，所述进水导向管的端部设有法兰，通过法兰与外部水源的输水管连接。

6.根据权利要求4所述的低磨损泥泵，其特征在于：

其中，所述进水导向管的内径d_管的取值范围为：

d_管＝(0.013～0.018)D_叶·L^-0.5，

式中，L为进水导向管到叶轮的中心线的垂直距离，D_叶为叶轮的直径，L、D_叶、d_管的单位均为m。

7.根据权利要求6所述的低磨损泥泵，其特征在于：

其中，所述进水导向管的内径取d_管＝0.0159D_叶·L^-0.5。