一种高抗汽蚀快速自吸油泵组的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种高抗汽蚀快速自吸油泵组，包括泵体，泵体包括主轴、诱导轮、离心泵叶轮、离心泵壳体、进口管，主轴的一端为动力输入端，主轴的另一端依次与离心泵叶轮、诱导轮固定连接，离心泵叶轮位于离心泵壳体内，且离心泵壳体上设置有与离心泵叶轮上的液体流道相通的工作介质出口，进口管位于诱导轮的前端且与离心泵壳体固定连接，工作介质依次流经进口管、诱导轮、离心泵叶轮由离心泵壳体上的工作介质出口流出。本实用新型高抗汽蚀快速自吸油泵组实现了自吸及汽蚀同时兼顾的功能，整个功能实现过程简单，控制方便，而且自吸时间及高原汽蚀性能大幅度得到优化。
【专利说明】一种高抗汽蚀快速自吸油泵组
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种增加了快速自吸启动及高原抗汽蚀性功能的自吸离心泵。
【背景技术】
[0002]现有的自吸离心泵，是依靠自身的气液分离腔及回流孔实现自吸功能，虽然可以达到国家规定的自吸离心泵自吸时间，但是却无法满足特殊工况下快速自吸的要求，尤其是在军用设备方面，要求在瞬息万变的战场形势下能够快速响应、立即启动以应对发生的紧急事件；而且现有的自吸离心泵对工作环境的海拔高度要求苛刻，在高原高海拔地区，容易发生汽蚀而影响自吸离心泵的正常工作，无法满足军队全天候多环境下使用的要求。为此，研发能够在各种苛刻环境下能够快速启动正常工作的自吸离心泵，满足军队在未来战争中紧急响应，快速机动的要求，提高军队装备质量水平，是自吸离心泵目前发展和攻关的重点方向。
【发明内容】
[0003]为解决了现有自吸离心泵启动时自吸时间长，在高海拔地区工作易发生汽蚀等技术缺陷，本实用新型提出一种实现无水快速自吸启动、能够在高海拔环境下不发生汽蚀正常工作的自吸离心泵，其弥补了我国自吸离心泵行业在此领域内的空白。
[0004]本实用新型技术解决方案是:
[0005]一种高抗汽蚀快速自吸油泵组，包括泵体，其特殊之处在于:所述泵体包括主轴、诱导轮、离心泵叶轮、离心泵壳体、进口管，
[0006]所述主轴的一端为动力输入端，所述主轴的另一端依次与离心泵叶轮、诱导轮固定连接，
[0007]所述离心泵叶轮位于离心泵壳体内，且离心泵壳体上设置有与离心泵叶轮上的液体流道相通的工作介质出口，
[0008]所述进口管位于诱导轮的前端且与离心泵壳体固定连接，工作介质依次流经进口管、诱导轮、离心泵叶轮由离心泵壳体上的工作介质出口流出。
[0009]基于以上基本方案，本实用新型还做出了以下几个方面的改进:
[0010]将进口管设置为直管，进口管、诱导轮及离心泵叶轮同轴设置，且所述诱导轮位于进口管内。
[0011]添加自吸模块，所述自吸模块包括空气引射器、阀门及压缩空气源，所述空气引射器通过阀门与压缩空气源连接，所述空气引射器安装于进口管管壁上方，安装空气引射器的管壁开设有通气口，所述通气口的入口与空气引射器相通，所述通气口的出口与进口管内部相通。
[0012]上述的诱导轮及离心泵与主轴通过键传动，所述主轴的端部设置有锁紧螺栓及锁紧垫片，所述锁紧螺栓用于对诱导轮进行轴向固定。
[0013]本实用新型的优点是:
[0014]1、控制方便、功能优异。本实用新型高抗汽蚀快速自吸油泵组实现了自吸及汽蚀同时兼顾的功能，整个功能实现过程简单，控制方便，而且自吸时间及高原汽蚀性能大幅度得到优化。在整个工作过程中，诱导轮与叶轮同步同速转动，无需单独控制，只要离心泵工作，诱导轮就会发挥作用，提高了离心泵的汽蚀性能，解决了离心泵在各种地形工况下的汽蚀问题。而且，离心泵本身就具有240s以内的自吸性能，在一般工况下，可以不用启动空气引射器就可以启动工作。当需要快速启动时，只需打开压缩空气进气阀门，空气引射器就会开始工作，会在极短的时间内完成自吸任务，使离心泵正常工作起来，整个控制简单方便而且安全，自吸性能和汽蚀性能的提高很明显，这时在实际使用中最有意义的改进和创新。
[0015]2、效率高、损耗小。本实用新型高抗汽蚀快速自吸油泵组核心工作零件是叶轮和诱导轮，其都是通过键与主轴相连传动，键传动本身属于硬传动，传动效率高，运行可靠稳定。空气引射器工作无需另外提供动力，只要将压缩空气罐与空气引射器相连，通过放气阀门就能控制空气引射器工作，在整个控制中只要保证压缩空气罐的压力及储量即可，不需要其他动力也不会产生其他多余的损失。而且诱导轮在设计时采用最新设计理念，使得功率损耗降到最低，效率最高。
[0016]3、结构紧凑、设计合理。本实用新型高抗汽蚀快速自吸油泵组，只是在普通自吸离心泵的基础上增加了诱导轮及空气引射器，诱导轮安装在叶轮之前，进口管之中，不会额外增加离心泵的整体尺寸。只用锁紧螺栓及锁紧垫片将诱导轮固定锁紧在主轴上，没有额外的结构及设计。空气引射器设计结构更小，进口管无需改动，就可以将空气引射器安装在进口管预留的安装凸台上，所占体积很小，整个系统结构紧凑，设计合理。
[0017]4、适应性强，可以模块化使用。本实用新型高抗汽蚀快速自吸油泵组，其自吸模块和汽蚀模块具有很高的通用性，诱导轮可以用在同类型下的型号相近的离心泵上。尤其是空气引射器，其作为快速自吸模块，不仅可以用在自吸离心泵上，而且可以用在任何需要自吸的工况，其结构小巧简单，使用方便，一致性好，是通用化设计的典型。
[0018]5、可靠性高，寿命长。本实用新型高抗汽蚀快速自吸油泵组所有的传动零件均进行了寿命及安全性计算，留有安全使用余量，可以在功率范围波动很大的工况下安全使用。安装于进口管内部的诱导轮，抗汽蚀性强，设计时强度余量大，可以在汽蚀条件下正常工作。故整个系统安全可靠寿命长，运行稳定易更换。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]附图1为本实用新型高抗汽蚀快速自吸油泵组内部结构图。
[0020]其中:1-齿轮箱，2-离心泵壳体，3-离心泵叶轮，4-诱导轮，5-主轴，6-进口管，7-锁紧垫片，8-锁紧螺栓，9-空气引射器，10-机械密封，11-液体流道，12-工作介质出口。
【具体实施方式】
[0021]本实用新型高抗汽蚀快速自吸油泵组整体结构见附图1.整个结构包括常规自吸离心泵、诱导轮、空气引射器三大部分组成。组成部件包括齿轮箱1、主轴、诱导轮、离心泵叶轮、壳体、进口管、锁紧垫片7、锁紧螺栓8、空气引射器9。
[0022]离心泵主轴是特制的延长轴，在其上安装叶轮3后，再直接安装诱导轮4，诱导轮4与主轴5用键传动，然后用锁紧垫片7与锁紧螺栓8将其压紧在主轴5上，再将进口管6安装在离心泵壳体2上，用螺柱螺母固定。最后再把空气引射器9用螺柱压紧固定在进口管6上，将空气引射器9与压缩空气罐相连，用阀门控制。
[0023]为了防止流经离心泵叶轮的工作介质从壳体与传动轴之间的缝隙流出，本实用新型在主轴与壳体之间增加了机械密封10。工作时，叶轮3与诱导轮4的随主轴同时旋转，工作介质流入进口管6后经过诱导轮4增压后在进入叶轮3，由叶轮3增速增压后打入壳体2的气液分离腔，最终从壳体2的出口排出。
[0024]本实用新型的空气引射器9，作为提高自吸时间的核心部件，安装在进口管6的正上方，进口管6上方开有与空气引射器9相通的界面，通过螺柱将进口管6与空气引射器9固定在一起，然后进口管6在安装在壳体2上。当需要自吸离心泵启动时，将压缩空气通入空气引射器，依靠高速高压的气体将进口管路中的空气排尽，使离心泵能够将介质吸上来，整个过程用时极短，而且自吸时间会随着压缩空气的压力改变，压力越大自吸时间越短，用户可以根据实际需要调整压缩空气压力来控制自吸时间。
[0025]本实用新型所选用的诱导轮4属于贯流式叶片，其相对离心式叶片而言，具有流量大、扬程低，抗汽蚀性强、介质进出方向水平等特点。将诱导轮4安装在叶轮3的前面，工作介质流经诱导轮4时，被诱导轮增压，增压后的介质流经叶轮3时，由于本身已经具有超过环境温度下的汽化压力，所以不会在此处发生汽蚀，影响核心工作零件叶轮3的性能。而在诱导轮4处，介质会发生局部汽蚀，但是由于诱导轮4的结构型式，汽蚀产生的气泡会很快在诱导轮4的轮缘处破裂消失，而且贯流式叶片过流能力强，产生的局部气泡不会影响诱导轮的流量。故将诱导轮4安装在叶轮3的前面，会增加泵的抗汽蚀性。
[0026]整个高抗汽蚀快速自吸油泵组结构简单尺寸小、功能可靠安全稳定，极易操作、维修、更换。
[0027]本实用新型的工作原理是:
[0028]本实用新型高抗汽蚀快速自吸油泵组是在传统的自吸离心泵的基础之上，增加了抗汽蚀模块——诱导轮和快速自吸模块——空气引射器，使得普通的自吸离心泵具有了高汽蚀性及快速自吸能力。
[0029]诱导轮作为贯流式叶片，本身具有流量大、扬程低、损失小等特点，由于其过流面积大，在诱导轮内部发生局部汽蚀时产生的气泡不会对整体流量产生大的影响，不会阻塞流量造成离心泵工作流量和扬程陡降，而且产生的气泡，在旋转离心力的作用下被甩到诱导轮的轮缘处溃灭和破裂，不会长时间存在于诱导轮叶片流道中更不可能随介质输送到离心泵叶轮中。所以诱导轮能够抵抗汽蚀，能够在汽蚀条件下工作。因此将诱导轮安装在叶轮之前，通过诱导轮介质经过诱导轮增压后进入叶片，避免了因为介质压力低于当地环境汽化压力而发生汽化，影响离心泵的正常工作。
[0030]空气引射器其实就是空气射流泵，根据射流泵原理，将离心泵进口管路中的多余气体排出，来达到快速启动的目的。
【权利要求】
1.一种高抗汽蚀快速自吸油泵组，包括泵体，其特征在于:所述泵体包括主轴(5)、诱导轮(4)、离心泵叶轮(3)、离心泵壳体(2)、进口管(6)， 所述主轴(5)的一端为动力输入端，所述主轴(5)的另一端依次与离心泵叶轮(3)、诱导轮(4)固定连接， 所述离心泵叶轮(3)位于离心泵壳体内，且离心泵壳体上设置有与离心泵叶轮上的液体流道(11)相通的工作介质出口(12)， 所述进口管(6)位于诱导轮的前端且与离心泵壳体固定连接，工作介质依次流经进口管(6)、诱导轮(4)、离心泵叶轮(3)由离心泵壳体上的工作介质出口(12)流出。
2.根据权利要求1所述的高抗汽蚀快速自吸油泵组，其特征在于:所述进口管(6)为直管，所述进口管、诱导轮及离心泵叶轮同轴设置，且所述诱导轮位于进口管内。
3.根据权利要求1或2所述的高抗汽蚀快速自吸油泵组，其特征在于:还包括自吸模块，所述自吸模块包括空气引射器、阀门及压缩空气源，所述空气引射器通过阀门与压缩空气源连接，所述空气引射器安装于进口管管壁上方，安装空气引射器的管壁开设有通气口，所述通气口的入口与空气引射器相通，所述通气口的出口与进口管内部相通。
4.根据权利要求1或2所述的高抗汽蚀快速自吸油泵组，其特征在于:所述诱导轮及离心泵与主轴通过键传动， 所述主轴的端部设置有锁紧螺栓及锁紧垫片，所述锁紧螺栓用于对诱导轮进行轴向固定。
5.根据权利要求3所述的高抗汽蚀快速自吸油泵组，其特征在于:所述诱导轮及离心泵与主轴通过键传动， 所述主轴的端部设置有锁紧螺栓及锁紧垫片，所述锁紧螺栓用于对诱导轮进行轴向固定。
【文档编号】F04D29/66GK204082563SQ201420448532
【公开日】2015年1月7日 申请日期:2014年8月8日 优先权日:2014年8月8日
【发明者】杜军伟, 朱保民, 庞志彪, 李彦喜, 李春合, 戴辰辰, 刘爽, 雷盛, 王凤梅, 张振华 申请人:陕西航天动力高科技股份有限公司