本发明涉及一种单电机驱动的对旋轴流泵，适用于单轴驱动的对旋轴流泵的结构设计。
背景技术
水是一种有限且不可替代的基础性资源，它直接影响生产力的发展和城市的兴衰，因此受到世界各国的高度重视，而城市供水设施是城市建设与发展的重要基础设施之一。作为重要的能量转化装置，泵类产品在国民经济建设中发挥着重要作用。轴流泵作为叶轮机械的一种，具有低扬程，大流量的特点，随着国民经济和国防事业的迅速发展，对轴流泵的性能要求越来越高。与传统单级轴流泵相比，对旋轴流泵是将传统轴流泵的后置静叶用后置动叶代替，前后置叶轮反向旋转而得到的轴流泵。后置叶轮不仅可以回收前置叶轮出口的动能，同时给液流二次加工，因而对旋轴流泵具有体积小、扬程高、空化性能好等特点。
经检索，目前国内对旋轴流泵技术只有双电机内置式和双电机外置式两种方法。对于电机内置式：为实现对旋功能，其需将电机要放在流道内，占用体积大，水力损失大，对密封防水漏电要求很高，且叶轮间的间隙大，详见公开号：cn1319727a；；对于电机外置式：由于需要将电动机安装在泵的两边，占用体积大，且内部流道有两个90度转角，水力损失大，详见公开号：cn1319726a。
技术实现要素：
本发明的目的在于在传统单电机外置驱动的轴流泵结构基础上，通过将传动零件置于固定导叶轮毂和叶轮轮毂内部，充分利用轮毂内的空间，实现前后叶轮对旋。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：一种单电机驱动的对旋轴流泵，包括工作电机和传动主轴，所述传动主轴从泵进口到泵出口的方向上依次安装有导流帽、前置叶轮、后置叶轮和固定导叶，所述前置叶轮安装在前置叶轮轮毂上，所述传动主轴通过所述前置叶轮轮毂带动所述前置叶轮朝与所述传动主轴转动方向相同的方向转动；所述后置叶轮安装在后置叶轮轮毂上，所述固定导叶安装在固定导叶轮毂上，所述导流帽、所述前置叶轮轮毂、所述后置叶轮轮毂和所述固定导叶轮毂内部构成密闭的空腔，所述空腔内安装有锥齿轮组传动装置，所述传动主轴通过所述锥齿轮组传动装置带动所述后置叶轮朝与所述前置叶轮转动方向相反的方向转动。
上述方案中，所述锥齿轮组传动装置包括第一传动锥齿轮和齿轮架，所述第一传动锥齿轮与所述传动主轴键连接，所述齿轮架固定在固定导叶轮毂的内壁上，所述齿轮架上安装有第二传动锥齿轮，所述第二传动锥齿轮同时与所述第一传动锥齿轮和空心传动锥齿轮啮合，所述空心传动锥齿轮通过第一紧固螺栓固定在所述后置叶轮轮毂上。
上述方案中，所述前置叶轮通过第一调节螺母安装在所述前置叶轮轮毂上；所述后置叶轮通过第二调节螺母安装在所述后置叶轮轮毂上。
上述方案中，所述导流帽内部设有等双头螺柱，所述等双头螺柱一端与所述导流帽通过圆螺母连接，另外一端通过螺纹连接在与导流帽紧固件上，所述与导流帽紧固件通过第二紧固螺钉固定在所述前置叶轮轮毂上。
上述方案中，所述后置叶轮轮毂在位于空腔内的壁面上设有支架和支撑环，所述空心传动锥齿轮通过第一紧固螺栓固定在所述支架上，所述支撑环通过第三紧固螺栓固定在所述后置叶轮轮毂的内壁上，所述支撑环与所述传动主轴之间安装有深沟球轴承。
上述方案中，所述固定导叶轮毂的内壁上通过第四紧固螺栓安装有垫圈，所述垫圈与所述传动主轴之间依次安装有弹簧垫圈和下轴套。
本发明的有益效果：（1）一种单轴驱动的对旋轴流泵，将传动零件安装在固定导叶和叶轮的空心轮毂内，充分利用空间，结构紧凑、水力损失小，前后叶轮间的间隙小，轴向尺寸小。（2）本发明通过一台电机提供动力即能改变前后叶轮的旋转方向，能拓宽泵运行的高效区；通过提高主叶轮的进口压力，改善了泵的空化性能，提高了轴流泵的扬程；通过减小叶轮的冲击损失，提高了泵的运行效率。
附图说明
图1为本发明的一种单轴驱动对旋轴流泵工作示意图。
图2为本发明的一种单轴驱动对旋轴流泵内部结构示意图。
图中：1.工作电机、2.泵出口、3.固定导叶、4.后置叶轮、5.前置叶轮、6.泵进口、7.导流帽、8.传动轴、9.固定导叶轮毂、10.前置叶轮轮毂、11.垫圈、12.弹簧垫圈、13.第四紧固螺栓、14.下轴套、15.第一传动锥齿轮、16.第二传动锥齿轮、17.空心传动锥齿轮、18.齿轮架、、20.支架、21.第一紧固螺栓、22.第二调节螺母、23.深沟球轴承、24.支撑环、、26.第三紧固螺栓、28.导流帽紧固件、29.第一调节螺母、30.第二紧固螺钉、31.等双头螺柱、32.后置叶轮轮毂、33.圆螺母。
具体实施方式
下面结合附图，对本发明的技术方案做进一步说明。
如图1所示，本发明的一种单轴驱动对旋轴流泵结构设计工作示意图包括：工作电机1、泵出口2、固定导叶3、后置叶轮4、前置叶轮5、泵进口6、导流帽7、传动轴8。液体从泵进口6进入，经前置叶轮5和后置叶轮4做功后，由泵出口2流出。前置叶轮5的转向与传动轴8相同，后置叶轮4的转向与前置叶轮5相反。
如图2所示，本发明的一种单轴驱动对旋轴流泵设计示意图包括：工作电机1、泵出口2、固定导叶3、后置叶轮4、前置叶轮5、泵进口6、导流帽7、传动轴8、固定导叶轮毂9、前置叶轮轮毂10、垫圈11、弹簧垫圈12、第四紧固螺栓13、下轴套14、第一传动锥齿轮15、第二传动锥齿轮16、空心传动锥齿轮17、齿轮架18、支架20、第一紧固螺栓21、第二调节螺母22、深沟球轴承23、支撑环24、第三紧固螺栓26、导流帽紧固件28、第一调节螺母29、第二紧固螺钉30、等双头螺柱31、后置叶轮轮毂32和圆螺母33。所述前置叶轮5安装在前置叶轮轮毂10上，所述传动主轴8通过所述前置叶轮轮毂10带动所述前置叶轮5朝与所述传动主轴8转动方向相同的方向转动；所述后置叶轮4安装在后置叶轮轮毂32上，所述固定导叶3安装在固定导叶轮毂9上，所述导流帽7、所述前置叶轮轮毂10、所述后置叶轮轮毂32和所述固定导叶轮毂9内部构成密闭的空腔，所述空腔内安装有锥齿轮组传动装置，所述传动主轴8通过所述锥齿轮组传动装置带动所述后置叶轮4朝与所述前置叶轮5转动方向相反的方向转动。其中，传动轴8的顶端通过螺纹连接与导流帽紧固件28连接，导流帽紧固件28通过第二紧固螺钉30固定在前置叶轮5的内壁轮毂上。等双头螺柱31一端通过螺纹连接在导流帽紧固件28上，另一端与导流帽7通过螺纹连接，在导流帽外部使用圆螺母33进行固定。传动轴8靠近泵进口一端通过键带动前置叶轮5旋转，前置叶轮内通过调节第一调节螺母29调整叶片安放角。支撑环24通过第三紧固螺栓26连接在后置叶轮4轮毂的内壁凸台上，螺纹孔的数目为4~8个，相应的后置叶轮4轮毂的内壁凸台的数目也为4~8个；支撑环24与传动轴8之间通过深沟球轴承23进行径向固定，支撑环24与前置叶轮5轮毂之间通过止推轴承进行轴向固定。空心传动锥齿轮17通过第一紧固螺栓21安装在后置叶轮4的内壁凸台20上，凸台的数目为4~8个，相应的空心传动锥齿轮17上对应的螺纹孔的数目为4~8个。齿轮架18通过螺纹连接固定在固定导叶轮毂9的内壁上，第二传动锥齿轮16通过滑动轴承安装在齿轮架18上对应的齿轮轴上，齿轮轴与齿轮架为一体结构，齿轮轴的数目为3~6个，对应的第二传动锥齿轮16的个数也为3~6个。第一传动锥齿轮15通过键安装在传动轴8上，传动轴8为阶梯轴形式，通过套筒对第一传动锥齿轮15的另一侧和深沟球轴承23之间进行轴向固定。垫圈11通过第四紧固螺栓13固定在固定导叶轮毂9的内壁上，垫圈11向里依次为弹簧垫圈12和下轴套14。固定导叶轮毂9通过密封环在泵出口处进行密封。
本实施例的动作机理为：传动轴8通过键直接带动前置叶轮5和第一传动锥齿轮15旋转，安装在传动轴上的第一传动锥齿轮15带动安装在齿轮架上的第二传动锥齿轮16旋转，齿轮架上的第二传动锥齿轮16把动力传递给安装在后置叶轮内壁上的空心锥齿轮17，空心锥齿轮17带动后置叶轮4旋转，使后置叶轮4的转向与前置叶轮5相反。通过调整第一传动锥齿轮15、第二传动锥齿轮16、空心传动锥齿轮17的直径大小，可以实现调整前置叶轮5和后置叶轮4之间不同的转速比。