专利名称：无密封转子工业泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种适于各行业流质输运的无密封转子工业泵，包括无密封滑片泵、无密封挠性叶轮泵、无密封旋转活塞泵、无密封罗茨泵等。
技术背景现有常规的转子工业泵由静止的泵壳和旋转的转子组成，一般没有吸入阀和排出阀，转子以静压形式直接作用于液体，并借转子的挤压作用排出液体，同时另一侧形成低压，使液体连续地吸入。现有的转子工业泵主要包括齿轮泵、螺杆泵、滑片泵、挠性叶轮泵、罗茨泵、旋转活塞泵等，在工业领域的各行各业各部门有着广泛的应用。转子工业泵通常采用填料密封、机械密封或动力密封防止泵轴与壳体处的泄漏，填料密封泄漏量大、功耗损失大，用于输送一般介质，如水；一般不适用于石油及化工介质，特别不能用在贵重、易爆和有毒的介质中。机械密封相比填料密封效果好，泄漏量小，寿命长，但价格贵，加工安装维修保养比一般的常规密封要求高。动力密封分为背叶片密封和副叶轮密封两类。泵工作时靠背叶(或副叶轮)的离心力作用使轴封处介质压力下降至常压或负压状态，使泵在使用过程中不泄漏。通常与填料密封配用，停止工作时填料密封起密封作用。上述密封措施导致转子工业泵具有寿命低、效率低、成本高、结构不紧凑等严重缺陷。本实用新型涉及的无密封转子工业泵，设计思路旨在克服传统转子工业泵的上述弊端，寻求一种成本低、维修周期长、寿命长、密封条件好、效率高的工业转子泵。
技术内容为了实现本实用新型的设计构想，考虑到传统转子腔密封带来的种种弊端，无密封结构的转子工业泵在转子腔端面从动轴、主动轴与泵体之间的缝隙处不设制密封器件，形成无密封结构的转子工业泵，由从动轴、主动轴与泵体之间缝隙外泻的流质进入泻流腔，再回流到泵的低压腔或进流质管道；泻流腔的内侧与转子腔相临，泻流腔外侧与轴承或齿轮腔相临，泻流腔内的有一定的真空度，真空度同泵的低压腔相同，泻流腔外侧采用骨架式双唇橡胶油封或骨架式无簧橡胶油封或O型圈或聚四氟乙烯径向唇密封组件密封；其密封结构适于转子工业泵中的滑片泵、挠性叶轮泵、旋转活塞泵、罗茨泵；其中滑片泵和挠性叶轮泵为单轴泵，无齿轮腔，结构相对旋转活塞泵和罗茨泵而言简单；转子腔的从动轴、主动轴制成外伸梁或简支梁结构形式，使转子腔结构分别对应为单泻流腔或双泻流腔；回流口经泵体内直接与泵低压腔相通或经泵体外接管路与进流质管道相通；本实用新型有关实施方案的论述针对旋转活塞泵和罗茨泵进行。无密封转子泵空转能力强，吸程、扬程高，杂质敏感度低，相对于采用填料密封、机械密封或动力密封的传统转子泵而言，无密封转子泵效率、寿命大大提高，成本明显降低。无密封转子泵可用来输运各种流体、流体与固体混合物、颗粒状固体，甚至活性体(如鱼虾等)，适用于农业、污水处理业、食品加工业、饮料酿制业、凿井业、化学工业、建筑业、造纸业、资源回收业、原油开采业等各行业的有关流质输运场合。
图1为本实用新型之旋转活塞泵转子腔部分工作原理示意图。
图2为本实用新型之罗茨泵转子腔部分工作原理示意图。
图3为本实用新型之外伸梁式结构原理示意图。
图4为本实用新型之简支梁式结构原理示意图。
具体实施方案本实用新型为针对转子工业泵的一种转子腔无密封结构，及其相应的滑片泵、挠性叶轮泵、旋转活塞泵、罗茨泵结构；滑片泵和挠性叶轮泵为单轴泵，无齿轮腔，结构相对旋转活塞泵和罗茨泵而言简单得多，本实用新型有关实施方案的论述主要针对旋转活塞泵和罗茨泵进行。根据轴承的位置不同，对转子腔而言，轴有外伸梁和简支梁两种形式，对应结构分别有单泻流腔和双泻流腔；回流口可以从泵体内直接与泵低压腔相通，也可以通过泵体外接管路与进流质管道相通。
本实用新型实施例中的外伸梁式无密封旋转活塞泵和罗茨泵主要部件有转子1、转子2、泵体3、主动轴4、从动轴5、密封件6、轴承7、吊钩8、加油通气螺塞9、键10、轴承11、键12、密封件13、主动同步齿轮14、轴承15、被动同步齿轮16、法兰17、密封圈18、放油螺塞19、键20、轴承21、密封件22、键23、挡板24、挡板25、键26、端盖27；而简支梁式无密封旋转活塞泵和罗茨泵还有密封件28、轴套29、密封圈30、密封件31、密封圈32、轴套33、法兰34、中间法兰35、密封件36；以及缝隙37、齿轮腔38、泻流口39、转子腔40、泻流腔41、缝隙42、泻流口43、低压腔44、高压腔45、泻流腔46。
以下结合附图实施例进一步说明各构件的结构功能和连接关系。
实施例1外伸梁式无密封旋转活塞泵或罗茨泵。其转子1与主动轴4通过键26相连，转子2与从动轴5通过键23相连，以便动力传递。转子1和2是两个形状尺寸完全一样的转子。挡板25和24用螺栓与轴4和5连接，以防转子1和2沿轴外滑。主动同步齿轮14与主动轴4通过键10相连，被动同步齿轮16与从动轴5通过键20相连，以便动力传递。同步齿轮15和16是齿形完全一样的齿轮，始终啮合，传动比为1。转子与齿轮分别在转子腔40和齿轮腔38内。转子腔40由泵体3和端盖27围成，转子腔40被转子分割为低压腔44和高压腔45。齿轮腔38由泵体3和法兰17围成，内加注一定的机油，以润滑冷却齿轮和轴承。转子1与转子2之间及其与转子腔壁之间互不接触。主动轴4上的键12用来连接外部驱动装置以输入动力。吊钩8、加油通气螺塞9和放油螺塞19在泵体3上。轴承7和11用来支撑和定位主动轴4，轴承座分别位于泵体3和法兰17。轴承15和21用来支撑和定位从动轴5，轴承座分别位于泵体3和法兰17。密封件6和22分别套在轴4和5上，固定在泵体3的密封槽内，既防止流质从泻流腔41进入齿轮腔38，又防止齿轮腔38内的机油进入泻流腔41。密封件13套在主动轴4上，固定在法兰17的密封槽内，防止齿轮腔38内机油外漏，同时防止外面的灰尘进入齿轮腔38。密封圈18套在放油螺塞19上，防止机油从齿轮腔向外渗漏。泵体3和主动轴4、从动轴5之间制有缝隙37，缝隙37连通转子腔40和泻流腔41，泻流腔41通过泻流口39及相应的泻流管道与转子腔40的低压腔部分相通或与泵的进流质管道相通。泻流缝隙37的大小应保证不能使低压腔44和高压腔45直接连通。泻流腔41和泻流口39是泄漏流质流回低压腔44的空间，形状尺寸根据具体情况设计，比较灵活。
实施例2简支梁式无密封旋转活塞泵或罗茨泵。在转子腔40的另一侧制有泻流腔46，泻流腔46在中间法兰35内，通过泵体与轴套33、29之间的缝隙与转子腔40相通。轴套33、29分别套在主动轴4和从动轴5上，主要作用是定位轴承和转子。轴套33、29与主动轴4、从动轴5之间有密封圈32、30，防止流质从轴套与轴之间的缝隙渗漏到另一侧。密封件31和28分别套在轴套33、29上，固定在中间法兰35的密封槽内，防止泻流腔46内流质渗漏到法兰34侧轴承处。中间法兰35与泵体3之间用密封件36密封，法兰34与中间法兰35之间用螺栓连接紧固。法兰34侧轴承用润滑脂润滑。
本实用新型之转子腔工作原理是无论是旋转活塞泵还是罗茨泵，外力由主动轴4输入扭矩，使同步啮合齿轮14、16以相同转速反向旋转，通过主动轴4、从动轴5分别驱动转子1和2反向同步转动，在转子腔40的低压腔44形成一定真空度，并将流质吸入。高压腔45因为转子挤压作用，形成高压区，可以输出流质。工作过程中，由于高压腔45与低压腔44之间的压力差，部分流质从高压腔45经转子间、转子与转子腔壁间的间隙向低压腔44回流，其间又有部分流质经轴与泵体之间的缝隙37或轴套与中间法兰之间的缝隙42流入泻流腔41或46，再经泻流口39或43流回低压腔44处。由于泻流腔内有与低压腔44相近的真空度，密封件31、28、6、22可以根据流质不同选用常规的骨架式双唇橡胶油封、骨架式无簧橡胶油封、O型圈、聚四氟乙烯径向唇密封组件等，不必用传统的机械密封、缠料密封或动力密封，这样可以克服传统的密封方式存在的轴向尺寸大、效率低、寿命短、成本高等缺陷。设置泻流回路不会影响转子泵的容积效率。泻流腔的轴向尺寸很小，转子泵的轴向长度无疑减小了，轴的刚度增加，可以提高泵的扬程。相同性能的情况下，无密封转子工业泵比传统转子工业泵结构紧凑得多，优势明显。
对滑片泵、挠性叶轮泵泵腔的无密封设计，结构原理与旋转活塞泵、罗茨泵相同。
由于本实用新型的转子腔不设任何密封器件，所以采用该密封结构的转子工业泵命名为无密封转子工业泵，克服了传统转子工业泵密封问题带来的种种弊端，具有空转能力强、扬程高、杂质敏感度低、效率高、寿命长、体积小、成本低等特点，适用于农业、污水处理业、食品加工业、饮料酿制业、凿井业、化学工业、建筑业、造纸业、资源回收业、原油开采业等各行业的流质输运场合。
权利要求1.一种无密封转子工业泵，其特征在于转子腔端面从动轴、主动轴与泵体之间的缝隙处不设制密封器件，由该缝隙外泻的流质进入泻流腔，再回流到低压腔或进流质管道；泻流腔内侧与转子腔相临，外侧与轴承或齿轮腔相临；泻流腔外侧采用常规的骨架式双唇橡胶油封或骨架式无簧橡胶油封或O型圈或聚四氟乙烯径向唇密封组件密封；转子腔的从动轴、主动轴制成外伸梁或简支梁结构；回流口经泵体内直接与低压腔相通或经泵体外接管路与进流质管道相通。
专利摘要本实用新型涉及一类适于各行业流体输运的无密封转子工业泵，包括无密封滑片泵、无密封挠性叶轮泵、无密封旋转活塞泵、无密封罗茨泵等。该泵转子腔端面的从动轴、主动轴与泵体之间形成的缝隙处不设制任何密封器件，由该缝隙外泻的流质进入泻流腔，再回流到低压腔或进流质管道，泻流腔内侧与转子腔相临，外侧与轴承或齿轮腔相临；泻流腔外侧采用常规密封件；转子腔的从动轴、主动轴制成外伸梁或简支梁结构；回流口经泵体内直接与低压腔相通或经泵体外接管路与进流质管道相通。该泵具有空转能力强、扬程高、寿命长、体积小、成本低的特点，可广泛用于各种流质的输运。
文档编号F04C2/00GK2708006SQ20042005219
公开日2005年7月6日 申请日期2004年7月13日 优先权日2004年7月13日
发明者张洪信, 张铁柱 申请人:青岛大学