高效无泄漏屏蔽泵的制作方法

本发明涉及泵设备领域，具体而言，涉及一种高效无泄漏屏蔽泵。

背景技术：

现有技术中，具有密封效果的泵分为静密封泵和动密封泵，其中屏蔽泵和磁力泵属于静密封泵，离心泵、混流泵和容积泵则属于动密封泵。

现有动密封泵存在如下的问题：

1、无法做到完全无泄漏，不适合输送易燃易爆介质、有毒有害介质、强腐蚀性介质及贵重介质等。

2、机械密封的使用寿命有限，并需要冷却冲洗，如果密封损坏，将会造成泵泄露，当入口负压工况时，泵腔与外界空气串气，会破坏泵腔吸入端负压运行状态，形成瞬间掉泵，导致无液空转，除泵损坏外，还存在严重的安全隐患。例如有毒介质、易燃介质外泄造成人员伤亡、设备爆炸事故屡见不鲜，因密封泄露造成掉泵后无介质运转而引起泵抱死停车，甚至爆炸的事故也经常发生。

3、机械密封存在多种问题，例如密封端面易出现磨损、热裂、变形；弹性元件易松弛、断裂、老化；轴套与动环密封圈处、密封端面处存在泄漏点；长期停用，易出现应力变形导致密封失效，使用前需拆卸检修；密封高温、腐蚀、渣浆、易挥发等介质时，使用寿命短；非集装密封安装时端面不能有异物不能有灰尘不能有划伤；配套的润滑冷却冲洗系统占地面积增大，维护成本高；发生事故后处理困难。

4、在输送渣浆时，由于介质磨蚀性强，造成机械密封使用寿命极短。

5、动密封泵的轴承需要润滑油(脂)进行润滑，否则将造成轴承损坏。

现有静密封泵存在如下的问题：

1、不适用于频繁启停，否则将造成轴承使用寿命严重缩短。

2、可实现性能范围有限。只适用于粘度范围在0.1-20cp的介质，并且目前还没有超大功率的屏蔽泵和磁力泵。

3、现有静密封泵效率低，造成能源浪费；屏蔽泵是电动机和泵构成一体，定子和转子的内表面装有金属薄板做成的定、转子屏蔽套，另外在各自的侧面用金属板与它们焊接密封起来，从而使定、转子芯不受浸蚀，由于定、转子屏蔽套的存在，增大了定、转子间的间隙，使屏蔽电机的效率小于普通电机，并且金属屏蔽套在泵运转时会做切割磁力线的运动，感应出涡电流，产生涡流损失，从而降低效率；磁力泵是利用磁力耦合器传递动力，当电动机带动磁力耦合器的外磁转子旋转时，磁力线穿过间隙和隔离套，作用于内磁转子上，实现动力传递，在内、外磁转子做旋转运动时，由于磁场方向和大小按一定规律随时而变化，从而使金属隔离套壁壳中的磁通量也随时间而变化，作为导体将产生涡电流，造成涡流损失，使传递效率大大降低。

4、现有静密封泵使用的是滑动轴承，而滑动轴承使用寿命较短，造成轴承更换周期短。

由于现有泵类产品存在的上述问题，在应用的各个领域中使用时存在严重的安全隐患，增加维护成本、备件更换成本，并存在浪费能源的问题。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种高效无泄漏屏蔽泵，以解决现有技术中的屏蔽泵、磁力泵以及离心混流泵等屏蔽效果不足的问题。

为了实现上述目的，本发明提供了一种高效无泄漏屏蔽泵，包括：传动轴；输送泵，设置在传动轴的第一端，输送泵包括连接在传动轴的第一端的工作部；驱动机构，设置在传动轴的第二端且与传动轴驱动连接；密封部，套设在传动轴的外侧，密封部的一端与输送泵气密性连接，且密封部在传动轴的外侧形成密封腔，密封腔内具有气堵腔。

进一步地，密封部包括：气堵密封套筒，气堵密封套筒的一端与输送泵气密性连接，气堵密封套筒内具有气堵腔；电机屏蔽套筒，电机屏蔽套筒的一端与气堵密封套筒的另一端连接，驱动机构设置在电机屏蔽套筒内。

进一步地，密封部还包括隔板部，隔板部设置在气堵密封套筒和电机屏蔽套筒的连接位置处，气堵密封套筒的内腔与电机屏蔽套筒的内腔连通。

进一步地，高效无泄漏屏蔽泵还包括增压组件，增压组件置于气堵密封套筒内，当泵送介质进入气堵密封套筒内时，增压组件通过提高气堵密封套筒内介质上方的压力使介质高度维持在一定的范围。

进一步地，增压组件包括第一液位检测装置和第二液位检测装置；泵送介质进入气堵密封套筒内后，当第一液位检测装置感应到介质时，压缩空气输送管道上的电磁阀开启，向气堵密封套筒内输送压缩空气，压缩空气的压力大于轴封处介质压力，介质液位下降；当介质液位下降到第二液位检测装置，第二液位检测装置感应不到介质时，压缩空气输送管道上的电磁阀关闭，停止压缩空气的输入。

进一步地，增压组件还包括第三液位检测装置；当介质液位低于第三液位检测装置，第三液位检测装置感应不到介质时，泄压管道上的电磁阀开启，压缩空气通过泄压管道排出，介质液位开始上升；当第二液位检测装置感应到上升的介质时，泄压管道上的电磁阀关闭，停止压缩空气的排出。

进一步地，密封部还包括第一密封装置，第一密封装置设置在隔板部与传动轴的连接处。

进一步地，密封部还包括密封隔板，密封隔板设置在气堵密封套筒内，密封隔板将气堵密封套筒的内腔分隔为靠近驱动机构的第一腔和靠近输送泵的第二腔，第二腔为气堵腔，第一腔与电机屏蔽套筒的内腔连通。

进一步地，高效无泄漏屏蔽泵还包括第一进气口和第一出气口，第一进气口和第一出气口均与第二腔连接。

进一步地，高效无泄漏屏蔽泵还包括第二进气口和/或第二出气口，第二进气口与第一腔连接，第二出气口与第一腔连接。

进一步地，高效无泄漏屏蔽泵还包括回流管，回流管的一端与气堵腔连接，回流管的另一端与输送泵的入口端连接。

进一步地，高效无泄漏屏蔽泵为卧式泵，高效无泄漏屏蔽泵还包括第二密封装置；第二密封装置设置在气堵密封套筒与输送泵的连接位置处，用于防止输送泵内的介质进入气堵密封套筒内；气堵腔内设置有压力传感器和/或液位传感器。

进一步地，气堵腔的底部设置有排液口。

进一步地，高效无泄漏屏蔽泵还包括：设置在传动轴上的下轴承部件和上轴承部件；密封部另一端通过上轴承部件与传动轴连接；下轴承部件上设置有第一密封；密封部、第一密封和输送泵之间形成第一密封腔，第一密封腔为气堵腔；密封部、第一密封和上轴承部件之间形成第二腔体，第二腔体内充有密封液。

进一步地，高效无泄漏屏蔽泵还包括：第二密封，设置在上轴承部件的上方，第一密封、第二密封、密封部之间形成第二密封腔。

进一步地，高效无泄漏屏蔽泵还包括：冷却风扇，设置在传动轴与驱动机构的连接位置处，并由驱动机构驱动；冷却盘管，一端连接在第一密封的底部并与第二腔体连通，另一端连接在上轴承部件的外缘隔板上并与第二腔体连通，冷却盘管的一部分围绕设置在冷却风扇的外侧形成盘管部。

进一步地，第一密封腔和/或第二密封腔内充有氮气、惰性气体或空气。

应用本发明的技术方案，高效无泄漏屏蔽泵通过在传动轴外侧设置密封部，在输送泵与外界之间建立密封腔，并形成气堵腔，从而提高高效无泄漏屏蔽泵的密封性能，并且高效无泄漏屏蔽泵的结构相比现有的屏蔽泵更加简单，不需要采用滑动轴承，密封泵的效率也得到提高。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的高效无泄漏屏蔽泵的第一种实施例的结构示意图；

图2示出了根据本发明的高效无泄漏屏蔽泵的第二种实施例的结构示意图；

图3示出了根据本发明的高效无泄漏屏蔽泵的第三种实施例的结构示意图；

图4示出了根据本发明的高效无泄漏屏蔽泵的第四种实施例的结构示意图；

图5示出了根据本发明的高效无泄漏屏蔽泵的第五种实施例的结构示意图；

图6示出了根据本发明的高效无泄漏屏蔽泵的第六种实施例的结构示意图；

图7示出了根据本发明的高效无泄漏屏蔽泵的第七种实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、传动轴；20、输送泵；21、副叶片；22、节流套；30、驱动机构；31、电机；32、电机支架；40、上盖；41、上盖进气口；42、上盖排气口；51、压力传感器；52、液位传感器；130、气堵密封套筒；131、第一进气口；132、第一出气口；133、第二进气口；134、第二出气口；135、排液口；140、电机屏蔽套筒；141、第一液位检测装置；142、第二液位检测装置；143、第三液位检测装置；144、压缩空气输送管道；145、泄压管道；151、隔板部；152、挡水圈；153、中间隔板；160、密封隔板；161、第一密封装置；170、回流管；180、第二密封装置；190、冷却套筒；191、冷却液入口；192、冷却液出口；101、第一腔；102、第二腔；230、下轴承部件；231、下轴承；232、第一密封；240、上轴承部件；241、上轴承；242、上压盖；243、轴承体；260、第二密封；281、冷却盘管；282、冷却风扇；201、第一密封腔；202、第二腔体；203、第二密封腔；204、冷却液腔。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在……之上”、“在……上方”、“在……上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在……上方”可以包括“在……上方”和“在……下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。

本申请提供了一种高效无泄漏屏蔽泵，如图1至图7所示，该高效无泄漏屏蔽泵包括：传动轴10；输送泵20，设置在传动轴10的第一端，输送泵20包括连接在传动轴10的第一端的工作部；驱动机构30，设置在传动轴10的第二端且与传动轴10驱动连接；密封部，套设在传动轴10的外侧，密封部的一端与输送泵20气密性连接，且密封部在传动轴10的外侧形成密封腔，密封腔内具有气堵腔。

本申请的高效无泄漏屏蔽泵通过在传动轴10外侧设置密封部，在输送泵20与外界之间建立密封腔，并形成气堵腔，从而提高高效无泄漏屏蔽泵的密封性能，并且高效无泄漏屏蔽泵的结构相比现有的屏蔽泵更加简单，不需要采用滑动轴承，密封泵的效率也得到提高。

优选地，高效无泄漏屏蔽泵包括进气口和排气口，进气口和排气口均与气堵腔连通，当气堵腔内所充气体的密度大于空气时，进气口的水平位置低于排气口的水平位置。

气堵腔内可以充氮气或惰性气体，尤其是泵送可燃或其他危险介质时，气堵腔的作用就是将介质与空气隔离。当输送无危险的一般介质时，气堵腔内也可以充空气，此时气堵腔的主要作用是密封输送泵20。

优选地，在如图1至图5示出的实施例中，密封部包括：气堵密封套筒130，气堵密封套筒130的一端与输送泵20气密性连接，气堵密封套筒130内具有气堵腔；电机屏蔽套筒140，电机屏蔽套筒140的一端与气堵密封套筒130的另一端连接，驱动机构30设置在电机屏蔽套筒140内。

在这些实施例中，驱动机构30包括与高效无泄漏屏蔽泵的主体连接的定子和与传动轴10连接的转子，定子和转子均设置在电机屏蔽套筒140形成的腔体内，以提高高效无泄漏屏蔽泵的密封屏蔽效果。

优选地，密封部还包括隔板部151，隔板部151设置在气堵密封套筒130和电机屏蔽套筒140的连接位置处，气堵密封套筒130的内腔与电机屏蔽套筒140的内腔连通。

隔板部151用于分隔电机屏蔽套筒140的腔体和气堵密封套筒130的腔体，并且可以防止气堵密封套筒130的腔体内的液体介质飞溅入电机屏蔽套筒140的腔体。

气堵密封套筒130的内腔与电机屏蔽套筒140的内腔连通，因此二者均为气堵腔。

在如图1至图3和图5的实施例中，电机屏蔽套筒140的下端与隔板部151焊接，止气堵密封套筒130的上端形成法兰，止气堵密封套筒130的法兰与隔板部151通过螺栓连接，传动轴10的中部具有轴承和轴承套，隔板部151套设在轴承套上。

优选地，在如图1和图2的实施例中，隔板部151的下方还设置有挡水圈152，挡水圈152套设在传动轴10上，挡水圈152的作用是防止输送泵20内的介质直接飞溅到隔板部151。

优选地，如图2所示，密封部还包括第一密封装置161，第一密封装置161设置在隔板部151与传动轴10的连接处。第一密封装置161的作用是防止输送泵20内的介质直接飞溅到隔板部151。

优选地，如图3所示，屏蔽泵还包括增压组件，增压组件置于气堵密封套筒130内，当泵送介质进入气堵密封套筒130内时，增压组件通过提高气堵密封套筒130内介质上方的压力使介质高度维持在一定的范围。

具体地，增压组件包括第一液位检测装置141和第二液位检测装置142；泵送介质进入气堵密封套筒130内后，当第一液位检测装置感应到介质时，压缩空气输送管道144上的电磁阀开启，向气堵密封套筒130内输送压缩空气，压缩空气的压力大于轴封处介质压力，介质液位下降；当介质液位下降到第二液位检测装置142，第二液位检测装置142感应不到介质时，压缩空气输送管道144上的电磁阀关闭，停止压缩空气的输入。

优选地，在该实施例中，增压组件还包括第三液位检测装置143；当介质液位低于第三液位检测装置143，第三液位检测装置143感应不到介质时，泄压管道145上的电磁阀开启，压缩空气通过泄压管道145排出，介质液位开始上升；当第二液位检测装置142感应到上升的介质时，泄压管道145上的电磁阀关闭，停止压缩空气的排出。

泵工作或待机时，轴封处溢出的介质液位在第二液位检测装置142上下波动，只要不超过第一液位检测装置141或不低于第三液位检测装置143，压缩空气输送管道144上的电磁阀和泄压管道145上的电磁阀就处于关闭状态。

优选地，如图4所示，在该实施例中，密封部还包括密封隔板160，密封隔板160设置在气堵密封套筒130内，密封隔板160将气堵密封套筒130的内腔分隔为靠近驱动机构30的第一腔101和靠近输送泵20的第二腔102，第二腔102为气堵腔，第一腔101与电机屏蔽套筒140的内腔连通。

密封隔板160将气堵密封套筒130的内腔分隔为第一腔101和第二腔102，其中第一腔101与电机屏蔽套筒140的内腔连通。

这种结构更具体地分为三种实施例：第一腔101和第二腔102连通，电机屏蔽套筒140的内腔、第一腔101和第二腔102均为气堵腔；第一腔101和第二腔102密封，电机屏蔽套筒140的内腔、第一腔101和第二腔102均为气堵腔；第一腔101和第二腔102密封，电机屏蔽套筒140的内腔、第一腔101不形成气堵腔，仅第二腔102为气堵腔。

在图3示出的实施例中，并未设置挡水圈152，这是因为密封隔板160能够起到阻挡飞溅的作用。

优选地，如图4所示，无泄漏高效无泄漏屏蔽泵还包括第一进气口131和第一出气口132，第一进气口131和第一出气口132均与第二腔102连接。更优选地，无泄漏高效无泄漏屏蔽泵还包括第二进气口133和/或第二出气口134，第二进气口133与第一腔101连接，第二出气口134与第一腔101连接。

优选地，在该实施例中，密封部还包括第三密封装置，所述第三密封装置设置在所述密密封隔板160与所述传动轴10的连接处。

在图4示出的实施例中，同样未设置挡水圈152，这是因为第三密封装置能够起到阻挡飞溅的作用。

优选地，电机屏蔽套筒140外部设置有冷却装置。

具体地，电机屏蔽套筒140外侧套设有冷却套筒190，电机屏蔽套筒140与冷却套筒190之间形成水冷腔，可以通冷却液对电机屏蔽套筒140进行冷却，进而对驱动机构30进行冷却。

冷却套筒的冷却液入口191设置在下方位置处，冷却液出口192设置在上方位置处。

优选地，在如图2、图3的实施例中，高效无泄漏屏蔽泵还包括回流管170，回流管170的一端与气堵腔连接，回流管170的另一端与输送泵20的入口端连接。

回流管170可以通过输送泵20的入口端的负压使得气堵腔底部的介质回流到输送泵20的入口端，从而保障高效无泄漏屏蔽泵的稳定运行。

优选地，如图5所示，高效无泄漏屏蔽泵为卧式泵，隔板部151与所述传动轴10的连接处设置有第一密封装置161。第一密封装置161的作用是防止输送泵20内的介质直接飞溅到隔板部151。气堵密封套筒130与所述输送泵20的连接位置处设置有第二密封装置180，用于防止所述输送泵20内的介质进入所述气堵密封套筒130内。

另外，在本实施例中，所述气堵腔内设置有压力传感器和/或液位传感器。

优选地，在本实施例中，气堵腔的底部设置有排液口135。

在如图1至图5的实施例中，驱动机构30的远离输送泵20的一端设置有上盖40，用于封闭电机屏蔽套筒140，上盖40上设置有上盖进气口41和上盖排气口42，与电机屏蔽套筒140的内腔连通。

在另一种实施例中，如图6和图7所示，高效无泄漏屏蔽泵还包括：设置在传动轴10上的下轴承部件230和上轴承部件240；密封部另一端通过上轴承部件240与传动轴10连接；下轴承部件230上设置有第一密封232；密封部、第一密封232和输送泵20之间形成第一密封腔201，第一密封腔201为气堵腔；密封部、第一密封232和上轴承部件240之间形成第二腔体202，第二腔体202内充有密封液。

这些实施例的高效无泄漏屏蔽泵采用两个腔室将输送泵20的工作部与外界隔离开，并且第二腔体202形成了对第一密封腔201的密封屏蔽，提高了第一密封腔201的屏蔽性能，降低介质输送过程中发生泄漏的几率，从而避免工作部内的物料外泄，也避免外部空气或污染浸入工作部。

具体地，高效无泄漏屏蔽泵的泵腔与驱动机构之间由第一密封腔201和第二腔体202隔离，实现防泄漏、防污染，其中第二腔体202内的密封液还能够为第一密封腔201提供屏蔽，使得无论泵腔内的物料还是外界的空气均需要通过至少两道屏蔽措施，屏蔽效果好，并且泵组系统不需要整体隔离，相比现有的高效无泄漏屏蔽泵结构更加简单，维护简单，泵组运行维护的费用也相对减少。此外，由于第一密封腔201和第二腔体202仅位于传动轴10的一部分的外侧，因此高效无泄漏屏蔽泵对于驱动机构的动力损耗小，相比现有的高效无泄漏屏蔽泵，泵组的效能更高。

优选地，上轴承部件240包括：上轴承241，套接在传动轴10的上轴颈上；上压盖242，设置在上轴承241的上方，上压盖242的上端与传动轴10连接；轴承体243，套设在轴承241的外侧，轴承体243的下端与传动轴10连接，轴承体243的上端与上压盖242的下端连接。

在如图6示出的实施例中，上轴承部件240的上侧设置上压盖242，该上压盖242可以不具备密封性。这种结构的高效无泄漏屏蔽泵属于立式结构，传动轴10纵向布置。当该实施例的高效无泄漏屏蔽泵应用于泵组密封时，该泵组适用于输送类似清水、渣浆和污水等不怕污染、无毒或低毒的一类介质。

优选地，高效无泄漏屏蔽泵还包括：第二密封260，设置在上轴承241的上方且与上轴承部件240气密性连接，第二密封260与传动轴10气密性连接。

在如图7示出的实施例中，上轴承241的上侧设置有第二密封260，第二密封260为第二腔体202提供双重密封保护。所述第一密封232、第二密封260、密封部之间形成第二密封腔203。这种结构的高效无泄漏屏蔽泵属于立式结构，传动轴10纵向布置。当该实施例的高效无泄漏屏蔽泵应用于泵组密封时，该泵组适用于输送有毒有害物料，或易被外界污染的物料，提供更好的密封性能防止物料外泄或外界的杂质进入泵腔从未污染物料。

优选地，第二密封腔203内的密封液与输送介质相同。

在具有第二密封260的密封系统的高效无泄漏屏蔽泵中，若第一密封232损坏，丧失密封性后，第二密封腔203内的密封液会流入第一密封腔201内，维持对泵组的密封效果；若第一密封腔201与泵组之间的密封也被损坏，则密封液会进入泵腔，与输送介质混合，但第二密封260内的密封液不会流入第二密封腔203内，第二密封260的密封效果仍然存在，因此泵组依然被屏蔽密封。

优选地，在如图6和图7示出的实施例中，高效无泄漏屏蔽泵还包括：冷却风扇282，设置在传动轴10与驱动机构的连接位置处，并由驱动机构驱动；冷却盘管281，一端连接在第一密封232的底部并与第二腔体202连通，另一端连接在上轴承部件240上并与第二腔体202连通，冷却盘管281的一部分围绕设置在冷却风扇282的外侧形成盘管部。

在该实施例中，冷却盘管281的出口设置在上轴承部件240的轴承体243上，从而与第二腔体202或者第二密封腔203连通。而在图6示出的实施例中，冷却盘管281的出口设置在上轴承部件240的上压盖242上，冷却后的密封液先经过上轴承241和轴承体243后，进入第二腔体202内。

优选地，第一密封腔201和/或第二密封腔203内充有氮气、惰性气体或空气。

优选地，输送泵20包括节流套22，节流套22置于传动轴10与输送泵20的转轴的连接处。

优选地，输送泵20包括副叶片21。

优选地，驱动机构30包括电机31和电机支架32，电机31的输出轴通过联轴器与传动轴10连接。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施方式例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。