一种旋喷泵

1.本技术涉及流体设备技术领域，特别涉及一种旋喷泵。


背景技术：

2.旋喷泵服务于航空航天、石油化工、煤化工等国民众多领域，拥有小流量、高扬程、高效率、无脉动等一般离心泵和容积泵无法媲美的优点。旋喷泵作为一种旋转设备，动静之间需要密封结构；旋喷泵同时也是流体输送装置，提高其抗气蚀性能可以有效地降低输送系统的管道压力，减少工程的成本投入，提高产品的竞争能力。
3.现有技术中旋喷泵中一般选用机械密封以及使用诱导轮作为密封结构和提高气蚀性能，而在输送含有固体颗粒的高温介质时，机械密封在固体颗粒和高温的共同作用下，短时间内容易发生失效以及老化等问题；在输送高温的流体介质时，泵的入口易发生空化气蚀现象，影响泵的性能和寿命。


技术实现要素：

4.本技术实施例提供了一种旋喷泵，既可以达到密封效果、增加密封结构的使用寿命，又可以提高抗气蚀性能。
5.本技术实施例提供了一种旋喷泵，包括泵盖、盖板、叶轮、滚筒、轴承体、集液管、机械密封和吸入轴；
6.泵盖分别与盖板、集液管连接；
7.泵盖设有流体进口端和流体出口端，集液管的出口与流体出口端连通；
8.盖板与轴承体形成转子腔，叶轮与滚筒位于转子腔内部，叶轮与滚筒形成旋转空腔，集液管位于旋转空腔内部；
9.机械密封与吸入轴位于泵盖与叶轮之间，吸入轴的进口与流体进口端连通，吸入轴外表面设有螺旋密封结构，机械密封与螺旋密封结构均用于防止流体泄露。
10.进一步地，吸入轴内表面设有叶片结构，叶片结构用于增加流体动能。
11.进一步地，叶片结构包括多个叶片，多个叶片的宽度按照流体进入方向依次递增。
12.进一步地，多个叶片包括第一叶片和第二叶片；第一叶片与第二叶片的出口内径与集液管的出口外径之间的间隙小于等于第一预设值；第一叶片与第二叶片的进口内径与集液管的出口外径之间的间隙大于等于第一预设值的0.95倍。
13.进一步地，螺旋密封结构包括螺旋密封叶片；或；螺旋密封结构包括内螺纹密封套；泵盖设有与内螺纹密封套相配合的外螺纹密封套。
14.进一步地，旋喷泵还包括第一固定件；吸入轴还包括轴台和通孔；机械密封设于轴台与泵盖之间；第一传动螺钉用于穿过通孔，连接吸入轴与叶轮。
15.进一步地，旋喷泵还包括o型密封圈；o型密封圈位于叶轮与集液管之间，o型密封圈通过过盈配合安装于集液管。
16.进一步地，旋喷泵还包括泵轴；泵轴的一端延伸至转子腔内与滚筒连接，泵轴用于
驱动旋转空腔旋转。
17.进一步地，旋喷泵还包括轴承端盖和密封环；轴承端盖通过第二固定件与轴承体连接；密封环设于轴承端盖与泵轴之间。
18.进一步地，旋喷泵还包括滚动轴承；滚动轴承套设于泵轴的外侧，并抵接于轴承体的内侧。
19.本技术实施例提供的一种旋喷泵具有如下有益效果：
20.该旋喷泵包括泵盖、盖板、叶轮、滚筒、轴承体、集液管、机械密封和吸入轴；泵盖设有流体进口端和流体出口端，集液管的出口与流体出口端连通；盖板与轴承体形成转子腔，叶轮与滚筒位于转子腔内部，叶轮与滚筒形成旋转空腔，集液管位于旋转空腔内部；机械密封与吸入轴位于泵盖与叶轮之间，吸入轴的进口与流体进口端连通，吸入轴外表面设有螺旋密封结构，机械密封与螺旋密封结构均用于防止流体泄露。该旋喷泵可以增加密封结构的使用寿命，可以提高抗气蚀性能。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1是本技术实施例提供的一种旋喷泵的结构图；
23.图2是本技术实施提供的一种吸入轴的剖面图；
24.图3是本技术实施例提供的一种吸入轴的侧视图；
25.图4是本技术实施提供的另一种吸入轴的结构示意图；
26.图5是本技术实施例提供的一种叶片结构的底视图；
27.图6是本技术实施例提供的一种叶片结构的立体示意图；
28.图7是本技术旋喷泵与传统旋喷泵气蚀余量性能对比图；
29.附图标记说明：
[0030]1‑
泵盖；2
‑
第二固定件；3
‑
盖板；4
‑
叶轮；5
‑
滚筒；6
‑
轴承体；6a
‑
排出孔；7
‑
第三固定件；8
‑
轴承端盖；9
‑
密封环；10
‑
滚动轴承；11
‑
锁紧挡圈；12
‑
泵轴；13
‑
第四固定件；14
‑
吊环；15
‑
第五固定件；16
‑
第六固定件；17
‑
集液管；18
‑
第一固定件；19
‑
机械密封；20
‑
吸入轴；20a
‑
螺旋密封结构；20b
‑
第一叶片；20c
‑
第二叶片；20d
‑
轴台；20e
‑
通孔；21
‑
垫片；22
‑
第七固定件；23
‑
弹簧垫片；24
‑
密封盖；25
‑
o型密封圈。
具体实施方式
[0031]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0032]
如图1所示，本技术实施例提供了一种旋喷泵，包括泵盖1、盖板3、叶轮4、滚筒5、轴承体6、集液管17、机械密封19和吸入轴20；
[0033]
泵盖1分别与盖板3、集液管17连接；
[0034]
泵盖1设有流体进口端和流体出口端，集液管17的出口与流体出口端连通；
[0035]
盖板3与轴承体6形成转子腔，叶轮4与滚筒5位于转子腔内部，叶轮4与滚筒5形成旋转空腔，集液管17位于旋转空腔内部；
[0036]
机械密封19与吸入轴20位于泵盖1与叶轮4之间，吸入轴20的进口与流体进口端连通，吸入轴20外表面设有螺旋密封结构20a，机械密封19与螺旋密封结构20a均用于防止流体泄露。
[0037]
本技术通过吸入轴20外表面的螺旋密封结构20a，形成螺旋密封。螺旋密封是无接触式动密封的一种形式，通过在旋转的轴上设置螺旋槽，轴的旋转使螺旋槽产生类似于泵的输送作用，从而阻止密封液的泄漏。如此，本技术可以保证在传统旋喷泵整体结构不变的情况下，通过吸入轴20外表面的螺旋密封结构20a，配合机械密封19，不仅达到双重的密封效果，而且还可以保护机械密封19不受固体颗粒的影响；同时机械密封19远离流道内的主流区域，可以避免流体介质的高温影响，降低机械密封19的热疲劳强度，极大提高机械密封19的寿命，进一步地，可以降低机械密封19的选用标准和使用成本。
[0038]
在一种可选的实施方式中，如图2和图3所示，图2是本技术实施提供的一种吸入轴20的剖面图，图3是本技术实施例提供的一种吸入轴20的侧视图，螺旋密封结构20a为在吸入轴20外表面设置的螺旋密封叶片，螺旋密封叶片之间形成螺旋槽，其旋转方向由叶轮4实际旋转方向决定；螺旋密封叶片的稀疏程度与数量可以根据实际情况进行设置。
[0039]
具体的，螺旋槽横断面的槽型可以是矩形槽，也可以是梯形槽，还可以是三角形槽或是弧形槽。
[0040]
在另一种可选的实施方式中，如图4所示，图4是本技术实施提供的另一种吸入轴20的结构示意图，螺旋密封结构20a为套设于集液管17出口外壁上的内螺纹密封套，对应的，泵盖1靠近所述集液管17出口外壁的一侧设有与该内螺纹密封套相配合的外螺纹密封套，内螺纹密封套的外表面轴向设有外螺旋槽，外螺纹密封套的内表面轴向设有内螺旋槽，内螺旋槽和外螺旋槽的大小相同，且旋向相同。在内螺旋密封套和外螺旋密封套双重作用下，可以防止流体介质向转子腔内泄漏。
[0041]
具体的，内螺旋密封套上的外螺旋槽和外螺旋密封套上的内螺旋槽的横断面的槽型可以是矩形槽，也可以是梯形槽，还可以是三角形槽或是弧形槽。
[0042]
在一种可选的实施方式中，吸入轴20内表面设有叶片结构，叶片结构用于增加流体动能。如此，当流体通过吸入轴20时，受叶片结构的作用可增加流体能量，从而可以提高泵的抗气蚀能力，降低旋喷泵入口流体压力和安装高度，降低泵的相关管路成本。
[0043]
在一种具体的实施方式中，叶片结构包括多个叶片，多个叶片的宽度按照流体进入方向依次递增。例如，如图5和图6所示，图5是本技术实施例提供的一种叶片结构的底视图，图6是本技术实施例提供的一种叶片结构的立体示意图，多个叶片可以包括第一叶片20b和第二叶片20c；第一叶片20b与第二叶片20c的出口内径与集液管17的出口外径之间的间隙小于等于第一预设值；第一叶片20b与第二叶片20c的进口内径与集液管17的出口外径之间的间隙大于等于第一预设值的0.95倍。具体的，第一预设值为0.5mm。
[0044]
在一种可选的实施方式中，如图1所示，旋喷泵还包括第一固定件18；如图2、图3、图5和图6所示，吸入轴20还可以包括轴台20d和通孔20e；机械密封19设于轴台20d与泵盖1之间；第一传动螺钉18用于穿过通孔20e，连接吸入轴20与叶轮4。
[0045]
在一种可选的实施方式中，如图1所示，旋喷泵还包括o型密封圈25；o型密封圈25
位于叶轮4与集液管17之间，o型密封圈25通过过盈配合安装于集液管17。
[0046]
在一种可选的实施方式中，如图1所示，旋喷泵还包括泵轴12；泵轴12的一端延伸至转子腔内与滚筒5连接，泵轴12用于驱动旋转空腔旋转。
[0047]
具体的，若集液管17进口朝外，则螺旋密封结构20a的螺旋方向与叶轮4旋转方向相反，否则反之；例如，当从吸入轴20端向泵轴12端方向看叶轮4沿顺时针方向旋转时，此时螺旋密封结构20a的螺旋方向为逆时针。
[0048]
在一种可选的实施方式中，如图1所示，旋喷泵还包括轴承端盖8和密封环9；轴承端盖8通过第二固定件7与轴承体6连接；密封环9设于轴承端盖8与泵轴12之间。
[0049]
在一种具体的实施方式中，轴承体6还设有吊环14，轴承体6上远离吊环14的一侧还设有排出孔6a。
[0050]
在一种可选的实施方式中，如图1所示，旋喷泵还包括滚动轴承10；滚动轴承10套设于泵轴12的外侧，并抵接于轴承体6的内侧。
[0051]
在一种可选的实施方式中，如图1所示，旋喷泵还包括第二固定件2、第三固定件7、第四固定件13、第五固定件15、第六固定件16和第七固定件22；
[0052]
第二固定件2用于连接泵盖1和盖板3；第三固定件7用于连接轴承体6和轴承端盖8；第四固定件13用于连接滚筒5和泵轴12；第五固定件15用于连接盖板3和轴承体6；第六固定件16用于连接滚筒5和叶轮4；第七固定件22用于连接密封盖24和泵盖1。
[0053]
具体的，上述第二固定件2、第三固定件7、第五固定件15、第六固定件16和第七固定件22可以是螺栓，上述第四固定件13和第一固定件18可以是传动螺钉。
[0054]
在一种可选的实施方式中，如图1所示，旋喷泵还包括锁紧挡圈11，锁紧挡圈11套设于泵轴12的外侧，并抵接于滚动轴承10远离转子腔的一侧。
[0055]
基于上述可选的实施方式，本技术旋喷泵工作过程如下：
[0056]
叶轮4在旋转离心力的作用下，含有固体颗粒的高温流体介质通过泵的进口管路即图1所示泵盖1的右下角进入，沿着流道流向吸入轴20进口；而后在第一叶片20b和第二叶片20c的做功作用下通过吸入轴20与集液管17流道，流体介质能量增加，流体介质的抗气蚀性能增加；然后流体介质在旋转的叶轮4离心力的作用下，能量继续增加，压力升高后进入到滚筒5与叶轮4形成的旋转空腔内，接着高压流体介质通过集液管17进口进入到集液管17内；最后集液管17内流体介质流入到泵的出口流道泵盖1的右上角排出。在螺旋密封结构20a的作用下，可以驱使含有固体颗粒的高温介质向图1中的右边方向流动，起到一定的密封作用，同时也避免了固体颗粒进入到机械密封19密封面形成破坏，如此，可以提高旋喷泵密封结构的使用寿命。
[0057]
本技术实施例提供的一种旋喷泵，在输送含有高温固体颗粒流体介质时，通过吸入轴20以及螺旋密封结构20a可以降低固体颗粒对密封结构的破坏，从而可以提高旋喷泵的密封效果，与传统机械密封相比可增加使用寿命2倍以上。
[0058]
另外，通过吸入轴20内部的叶片结构，可以提高旋喷泵的抗气蚀性能，如图7所示，图7是本技术旋喷泵与传统旋喷泵气蚀余量性能对比图，图中主要对比了通过标准试验台测试的气蚀性能数据，分析对比了从设计流量5m3/h～30m3/h的npsh值，由图可知，与传统的旋喷泵相比，当设计点流量为20m3/h时，本技术气蚀余量(npsh)降低2m，气蚀性能提高40％。
[0059]
综上，本技术实施例提供的一种旋喷泵，既可以达到密封效果、增加密封结构的使用寿命，又可以提高抗气蚀性能。
[0060]
需要说明的是：上述本技术实施例先后顺序仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。且上述对本说明书特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。以上仅为本技术的较佳实施例，并不用以限制本技术，凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。