一种直联式旋喷泵的制作方法

1.本实用新型涉及旋喷泵领域，具体涉及一种电机直联的旋喷泵装置。


背景技术：

2.近年来随着工业技术的飞速发展，石油化工、冶金、采矿等行业对小流量高扬程的泵的需求量越来越大。传统的离心泵、往复泵、无泄漏泵等因性能不够稳定，维护成本较高，已不能满足逐渐提高的工况要求。旋喷泵（即旋转喷射泵）具有结构简单、运行稳定、能很好的适应小流量高扬程工况的特点，在上述领域得到了广泛的应用。
3.目前工业生产中使用的旋喷泵，主要包括由电机通过变速箱驱动旋转的转子部分和伸入转子部分内腔的集流管。转子部分上带有叶轮，叶轮上设有凹槽结构的流道。随着转子部分的高速旋转，流体在离心力的作用下沿流道流动，形成负压，将外部的流体不断吸入转子部分的内腔中，再沿集流管向外输出，实现流体的泵送。
4.现有的旋喷泵存在以下缺陷：一、流量调整依靠变速箱实现，然而变速箱体积庞大，成本高，且需要定期维护；二、叶轮流道出口角较小，水力效率低；三、集流管的截面形状多为对称结构，在转子腔内受到高速流体的不断冲击，造成的流动损失大，且受力不均，影响工作效率和稳定性；四、集流管铸件强度较差，尤其是靠近入口的一侧侧壁是承受冲击力的主要区域，同时也是强度薄弱点，长时间工作后容易断裂失效；五、装配前，转子部分需要进行动平衡处理，因为转子部分与驱动轴连接的一端为封闭结构，所以只能在立式动平衡机上进行操作，测量结果不准确，拆装操作繁琐，尤其当转子部分的直径/长度比小于6时，需要双面去重、反复拆装，耗费时间长，生产效率低下。


技术实现要素：

5.本实用新型提出了一种直联式旋喷泵，其目的是：（1）解决因使用变速箱而导致的体积庞大、成本高、维护工作量大的问题；（2）提高水力效率；（3）改进集流管的形状，提高工作效率和稳定性；（4）解决集流管铸造难度大、强度不足的问题；（5）提高动平衡的操作效率。
6.本实用新型技术方案如下：
7.一种直联式旋喷泵，包括泵体、转子部分、集流管和驱动装置，所述转子部分安装在泵体上，所述驱动装置用于驱动转子部分相对于泵体绕水平的轴线转动，所述集流管伸入所述转子部分内部；
8.所述泵体包括由左向右依次相连的进出口段、壳盖、连接体和连接法兰；所述连接体为筒状；
9.所述进出口段上开设有出水口和进水口；
10.所述壳盖上安装有静环座；
11.所述转子部分包括左向右依次相连的轴套、叶轮和转子壳体；所述轴套穿过所述静环座；所述叶轮和转子壳体围成转子内腔，且二者位于壳盖、连接体和连接法兰所围成的
空间内；所述叶轮的右端面上圆周分布有截面形状为矩形的凹槽，所述凹槽包括弯曲段和与所述弯曲段的外端相接的直线段；所述弯曲段的内端与所述轴套的内孔相连通；所述转子部分还包括位于转子内腔中、安装在叶轮右端面上的轮盖，所述轮盖与凹槽围成流道；所述轮盖的外边缘还设置有与所述直线段位置相对于的开口；
12.所述转子内腔通过集流管与出水口相连通；集流管包括输入段、转弯段和输出段；所述输入段竖直设置在转子内腔中，下端与所述转弯段相接；输入段的上端开设有朝向侧方的入口；输入段采用由上到下渐变增大的形状，且截面形状为水滴状，水滴状的圆弧一端与集流管的入口位于同侧；所述输入段与入口同侧的管壁壁厚从上到下保持一致；所述转弯段穿过轮盖；所述集流管的输出段穿过所述轴套、左端与进出口段固定连接、右端与转弯段相连接；输出段与轴套之间的间隙与所述进水口相连通；
13.所述驱动装置为变频电机；所述变频电机安装在所述连接法兰上，其输出轴通过联轴器与所述转子壳体的右端相连接。
14.作为所述直联式旋喷泵的进一步改进：所述转子壳体的右端开设有通孔，该通孔中安装有端盖，所述端盖与通孔之间安装有密封圈。
15.作为所述直联式旋喷泵的进一步改进：所述轮盖的中心孔内安装有可拆卸的衬套，所述集流管的转弯段与所述衬套相配合。
16.作为所述直联式旋喷泵的进一步改进：所述静环座与轴套之间设有密封组件。
17.相对于现有技术，本实用新型具有以下有益效果：（1）本装置采用电机直联式结构，由变频电机直接驱动转子部分，通过变频方式实现转速的调整，省去了传统的变速箱，解决了变速箱带来的体积庞大、成本高、维护工作量大等问题；（2）流道为先弯后直结构，采用矩形截面，不仅方便机械加工，增大了流体的通过性，而且出口角接近90度，可以产生更高的线速度，提高泵的过流能力和水力效率；（3）集流管的输入段采用渐变式的、横截面为水滴形的形状结构，可以显著减小受到的冲击力，且受力更加均匀，提高工作效率和稳定性；（4）集流管的输入段靠近入口的一侧采用等壁厚设计，降低了铸造难度，有助于保证集流管的结构强度；（5）转子壳体的右端开设有通孔，通孔内安装有端盖，装配前，可以使用芯轴穿过转子壳体，将其放在卧式动平衡机进行动平衡，相对于使用立式动平衡机，精度更高，装卸操作更加方便，产品装配时，通过安装端盖可保证转子内腔的密封性。
附图说明
18.图1为本实用新型的整体结构示意图；
19.图2为叶轮的立体图；
20.图3为叶轮的左视图；
21.图4为基于图3的a-a剖视图；
22.图5为轮盖和衬套部分的结构示意图；
23.图6为集流管的立体图；
24.图7为集流管的剖视图；
25.图8为集流管的输入段的剖视图；
26.图9为图8中b-b处截面图；
27.图10为图8中c-c处截面图；
28.图11为图8中d-d处截面图；
29.图12为转子部分及联轴器部分的结构示意图，图中拆去了端盖部分，该状态主要用于进行动平衡。
具体实施方式
30.下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案：
31.如图1，一种直联式旋喷泵，它包括泵体、转子部分、集流管11和驱动装置。
32.具体的，所述泵体包括由左向右依次相连的进出口段1、壳盖4、连接体6和连接法兰7。其中，所述连接体6为筒状，它与两侧的壳盖4和连接法兰7围成用于放置转子部分的腔体。
33.所述进出口段1上开设有出水口1-1和进水口1-2。
34.所述壳盖4的中心孔处安装有静环座3。所述静环座3与轴套2之间设有密封组件15。
35.所述转子部分包括左向右依次相连的轴套2、叶轮14和转子壳体5。所述轴套2穿过所述静环座3。所述叶轮14和转子壳体5围成转子内腔，且二者位于上述壳盖4、连接体6和连接法兰7所围成的空间内。
36.具体的，如图2、3、4，所述叶轮14的右端面上圆周分布有截面形状为矩形的凹槽，矩形截面方便机械加工，而且可以增大流体的通过性。进一步的，所述凹槽包括s形的弯曲段14-1和与所述弯曲段14-1的外端相接的直线段14-2。直线段14-2可以使出口角接近90度，产生更高的线速度，提高泵的过流能力和水力效率。所述弯曲段14-1的内端与所述轴套2的内孔相连通，流体将从此处引入。
37.如图1和5，所述转子部分还包括位于转子内腔中、安装在叶轮14右端面上的轮盖13，所述轮盖13与叶轮14上的凹槽围成用于流体通过的流道。所述轮盖13的外边缘还设置有与所述直线段14-2位置相对于的开口13-1，该开口13-1为流道的出口。
38.进一步的，所述轮盖13的中心孔内安装有可更换的衬套12。衬套12通过紧定螺钉固定在轮盖13的中心孔处。
39.所述转子内腔还通过集流管11与出水口1-1相连通。
40.具体的，如图6和7，集流管11整体为l型，包括输入段11-2、转弯段11-3和输出段11-4。所述输入段11-2竖直设置在转子内腔中，下端与所述转弯段11-3相接。输入段11-2的上端开设有朝向侧方的入口11-1。进一步的，如图8-11，输入段11-2采用由上到下渐变增大的形状，且截面形状为水滴状。水滴状的圆弧一端与集流管11的入口11-1位于同侧。该形状可以显著减小转子部分旋转时集流管11受到的冲击，且受力更加均匀，提高工作效率和稳定性。所述输入段11-2与入口11-1同侧的管壁壁厚从上到下保持一致，降低了铸造难度，有助于保证集流管11该处的结构强度。
41.如图1，所述转弯段11-3穿过轮盖13，并与所述衬套12的内孔相配合。由于衬套12是可拆卸的，因此针对不同的集流管11和工况，可以更换不同材质、尺寸的衬套12，利用集流管11与衬套12之间的小间隙形成的洛马金效应（lomakin效应），对转子起到支撑作用，兼顾运行效率和稳定性。
42.所述集流管11的输出段11-4穿过所述轴套2、左端与进出口段1固定连接、且右端
与转弯段11-3相接。输出段11-4与轴套2之间的环形间隙与所述进水口1-2相连通。输出端的左端作为集流管11的出口，直接与进出口段1的出水口1-1相连通。
43.所述驱动装置用于驱动转子部分相对于泵体绕水平轴线转动。本实施例中，所述驱动装置为变频电机8，它安装在所述连接法兰7上，输出轴与联轴器9通过键实现传动连接。联轴器9的左端则通过螺栓与转子壳体5的右端相连接。
44.进一步的，如图1和12，所述转子壳体5的右端开设有通孔，该通孔中安装有端盖10，所述端盖10与通孔之间安装有密封圈。
45.如图12，装配前，需要对转子部分进行动平衡。此时可以拆下端盖10，然后使用芯轴穿过转子部分，再安装到卧式动平衡机上。相对于使用立式动平衡机，卧式动平衡机的测量结果更加准确，操作效率更高。动平衡后，将端盖10和密封圈重新装到转子壳体5的右端。
46.工作时，变频电机8带动转子部分的高速旋转，在离心力的作用下，流道处产生负压，流体不断从进水口1-2进入，沿流道向外侧流动，从开口13-1进入转子内腔，最后沿集流管11向外输出，实现流体的泵送。泵送过程中，可以根据工况调整变频电机8的转速，实现流量、扬程等技术参数的调整，通过调整入口11-1的尺寸，得到不同技术参数的产品。