应用于生物发酵液输送领域的离心泵的制作方法

本技术涉及液态生物制品的输送领域，尤其涉及一种应用于生物发酵液输送领域的离心泵。

背景技术：

1、离心泵是利用叶轮旋转而使液体产生的离心力来输送液体的装置，其广泛应用于石油化工领域中。离心泵的运行需要依靠电机来带动；离心泵和电机都固定在底座上，且离心泵和电机之间通过联轴器连接；电机启动后，电机主轴旋转，从而带动联轴器旋转，进而将动力传递到离心泵主轴，带动离心泵主轴旋转，离心泵运行来输送液体。现有的离心泵无法性能范围窄，无法输送生物发酵液，具体原因为：

2、1)输送的生物发酵液中含有酵母菌等，需要保证输送介质的恒温特性，如果设备运行长时间工作产生自热，会影响输送管道和泵腔内的温度导致输送介质变质。同时需冷藏型的介质，也需要设置一种保温装置，防止与外界环境进行热交换，过热导致变质。

3、2)泵在运转过程中，轴承部件由于自身的机械损耗，会产生一些热量，而轴承会直接连接轴，将热量传导至前端的叶轮处，而叶轮的温度会直接影响介质，故控制轴承的温度十分关键。

4、3)当输送的介质为发酵液时，液体中往往包含了很多气体，当叶轮搅拌对液体做功时，液体的压力也会随之变化，可能会析出大量气泡，大部分的气泡会随着液体从泵出口排出，但仍然有少量气体聚集在泵腔内，这是很危险的，如果聚集在机封处，会导致机械密封干磨，机械密封可能随时失效。

5、4)当介质中含有大量纤维时，采用常规的叶轮，容易造成流道堵塞，影响叶轮正常工作。

技术实现思路

1、针对上述技术问题，本实用新型提供的应用于生物发酵液输送领域的离心泵，以解决现有离心泵性能范围窄，无法输送生物发酵液的问题。

2、为实现上述目的，本实用新型采取的技术方案为：

3、本实用新型提供的应用于生物发酵液输送领域的离心泵，包括底座、离心泵体、电机和气液分离装置，所述离心泵体、所述电机均设置在所述底座上，所述离心泵体由所述电机驱动，所述气液分离装置设置在所述离心泵体上；所述气液分离装置包括气液分离器和安全阀，所述气液分离器的底部为气液进入口，通过管道与所述离心泵体内机械密封的冲洗口连接，所述气液分离器的顶部为气体出口，与所述安全阀连接；

4、还包括有冷却搅拌组件，所述冷却搅拌组件设置在所述离心泵体内，包括换热管和搅拌叶轮；所述离心泵体内设有泵轴，于所述泵轴的端部设有所述搅拌叶轮，所述搅拌叶轮为半开式结构；所述泵轴上设有轴承，通过所述轴承箱固定，于所述轴承箱内设有所述换热管。

5、作为本实用新型的进一步优选，所述搅拌叶轮套装在所述泵轴上，包括后盖板，以及设置在所述后盖板上的叶片，所述后盖板的中心设有供所述泵轴穿过的轴孔，多个所述叶片围绕所述轴孔的轴线均匀的固定在所述后盖板上。

6、作为本实用新型的进一步优选，所述叶片为弧线形，与所述后盖板为一体式加工而成；所述叶片近轴孔段与所述后盖板顺滑连接。

7、作为本实用新型的进一步优选，所述后盖板为圆形，所述叶片远轴孔段与所述后盖板的外圆连接。

8、作为本实用新型的进一步优选，所述叶片表面采用打磨处理。

9、作为本实用新型的进一步优选，所述换热管为冷却盘管，竖向设置在所述轴承箱的底部；所述换热管的两个管口分别为轴承冷却进水口、轴承冷却出水口。

10、作为本实用新型的进一步优选，还包括设置在所述离心泵体外部的保温层，所述保温层由多个保温块拼接组成，与所述离心泵体的连接方式为粘连。

11、作为本实用新型的进一步优选，所述保温层的材质为四氟涂层。

12、作为本实用新型的进一步优选，所述气液分离装置通过连接板固定在所述离心泵体上。

13、上述技术方案具有如下优点或者有益效果：

14、1、在离心泵体的过流部件(泵体、泵盖、法兰)的外部设有保温层，使用四氟涂层作为保温的基础材料，根据泵体的外壳形状采用多块拼接粘贴的型式安装，四氟特层材料可以有效得耐腐蚀，对于少量的介质泄漏，也不会对保温材料的性能造成影响，多块拼接的方式，可以使保温层具有通用模块性，在使用后可以摘下贴到其他泵上使用，实现重复利用。

15、2、轴承滚珠与润滑油接触，当轴承产生热量时会把热量传递给润滑油，是润滑油的温度升高。为了解决该问题，在轴承箱的底部加入冷却水循环，通过冷却盘管与轴承箱内的润滑油进行换热，可实现与轴承散热量平衡，不会导致因轴承发热的缘故，将温度传递至生物发酵液中。

16、3、为了降低叶轮对含气发酵液的搅拌作用，同时提高介质中纤维的通过性，避免堵塞流量，将常规离心泵带前后盖板的封闭式叶轮，改为半式叶轮。这种用于生物液态制品的叶轮，取消了原本的前盖板，仅保留后盖板，这样大大得降低了铸造难度，使得叶轮更容易脱模，铸造出来的叶轮叶片也更加光滑，叶片的尺寸和曲率更符合设计要求。开式的叶轮结构，可以在加工中对叶片表面进行打磨处理，使叶轮的流道表面具有更好的光滑度，这意味着当液体介质表面与叶片相互挤压作用使，可以使更少量的气泡析出。另外对新的叶轮重新进行水力设计，减少叶片的数量，增加叶片的包角和弧长，半开式的叶轮提高了液体中纤维的通过能力，可以有效避免堵死在叶片之间的流道中。

17、4、为了解决泵腔内的聚气和排气问题，在离心本体外安装气液分离装置，其中气液分离器与泵体内机械密封的冲洗口连接。该装置用于收集泵体和机封腔内的聚集气体，当泵腔内的气液混合物循环至气液分离器时，气体会向上液体会从底部回流至机封中，当气液分离器的上部气体聚集到一定体积时，压力会阻止泵出口法兰的高压水继续冲洗循环，故在气液分离器的顶部安装一个安全阀，当到达临界压力时，会自动打开阀门排气后自动关闭，整个过程不影响机封的冲洗循环。

技术特征：

1.应用于生物发酵液输送领域的离心泵，包括底座、离心泵体、电机和气液分离装置，所述离心泵体、所述电机均设置在所述底座上，所述离心泵体由所述电机驱动，其特征在于，所述气液分离装置设置在所述离心泵体上；所述气液分离装置包括气液分离器和安全阀，所述气液分离器的底部为气液进入口，通过管道与所述离心泵体内机械密封的冲洗口连接，所述气液分离器的顶部为气体出口，与所述安全阀连接；

2.根据权利要求1所述的应用于生物发酵液输送领域的离心泵，其特征在于，所述搅拌叶轮套装在所述泵轴上，包括后盖板，以及设置在所述后盖板上的叶片，所述后盖板的中心设有供所述泵轴穿过的轴孔，多个所述叶片围绕所述轴孔的轴线均匀的固定在所述后盖板上。

3.根据权利要求2所述的应用于生物发酵液输送领域的离心泵，其特征在于，所述叶片为弧线形，与所述后盖板为一体式加工而成；所述叶片近轴孔段与所述后盖板顺滑连接。

4.根据权利要求3所述的应用于生物发酵液输送领域的离心泵，其特征在于，所述后盖板为圆形，所述叶片远轴孔段与所述后盖板的外圆连接。

5.根据权利要求1所述的应用于生物发酵液输送领域的离心泵，其特征在于，所述换热管为冷却盘管，竖向设置在所述轴承箱的底部；所述换热管的两个管口分别为轴承冷却进水口、轴承冷却出水口。

6.根据权利要求1所述的应用于生物发酵液输送领域的离心泵，其特征在于，还包括设置在所述离心泵体外部的保温层，所述保温层由多个保温块拼接组成，与所述离心泵体的连接方式为粘连。

7.根据权利要求6所述的应用于生物发酵液输送领域的离心泵，其特征在于，所述保温层的材质为四氟涂层。

8.根据权利要求1所述的应用于生物发酵液输送领域的离心泵，其特征在于，所述气液分离装置通过连接板固定在所述离心泵体上。

技术总结
本技术提供的应用于生物发酵液输送领域的离心泵，包括底座、离心泵体、电机和气液分离装置；气液分离装置包括气液分离器和安全阀，气液分离器的底部为气液进入口，通过管道与离心泵体内机械密封的冲洗口连接，气液分离器的顶部为气体出口，与安全阀连接；还包括冷却搅拌组件，搅拌组件包括设置在泵轴端部的搅拌叶轮，以及设置在轴承箱内设有所述换热管；搅拌叶轮为半开式结构。本技术应用于生物液态制品的生产工艺和输送环节，解决了原有产品性能范围窄，故障率高，以及对介质温度敏感的问题。随着用于此类工艺系统的离心泵性能提高，工艺系统亦可以做出更高的设计参数，摆脱了系统因泵的流量和压力达不到设计要求的限制。

技术研发人员：赵志妹,顾炀,张婷婷,董志红
受保护的技术使用者：亿志机械设备（无锡）有限公司
技术研发日：20221227
技术公布日：2024/1/12