专利名称:立式外置液下泵的制作方法
本发明涉及液体输送装置，是一种安装在介质贮槽外面、液位以下，采用倒置叶轮结构，吸入口向上的液下泵。
用以输送腐蚀性液体或浆液的液下泵，一般由联轴器、轴承系统、出液管、主轴、液体导轴承、中间接管、泵体、泵盖和叶轮组成。现有液下泵大都用金属材料制成，而且为了减少对轴承系统的腐蚀，把主轴轴承设计在液位上部，而在主轴下端设置液体导轴承。这样的液下泵，因整个泵浸没在介质中，解决了泵的渗漏问题，但泵极易腐蚀损坏，加上叶轮受周期性径向力作用而较快导至液体导轴承损坏从而影响泵的寿命。当前，液下泵在向大流量、高扬程、耐腐蚀、无泄漏发展，则现有液下泵结构更不能适应需要，极待对轴承系统和泵体、叶轮结构进行改进。查阅国外有关资料，未见到与本发明相同的产品，较为接近的是联邦德国PAUL BUNGARTZ公司的用于输送发泡液体和低吸入头的VB泵，和RHEINHUeTTE公司的立式水银泵，从结构上看，这两种泵的进液管道均未设计缓冲段，液流就直接冲击主轴;只设置出气管或出气孔，而无回流管，这对主轴运转和轴承系统的防腐蚀存在一定程度的不利影响，而且泵的其它结构也与本发明有差别。
本发明的目的是为了提供一种改进的液下泵。解决泵的渗漏和耐腐蚀寿命问题，避免主轴因受进口液流的冲击和高速运转时的抖动问题，提高整个泵的性能和使用寿命。是一种安装维修方便、易启动、用途广泛的新型液下泵。
本发明是这样实现的首先，将泵系统安置在一台高度可调並可移动的泵架上，置于介质贮槽外面，泵的相对位置在贮槽液位以下;把泵的进液管口对接于介质贮槽的出液口，位于泵中间接管上部的回流管其出口端对接于介质贮槽最高液位处的回流孔上。这样，将整个泵系统安装在介质贮槽外面的方式，避免了贮槽中介质对泵外壳的腐蚀，同时，把主轴轴承系统设计在液位以上，並取消了液下中间轴承，从而解决了轴承系统的腐蚀和渗漏。其次，本发明对泵系统在结构上作了如下所述的独特设计，从而进一步达到了本发明的目的。
本发明的泵系统包括泵体、泵盖、叶轮、主轴、中间接管、进液管、出液管、回流管、轴承系统和联轴器。在本发明的泵体设计中，对小型泵，采用双螺旋形整体或组装型泵体，对大中型泵，采用导叶体与环形外壳组成的导叶式泵体，这几种泵体均带有出液管。小型泵的双螺旋形组装型泵体由橡胶制成的内衬壳和金属外壳组成，其金属外壳采用沿轴向剖分的结构，便于装拆。以上所说的双螺旋形泵体和导叶式泵体，消除了泵在运转时产生的周期性不对称径向力的作用。本发明的叶轮采用带背叶片的开式或闭式倒置叶轮。进液管设计在泵体上部，並与泵体相连接，它包括一段与主轴同轴心的、截面为倒U形的缓进段，此缓进段的外圈为外壳、内圈形成护轴内圈。设置缓进段的目的是缓和和平衡介质径向力流动对主轴的冲击力。这种把进液管安排在泵体上部进液(即使介质从叶轮上方流入)的方式，使得叶轮上部的管道中呈微负压状态，这对输送具有发泡液体和吸入水头较低的情况下，因该泵内始终有剩液存在，故具有一定的自吸能力。在进液管上部连接有一段中间接管，此接管是一根两端带法兰的空心管道，其安装轴心线与主轴轴心线一致，此中间接管的上法兰与上轴承系统的轴承座互相连接，下法兰与进液管相连接。在此中间接管的上部装有一根回流管，其位置与贮液槽最高液位相适应，回流管的作用是使残存在中间接管中的残液、或蒸气或气体回到贮液槽中去，这就从结构上确保了上轴承系统不与介质相接触或外溢泄漏。本液下泵的主轴是一根长轴、主轴上部是轴承系统，中间穿过中间接管和进液管，下端伸至泵体中並装有叶轮。主轴的轴承系统是一组组装型轴承系统，由轴套、轴承、轴封、轴承座和轴承盖等组成，轴套装在主轴上部、与主轴滑配，並用锁紧螺母把它固紧在主轴上，轴套与轴承相配，轴承装在轴承座中，轴套与轴承座间用填料或油封作轴封，两轴承外侧用轴承盖压紧，轴承座连接在中间接管上。这样的组装型轴承系统，只要卸掉轴承座与中间接管的连接螺拴和主轴端部的锁紧螺母，就能把整个轴承系统拆下而不损伤价格昂贵的主轴。为阻止介质蒸汽或气体进入轴承系统或外溢，本设计在轴承系统下部设置一组付叶轮动力密封装置，以达到不泄漏的要求。在本发明中为适应转速为1500转/分以上的工况的需要，在泵下端增置一闭式下轴承装置，它由付轴套、长螺拴、付叶轮、付导叶、油封和定位滑动轴承付等部件组成。其结构形式是付轴套的一端通过螺拴与主轴同心连接，轴套的另一端装在定位滑动轴承中，在轴套上装有作为动密封的付叶轮，定位滑动轴承付装在轴承座中，轴承座与泵底盖相连接。
以上所说的泵体、泵盖、叶轮、主轴、中间接管、进液管、出液管和回流管等部件，根据不同输送介质要求，可用包括超低碳合金钢材料等金属材料也可用一般金属材料作为基体，並在与介质接触的表面部分衬复高分子工程塑料、或橡胶、或树脂石墨等材料。
为达到在贮液槽外安装此类泵的目的，本发明有一台高度可调、位置可移动的泵架。把此立式液下泵安装在此泵架上，根据贮液槽的出口位置调节泵进液管的高低与之相接。
本发明的优点是，由于把主轴支承结构位置设计在介质液位上部，在中间接管上设置了回流管，並增设了动力密封装置，故本液下泵无轴承系统泄漏现象;由于该泵采用倒置叶轮结构，泵内始终充满液体，该泵就具有自吸能力，便于启动;进液管中有一段缓进段，则消除了介质流入时对主轴的附加径向冲击力;由于泵体为导叶泵体或双螺旋形泵体，並在转速大于1500转/分时采用了闭式付叶轮密封的外部下轴承装置，增设悬臂长轴的下支承点，这就一方面消除了泵运转中的周期性不均匀径向力对主轴的作用。因而就取消了导向流体轴承结构，另方面保证了更长的悬臂长轴在高速运行中的稳定性，而且维修更换泵体和叶轮就很方便;由于采用了主轴的组装型轴承结构，使得安装维修十分方便，並保证了主轴不会因装拆轴承而损坏，从而提高了价格昂贵的主轴的使用寿命;最后，由于本发明是外置的，这就消除了泵外表面的腐蚀性，从而成倍提高了泵的耐腐蚀寿命。
图1为本发明的纵向剖示图。其中〔1〕为叶轮，〔2〕为泵体、〔3〕为泵底盖，〔4〕为底盖内衬盖，〔5〕为导叶体，〔6〕为环形外壳，〔7〕为出液管，〔8〕为缓进段，〔9〕为护轴内圈，〔10〕为进液管，〔11〕为主轴，〔12〕为中间接管，〔13〕为回流管，〔14〕为上部动力密封器，〔15〕为轴承，〔16〕为轴套，〔17〕为轴承盖，〔18〕为轴承座，〔19〕为泵架，〔20〕为泵上盖，〔21〕为主轴上端锁紧螺母，〔22〕为填料函体，〔23〕为中间套，〔24〕为付叶轮，〔25〕为付导叶。
图2为本发明的另一种泵体的局部结构剖示图。
图3为本发明第三种泵体的局部结构剖示图。其中〔26〕为内壳衬，〔27〕为可拆外壳。
图4为本发明带闭式外部下轴承装置的泵体局部结构剖示图。其中〔28〕为付导叶，〔29〕为付叶轮，〔30〕为油封，〔31〕为滑动轴承副甲，〔32〕为滑动轴承副乙，〔33〕为付轴套，〔34〕为长螺拴，〔33〕为滑动轴承座，〔36〕为轴封盖。
本发明的实施例如附图所示。现结合附图对本发明作进一步说明。
图1所示的液下泵是一种转速在1500转/分以下的大中型立式外置液下泵。如图所示，整个泵系统装座在泵架〔19〕上，泵架是可移动並可上下调节高低，以便泵的进液管〔10〕与不同高度的贮液槽出口位置相接。泵架支承面以上部分是电机、联轴器和轴承系统，以下部分是中间接管〔12〕，回流管〔13〕，泵体〔2〕及叶轮〔1〕。主轴〔11〕贯穿轴承系统、中间接管、泵体和叶轮。
本实施例中，泵体〔2〕由导叶体〔5〕和环形外壳〔6〕组成，泵体〔2〕同泵上盖〔20〕和泵底盖〔3〕用螺拴固定连结，在泵底盖〔3〕上面还设置一块底盖内衬盖。本设计中，进液管〔10〕与泵上盖〔20〕一体铸成，进流管〔10〕中包括一段横截面为倒U形的半螺旋形蜗壳缓进段〔8〕，此倒U形的外圈形成缓进段外壳，内圈形成护轴内圈〔9〕;出液管〔7〕与泵体的环形外壳〔6〕一体铸成。本设计的叶轮〔1〕是带背叶片的倒置开式叶轮，用螺母固接于主轴〔11〕上，介质从叶轮〔1〕的上部流入。主轴〔11〕只在其上部用轴承系统支承，形成一端支承的悬臂主轴。轴承系统由轴套〔16〕、轴承〔15〕、轴承盖〔17〕和轴承座〔18〕组成。轴套〔16〕与主轴〔11〕滑配连结，並用锁紧螺母把它固定在主轴上，籍助锁紧螺母可调节泵内另件间隙。由图所示，轴套〔16〕、轴承〔15〕和轴承座〔18〕组成组合型上轴承装置，这样的装置只要拆开轴承座〔18〕与泵架〔19〕连接的螺拴和主轴上端的锁紧螺母〔21〕，就能把整个轴承装置从主轴〔11〕上拆下来。为阻止输送介质的蒸汽或气体介质外溢或向上侵入上轴承装置，在轴承座〔18〕的底部装有一个由付叶轮〔24〕、付导叶〔25〕、中间套〔23〕及填料函体〔22〕组成的动力密封器〔14〕。付叶轮〔24〕装在主轴〔11〕上，随主轴转动，其结果是把从中间接管〔12〕中向上流的气体压回去，通过回流管〔13〕流入贮液槽。在本设计中，中间接管〔12〕是一根两端带法兰、上部连有回流管〔13〕的空心管，上端法兰与轴承系统的轴承座〔18〕相接，下端法兰与进液管〔10〕相接。
以上所说的主轴〔11〕、进液管〔10〕、泵体〔2〕、泵上盖〔20〕、底盖内衬盖〔4〕、出液管〔7〕和叶轮〔1〕、先用一般金属材料作为基体，然后在与介质接触的表面部分衬复氟塑料制成。
本发明的另一实施例如图2所示，它是一种用于转速在1500转/分以下的全性能系列离心泵性能的立式外置液下泵。其结构与上述实施例基本相同，不同之处是进液管〔10〕的缓进段〔8〕是环形缓进段，泵体〔2〕是整体式双螺壳泵体。这种型式的泵用超低碳合金钢制成。
本发明的第三个实施例如图3所示，它也是一种用于转速在1500转/分以下的全系列离心泵性能的立式外置液下泵，其结构与上实施例基本相同，不同之处为双螺旋形泵体〔2〕、由衬复橡胶的双螺旋形内壳衬〔26〕和轴向剖分的金属外壳〔27〕组成。叶轮〔1〕制成带背叶片的闭式结构，並在其表面衬复橡胶材料。同样，其它另件与输送介质相接触的表面也衬复橡胶材料。
本发明的第四个实施例如图4所示，它是用于转速为1500转/分～3000转/分时的立式外置液下泵，其结构、用材均与前三个实施例相同，不同之处是在泵底盖〔3〕下部装有一套闭式外部下轴承装置，它由付导叶〔28〕，付叶轮〔29〕，油封〔30〕，滑动轴承副甲〔31〕，滑动轴承副乙〔32〕，付轴套〔33〕，长螺拴〔34〕，滑动轴承座〔35〕及轴封盖〔36〕组成。其结构为在主轴〔11〕的下端通过长螺拴〔34〕接置一与主轴〔11〕同心的付轴套〔33〕，付轴套〔33〕与付叶轮〔29〕及滑动轴承副乙〔32〕滑配连接，滑动轴承副甲〔31〕压入轴承座〔35〕，装入油封〔30〕，轴承座〔35〕通过螺钉与下泵盖〔3〕紧固，下端用轴封盖〔36〕充封住，整个形成闭式外部下轴承装置。
权利要求
1.一种输送液体、气液混合介质、或带固体颗粒浆液，由电动机、联轴器、主轴[11]、中间接管[12]、轴承装置、泵体[2]、泵盖[20、3]、叶轮[1]、进液管[10]、出液管[7]等部件组成的立式外置液下泵，其特征在于(1)它包括一台高度可调並可移动的泵架[19]，置于介质贮槽外面，(2)进液管[10]在泵体[2]上部，与泵体[2]相连接，进液管[10]管口对接于介质贮槽的出液口，(3)在中间接管[12]上部装有一根回流管[13]，其出口端对接于介质贮槽的回流孔上，
2.根据权利要求
1所述的液下泵，其特征在于说所的轴承装置是组合式上轴承装置，由轴套〔16〕、轴承〔15〕、轴承座〔18〕、轴承盖〔17〕组成。
3.根据权利要求
2所述的液下泵，其特征在于所说的上轴承装置中有一个由付叶轮〔24〕、付导叶〔25〕、中间套〔23〕及填料体〔22〕组成的动力密封器。
4.根据权利要求
1所述的液下泵，其特征在于所说的泵体〔2〕为由导叶体〔5〕与环形外壳〔6〕组成的导叶泵体。
5.根据权利要求
1所述的液下泵，其特征在于所述的泵体〔2〕为整体型或组装型的对称双螺旋形泵体。
6.根据权利要求
1所述的液下泵，其特征在于所说的叶轮〔1〕为带背叶片的开式或闭式叶轮。
7.根据权利要求
1所述的液下泵，其特征在于所说的进液管〔10〕包括一段与主轴〔11〕同轴心的缓进段〔8〕，並设置有一护轴内圈〔9〕。
8.根据权利要求
7所述的液下泵，其特征在于所说的缓进段〔8〕是半螺旋形或环形缓进段。
9.根据权利要求
1所述的液下泵，其特征为所说的主轴〔11〕下端装有与之同轴心的付轴套〔23〕，其上装有作为动力密封的付叶轮〔29〕和滑动轴承副乙〔32〕，此滑动轴承副乙与滑动轴承副甲〔31〕相配。
10.根据权利要求
1或2、4、5、6、7、9所述的液下泵，其特征是所说的主轴〔11〕、中间接管〔12〕、进液管〔10〕、泵体〔2〕、泵盖〔3、20〕、叶轮〔1〕、出液管〔7〕可用包括超低碳合金钢在内的金属材料制成，也可根据介质性质不同，用一般金属材料作为基体，在与介质接触的表面部分衬复高分子塑料、橡胶或树脂石墨材料。
专利摘要
本发明是一种安装在介质贮槽外面、液位以下，输送液体等介质的液下离心泵。其主要特点是只在主轴上部安装上轴承装置，无液下导轴承；在中间接管上装有回流管；泵体、叶轮、主轴等与介质接触部分用防腐蚀材料衬覆或包括超低碳合金钢在内的金属材料直接制作；该类泵还配有泵架，便于调节和移动。
文档编号F04D7/06GK87100216SQ87100216
公开日1988年8月3日 申请日期1987年1月22日
发明者戴正兴 申请人:戴正兴导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan