一种叶轮结构及泵的制作方法-j9九游会真人

文档序号:35695068发布日期:2023-10-11 17:58阅读:8来源:国知局


1.本发明涉及叶轮结构技术领域,尤其涉及一种叶轮结构及泵。


背景技术:

2.在离心泵运行的过程中,叶轮与蜗壳之间以及后盖板与泵盖之间存在轴向间隙,流体经叶轮加压后,前后盖板间存在压差,形成叶轮轴向力源,而高压流体就从叶轮出水口向叶轮进水口回流,造成泵容积损失,由此需要密封环来减小蜗壳与叶轮,泵盖与叶轮间的径向间隙,来减小离心泵内部回流量、降低叶轮轴向力、平衡轴向力等,在密封过程中,由于较小的间隙,以及高压流体的冲刷,密封环容易磨损,属于易损件,这就要求密封环能易于更换,且与叶轮一体能达到良好的动平衡效果,消除对轴承的影响。
3.例如,公开号为cn203532314u的中国实用新型专利中,公开了一种迷宫式叶轮密封环间隙结构,属于离心泵叶轮密封环间隙节流结构,现有产品降压节流时泄漏量偏大、影响泵效率,本发明包括叶轮密封环、泵体密封环,叶轮密封环装配在叶轮上,泵体密封环与叶轮密封环对应固定在泵体上,叶轮密封环与泵体密封环之间保持有间隙,泵体密封环内圆面设置有矩形齿环结构。使得离心泵运行时,叶轮密封环间隙两端的泄漏量大大减少,提高了泵容积效率,从而提高了泵效率。让泵用户节省了运行成本,提高了经济效益。
4.上述现有技术在应用过程中存在以下问题:
5.叶轮动平衡调节,是在局部增加或减少一部分重量,将叶轮的质心尽量地调节到靠近叶轮轴心的位置上,现有叶轮通过在盖板侧校正动平衡,然而盖板厚度不足时,不能够满足叶轮动平衡调节的条件。
6.综上所述,现急需一种能够在盖板厚度不足时,满足叶轮动平衡调节的叶轮结构及泵。


技术实现要素:

7.为了解决上述现有叶轮在盖板厚度不足时,不能满足叶轮动平衡调节条件的问题,本发明提供了一种叶轮结构及泵。
8.根据本发明的一个目的,本发明提供一种叶轮结构,包括:
9.叶轮组件,所述叶轮组件包括盖板和叶轮,所述叶轮设置于所述盖板上;
10.叶轮密封环,所述叶轮密封环套设于所述盖板的外侧面,所述盖板和所述叶轮密封环之间设置有多个动平衡校正部,所述多个动平衡校正部绕所述叶轮的轴线间隔布置;
11.动平衡校正件,所述动平衡校正件对应所述动平衡校正部设置,所述盖板和所述叶轮密封环通过所述动平衡校正件可拆卸连接,同时所述动平衡校正件被设置为适于调节所述叶轮组件的平衡量。
12.优选的,所述动平衡校正部为槽状的动平衡校正部,所述动平衡校正件螺接于所述动平衡校正部内。
13.优选的,所述叶轮密封环的内圆面上开设有第一安装槽,所述第一安装槽的一端
暴露在叶轮密封环的外端面上;
14.所述盖板的外侧面上开设有第二安装槽,所述第二安装槽的一端暴露在盖板的外端面上;
15.所述第一安装槽和所述第二安装槽围成所述动平衡校正部。
16.优选的,所述动平衡校正部的轴线方向和所述叶轮密封环的轴线方向相平行,所述动平衡校正部在轴线方向上的尺寸,不大于所述叶轮密封环在轴线方向上尺寸,且不小于所述叶轮密封环在轴线方向上尺寸的二分之一。
17.优选的,所述盖板包括沿轴线方向依次设置的连接段和安装段,所述连接段径向尺寸以靠近所述安装段的方式逐渐减小,所述安装段径向上的最大尺寸小于所述连接段径向上的最小尺寸,以在所述连接段和所述安装段之间形成一台阶面,所述叶轮密封环套设于所述安装段外侧面,所述叶轮密封环和所述安装段紧密配合,并且所述叶轮密封环和所述台阶面相抵接。
18.优选的,所述叶轮密封环的外圆面上设置有迷宫件,所述迷宫件为齿形或凹槽状的迷宫件。
19.优选的,所述迷宫件绕所述叶轮密封环的轴线设置,所述迷宫件的数量为多个,所述多个迷宫件沿所述叶轮密封环的轴向依次间隔布置。
20.优选的,所述叶轮组件还包括:
21.轮毂,所述盖板的数量为两个,分别为前盖板和后盖板,所述前盖板和所述后盖板相对间隔设置,所述轮毂位于所述前盖板和所述后盖板之间,所述叶轮分别连接于所述前盖板和所述轮毂之间,以及所述后盖板和所述轮毂之间;
22.导流板,所述导流板连接于所述前盖板的外周和所述后盖板的外周之间,所述导流板的数量为多个,相邻所述导流板围成连通所述叶轮组件内外的出水口。
23.优选的,导流板包括前导流板和后导流板,所述前盖板、所述前导流板、后导流板和和所述后盖板沿所述叶轮的轴线方向依次连接,其中所述前导流板和所述后导流板连接处以靠近所述叶轮的方式弯曲。
24.本发明还提供一种泵,包括上述叶轮结构,还包括:
25.泵体,所述泵体包括相互扣合以形成腔体的泵壳,所述叶轮结构设置于所述腔体内,其中所述叶轮结构的轴线和所述腔体的轴线相重合,所述叶轮密封环的外圆面和所述腔体的内壁在所述腔体的径向上相对间隔设置;
26.动力,所述泵壳的外侧设置有一动力安装端面,所述动力安装于所述动力安装端面上;
27.转轴,所述转轴的一端连接所述动力,所述转轴的另一端连接所述叶轮组件。
28.该泵还包括:
29.泵体密封环,所述泵体密封环安装于所述腔体的内壁上,所述泵体密封环包括第一环部,所述第一环部和所述叶轮密封环在所述腔体的径向上预留有的缝隙。
30.优选的,所述泵体密封环还包括:
31.第二环部,所述第一环部和所述第二环部沿所述叶轮的轴线方向依次连接,所述第二环部以朝向所述腔体中心的方式延伸设置,以使所述第二环部在所述腔体的轴向上遮挡所述缝隙。
32.优选的,所述第二环部背离所述腔体中心一侧设置有连接筋,所述腔体内壁开设有筋槽,所述连接筋内嵌于筋槽。
33.优选的,所述动力为轴向磁场电机。
34.与现有技术相比,本发明的有益效果是:
35.该叶轮结构及泵,通过在盖板上设置叶轮密封环,叶轮密封环对叶轮组件外部流体密封以降低泄漏量,进一步设置动平衡校正件,将动平衡校正件对应设置于动平衡校正部上,在满足叶轮密封环和盖板两者之间装配的同时,实现对叶轮组件动平衡的调节,进而能够在盖板厚度不足时,满足叶轮组件的动平衡调节。
36.以下结合附图及实施例进一步说明本发明。
附图说明
37.图1为本发明所述一种叶轮结构及泵其中一实施例的剖面示意图;
38.图2为本发明所述一种叶轮结构及泵图1中的a处放大示意图;
39.图3为本发明所述一种叶轮结构及泵中动平衡校正件和动平衡校正部连接的其中一视角示意图;
40.图4为本发明所述一种叶轮结构及泵中动平衡校正件和动平衡校正部连接的另外一视角示意图。
41.图5为本发明所述一种叶轮结构及泵叶轮组件示意图。
42.图6为本发明所述一种叶轮结构及泵叶轮密封环示意图。
43.图中:100、叶轮组件;101、盖板;101a、前盖板;101b、后盖板;1011、连接段;1012、安装段;1013、台阶面;102、叶轮;103、轮毂;104、导流板;1041、前导流板;1042、后导流板;200、叶轮密封环;300、动平衡校正部;301、第一安装槽;302、第二安装槽;400、平衡校正件;600、泵体;601、动力安装端面;602、腔体;6021、第一叶轮吸入口;6022、第二叶轮吸入口;603、泵壳;700、动力;800、转轴;900、泵体密封环;901、第一环部;902、第二环部;903、连接筋;904、筋槽;1000、缝隙;1100、迷宫件。
具体实施方式
44.以下描述用于详尽说明本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例,本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。
45.第一实施例
46.请参阅图1-6,本发明提供一种技术方案:一种叶轮结构,包括:
47.叶轮组件100,叶轮组件100包括盖板101和叶轮102,叶轮102设置于盖板101上;
48.叶轮密封环200,叶轮密封环200套设于盖板101的外侧面,盖板101和叶轮密封环200之间设置有多个动平衡校正部300,多个动平衡校正部300绕叶轮102的轴线间隔布置;
49.动平衡校正件400,动平衡校正件400对应动平衡校正部300设置,盖板101和叶轮密封环200通过动平衡校正件400可拆卸连接,同时动平衡校正件400被设置为适于调节叶轮组件100的平衡量。
50.通过在盖板101上设置叶轮密封环200,叶轮密封环200对叶轮组件100外部流体密封以降低泄漏量,进一步设置动平衡校正件400,将动平衡校正件400对应设置于动平衡校正部300上,在满足叶轮密封环200和盖板101两者之间装配的同时,实现对叶轮组件100动平衡的调节,进而能够在盖板101厚度不足时,满足叶轮组件100的动平衡调节。
51.其中需要说明的是,对于叶轮此种精密机械,在盖板101侧校正动平衡时,会破坏叶轮组件100的水力性能,且盖板101厚度不一定满足动平衡微调条件,因此,本技术方案通过动平衡校正件400配合叶轮组件100进行动平衡的微调,叶轮组件100上动平衡量具体的调节方式为,将部分动平衡校正部300上的动平衡校正件400拆除或选择不安装,实现对叶轮组件100局部重量的调节,进而实现对叶轮组件100动平衡量的调节,以上调节是在动平衡校正件400能够将叶轮密封环200和盖板101稳定连接为前提下进行。
52.关于动平衡校正部300,在本发明其中一个实施例中,动平衡校正部300包括第一槽和第二槽,第一槽开设于盖板101的外端面上,第二槽开设于叶轮密封环200的外圆面上,动平衡校正件400为具有弹性的动平衡校正件,动平衡校正件400长度方向上的两端部分别扣接于第一槽和第二槽内,以使得叶轮密封环200和盖板101的外侧面紧密贴合。
53.作为其中一个优选的,动平衡校正件400为弹簧钢材质的动平衡校正件。
54.在本发明另外一个实施例中,动平衡校正部300为槽状的动平衡校正部,动平衡校正件400螺接于动平衡校正部300内。
55.作为其中一个优选的,平衡校正件400为紧定螺钉,动平衡校正部300为紧定螺钉孔。
56.上述紧定螺钉孔不限于数量及螺钉尺寸规格型号。
57.作为其中一个优选的,动平衡校正部300的数量为8个,动平衡校正部300绕叶轮102的轴线等间隔布置,以使能够在不同角度对叶轮组件100动平衡量的调节。
58.关于叶轮组件100的具体构造,在发明其中一个实施例中,叶轮组件100为双吸式叶轮,具体的,如图1和图2所示,叶轮组件100还包括:
59.轮毂103,盖板101的数量为两个,分别为前盖板101a和后盖板101b,前盖板101a和后盖板101b相对间隔设置,轮毂103位于前盖板101a和后盖板101b之间,叶轮102分别连接于前盖板101a和轮毂103之间,以及后盖板101b和轮毂103之间;
60.导流板104,导流板104连接于前盖板101a的外周和后盖板101b的外周之间,导流板104的数量为多个,相邻导流板104围成连通叶轮组件100内外的出水口,盖板101的内壁围成连通叶轮组件100内外的进水口,具体的,前盖板101a的内壁围成连通叶轮组件100内外的第一进水口,后盖板101b的内壁围成连通叶轮组件100内外的第二进水口。
61.更具体的,参见图5,导流板104包括前导流板1041和后导流板1042,前盖板101a、前导流板1041、后导流板1042和和后盖板101b沿叶轮102的轴线方向依次连接,其中前导流板1041和后导流板1042连接处以靠近叶轮102的方式弯曲。
62.为使得安装完成后的叶轮密封环200和叶轮组件100两者结构更为紧凑,避免平衡校正件400的安装,增加叶轮组件100在运动过程中的阻力,进而破坏叶轮组件100水力性能。
63.进一步的,如图3和图4所示,叶轮密封环200的内圆面上开设有第一安装槽301,第一安装槽301的一端暴露在叶轮密封环200的外端面上;
64.盖板101的外侧面上开设有第二安装槽302,第二安装槽302的一端暴露在盖板101的外端面上;
65.第一安装槽301和第二安装槽302围成动平衡校正部300。
66.优选的,第一安装槽301的截面呈半圆形,第二安装槽302的截面呈半圆形,
67.通过将动平衡校正部300分设为第一安装槽301和第二安装槽302,并将第一安装槽301设置于叶轮密封环200的内圆面上,将第二安装槽302设置于盖板101的外侧面上,使得平衡校正件400在配合动平衡校正部300使用时,平衡校正件400不占用叶轮组件100的外部空间,进而使得安装完成后的叶轮密封环200和叶轮组件100结构更为紧凑,避免破坏叶轮组件100水力性能,同时有利于减小叶轮组件100运动过程中的阻力,提高能效转化率。
68.上述方案将盖板101和叶轮密封环200一体做动平衡,盖板101与叶轮密封环200的侧面配钻紧定螺钉孔,在将盖板101和叶轮密封环200紧密配合的同时,也将进一步减小不平衡量,满足微调的效果。
69.更进一步的,如图3所示,平衡校正件400的外端面、盖板101的外端面和叶轮密封环200的外端面相平齐。避免平衡校正件400伸出盖板101或平衡校正件400与盖板101之间存在落差,增加叶轮组件100运动过程中的阻力。
70.其中需要说明的是,盖板101的外端面为盖板101轴线方向上的两端面,叶轮密封环200的外端面为叶轮密封环200轴线方向上的两端面。
71.进一步的,图1和图2所示,盖板101包括沿轴线方向依次设置的连接段1011和安装段1012,连接段1011径向尺寸以靠近安装段1012的方式逐渐减小,安装段1012径向上的最大尺寸小于连接段1011径向上的最小尺寸,以在连接段1011和安装段1012之间形成一台阶面1013,叶轮密封环200套设于安装段1012外侧面,叶轮密封环200和安装段1012紧密配合,并且叶轮密封环200和台阶面1013相抵接。
72.为便于对装置上的平衡校正件400进行拆装,同时确保平衡校正件400能够配合动平衡校正部300,稳定连接盖板101和叶轮密封环200。
73.进一步的,如图3所示,动平衡校正部300的轴线方向和叶轮密封环200的轴线方向相平行,在对装置上平衡校正件400进行拆除时,可在同一方向上进行。
74.进一步的,如图3所示,动平衡校正部300在轴线方向上的尺寸,其不大于叶轮密封环200在轴线方向上尺寸,且不小于叶轮密封环200在轴线方向上尺寸的二分之一。通过对动平衡校正部300的尺寸进行限定,使得平衡校正件400能够通过动平衡校正部300进入叶轮密封环200较深位置,继而使得盖板101和叶轮密封环200稳定连接。
75.因泵在运行的过程中,叶轮组件100与泵的腔体内壁之间存在轴向间隙,即泄露通道,流体经叶轮组件100加压后,盖板101的前后端面之间存在压差,形成叶轮组件100轴向力源,而高压流体就叶轮组件100的径向出水口向叶轮组件100的轴向进水口回流,造成泵容积损失,由此需要叶轮密封环200来减小叶轮组件100和腔体内壁间的泄露通道,从而减小泵内部回流量、降低叶轮组件100轴向力、平衡轴向力等,为进一步增加泄露通道中的阻力。
76.进一步的,叶轮密封环200的外圆面上设置有迷宫件1100,迷宫件1100为齿形或凹槽状的迷宫件。
77.通过在泄露通道内设置迷宫件,流体经过迷宫件时,迷宫件增加流体阻力,当泄露
通道两侧的压差消失,即可实现完全密封。
78.在本发明其中一个实施例中,参见图3,迷宫件1100为齿形的迷宫件,具体的,迷宫件1100的截面形状呈矩形。
79.在本发明其中一个实施例中,迷宫件1100为凹槽状的迷宫件,叶轮密封环200朝向泄露通道内延伸形成一延伸部,迷宫件1100开设于该延伸部上。
80.作为其中一个优选的,参见图5和图6,迷宫件1100为呈环型的迷宫件,迷宫件1100绕叶轮密封环200的轴线设置,迷宫件1100的数量为多个,多个迷宫件1100沿叶轮密封环200的轴向依次间隔布置。通过对迷宫件1100的形状以及排布方式进行限定,迷宫件1100的排布方向和泄露通道内流体的流动方向相同,每一迷宫件1100均能够增加流体的部分阻力。
81.第二实施例
82.如图1-2所示,一种泵,包括上述叶轮结构,还包括:
83.泵体600,泵体600包括相互扣合以形成腔体602的泵壳603,叶轮结构设置于腔体602内,其中叶轮结构的轴线和腔体602的轴线相重合,叶轮密封环200的外圆面和腔体602的内壁在腔体602的径向上相对间隔设置;
84.动力700,泵壳603的外侧设置有一动力安装端面601,动力700安装于动力安装端面601上;
85.转轴800,转轴800的一端连接动力700,转轴800的另一端连接叶轮组件100。
86.由于泵采用了叶轮结构,因此泵的有益效果参考上述实施例的叶轮结构。
87.其中需要说明的是,参见图1,腔体602位于叶轮组件100轴线方向上的一侧设置有连通腔体602内外的第一叶轮吸入口6021,腔体602位于叶轮组件100轴线方向上的另外一侧设置有连通腔体602内外的第二叶轮吸入口6022,腔体602内的流体通过第一、第二吸入口吸入腔体内,并分别通过叶轮组件100轴线上的第一进水口和第二进水口进入叶轮组件100内,叶轮组件100在动力700和转轴800作用下转动,以将流体从叶轮组件100径向上的出水口排出,腔体602上设置有一连通内外的出口,叶轮组件100的出水口和出口相连通,以上为流体在泵内大致流动方向。
88.作为其中一个优选的,动力700为轴向磁场电机。
89.为提升对泄露通道的密封效果,进一步的,泵还包括:
90.泵体密封环900,泵体密封环900安装于腔体602的内壁上,泵体密封环900包括第一环部901,第一环部901和叶轮密封环200在腔体602的径向上预留有的缝隙1000。
91.通过增加泵体密封环900,其中第一环部901和叶轮密封环200相对设置,实现泄露通道径向尺寸的减小,进而减小泄露通道轴线方向两侧的压差。
92.在本发明其中一个实施例中,泵为离心泵。
93.更进一步的,泵体密封环900还包括:
94.第二环部902,第一环部901和第二环部902沿叶轮102的轴线方向依次连接,第二环部902以朝向腔体602中心的方式延伸设置,以使第二环部902在腔体602的轴向上遮挡缝隙1000。
95.通过设置第二环部902,第二环部902能够进一步对缝隙1000进行遮挡,实现流体在泄漏通道轴向上阻力的增加,进而减小泄漏通道轴向两侧的压差。
96.其中,关于泵体密封环900的安装方式,参见图2,具体的,第二环部902背离腔体602中心一侧设置有连接筋903,腔体602内壁开设有筋槽904,连接筋903内嵌于筋槽904。
97.为确保连接筋903配合筋槽904能够充分对泵体密封环900和腔体602之间的相对位置进行定位。
98.进一步的,连接筋903为呈环型的连接筋,筋槽904为呈环型的筋槽。
99.更进一步的,参见图2,第二环部902朝向腔体602内壁的一侧面开设有限位槽,连接筋903的一端内嵌并固定连接于限位槽,连接筋903的另一端内嵌于筋槽904。
100.为使腔体602内部流体能够更好导入至叶轮组件100轴向方向上的进水口。
101.进一步的,参见图2,第二环部902的尺寸以靠近叶轮组件100的方式逐渐增大,具体的,第二环部902的外壁和腔体602的内壁相贴合,第二环部902的内壁呈弧形,第二环部902靠近叶轮组件100端部的内壁在轴向上落入叶轮组件100的进水口内。
102.传统叶轮密封环只是采用平滑间隙密封,且用骑缝螺钉固定的方式,动平衡校正面在双吸泵两侧盖板101上,而本发明在平滑密封的基础上增加齿形或凹槽状的迷宫件1100,利用流体动力学特征,通过增加迷宫件1100的方式,增加流体流动过程中的阻力,减小泄露通道两侧的压差,进一步减小离心泵叶轮组件100的轴向力;
103.现有叶轮在盖板101侧校正动平衡时,会破坏叶轮水力性能,且盖板101厚度不一定满足动平衡微调的条件,本发明将叶轮组件100及叶轮密封环200一体做动平衡,盖板101与叶轮密封环200侧面配钻紧定螺钉孔,在将叶轮组件100与叶轮密封环200紧密配合的同时,也进一步减小叶轮组件100的不平衡量,满足微调的效果。
104.综上,本发明在叶轮密封环200外表面加工出多个齿形或者凹槽状的迷宫件1100,在叶轮组件100的前后盖板存在压差的情况下,通过迷宫密封的方式,增加流体流动过程中阻力,减小泄露通道两侧的压差,进而减小叶轮组件100在离心泵内的轴向力,同时将盖板101与叶轮密封环200绕轴线配合动平衡校正件400固定,减小剩余不平衡量。
105.以上的实施例仅用于说明本发明的技术思想及特点,其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施,不能仅以本实施例来限定本发明的专利采用范围,即凡依本发明所揭示的精神所作的同等变化或修饰,仍落在本发明的专利范围内。
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