專利名稱：高速多相流溶氣泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及流體機(jī)械領(lǐng)域，尤其為通過特殊研究的水力部件和結(jié)構(gòu)，用于輸送含氣量達(dá)10%-30%的混合式多相流介質(zhì)，其轉(zhuǎn)速范圍為3000-7000r/min的高速葉片式泵。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有離心泵在含有5%氣體時(shí)，便因產(chǎn)生斷流而無法工作，而在許多工藝和某些重 大裝備中，要泵送含有高達(dá)30%氣體的介質(zhì)，且參數(shù)仍屬于離心泵范疇，如溶氣氣浮、溶氣 工藝、中和工藝、除銹、廢水脫硝、飲用水的臭氧化處理、重水和廢水回用、特種軍工產(chǎn)品等 都需要能泵送氣量最高達(dá)30%的介質(zhì)。對(duì)于現(xiàn)有封閉式葉輪葉片泵，當(dāng)含氣介質(zhì)通過泵的吸入口經(jīng)葉輪3做功獲得能量 后，被排到壓水室。葉片泵內(nèi)為帶有前蓋板10、后蓋板11的閉式葉輪3，見圖4、圖5，葉輪 的前蓋板10、后蓋板11處與泵體1之間留有較大的空隙，此時(shí)，壓水室中的高壓介質(zhì)便會(huì)迅 速充滿這些空隙中，并往低壓區(qū)，即泵的進(jìn)口端泄漏，由于氣體的密度小、封閉式葉輪不能 防止氣體存留、也不能破碎氣體，使滯留在泵體內(nèi)的空隙處的氣體不能排出。當(dāng)泵體1內(nèi)的 氣體存留多了，便會(huì)造成泵不能正常工作，如斷流、振動(dòng)、密封損壞等。停泵后再次啟動(dòng)要排 氣處理。而能夠用于輸送含少量氣體介質(zhì)的氣液混輸泵，其結(jié)構(gòu)也只能防止少量的氣體不 存留在泵體流道內(nèi)，隨介質(zhì)一起被輸送出去，但不能破碎氣體、使之高度溶于介質(zhì)中并隨之 排出。由于其結(jié)構(gòu)形式的限制，所輸送氣體的含量一般也不超過6%，如圖10所示?，F(xiàn)有的葉片式泵的葉輪有兩種結(jié)構(gòu)形式，一種如圖4-6所示，是有前、后密封環(huán)加 平衡孔12的閉式葉輪，這是最常見的結(jié)構(gòu)，它的前蓋板10、后蓋板11處與泵體1間存在著 三處較大的空穴，即A、B、C區(qū)，從混合介質(zhì)中析出的氣體往往存留在這些空間，不易排出， 且前、后密封環(huán)部位密封長(zhǎng)度很短，一般只有20mm左右，阻止不了氣體回流到葉輪3吸入 口，而氣體回到葉輪3吸入口較多時(shí)，會(huì)造成斷流，導(dǎo)致泵不能工作。另一種如圖7-9所示， 是有前密封環(huán)加平衡筋14結(jié)構(gòu)的閉式葉輪。該結(jié)構(gòu)的葉輪3存在兩處處較大空穴A、B區(qū)， 前部密封環(huán)部位長(zhǎng)度也很短，不同之處在于后蓋板設(shè)有直葉片形式的平衡筋14，而沒有開 平衡孔12，直葉片平衡筋14的作用只能降低腔B的壓力，平衡軸向力。不能將存留在此處 的氣體排走。故以上兩種普通葉片式泵的葉輪3及其泵腔15流道均不能適應(yīng)多相流介質(zhì) 的輸送，同時(shí)也不能破碎氣體。而適用于輸送含少量氣體介質(zhì)的氣液混輸泵，可防止少量氣體存留。如圖10所 示，由于其結(jié)構(gòu)形式的限制，只能使氣體伴隨在介質(zhì)中，隨介質(zhì)一起被輸送出去，而不能破 碎氣體，因此氣體的體積會(huì)比較大，當(dāng)介質(zhì)中的含氣量較大時(shí)，其輸送能力馬上下降。因此 所輸送氣體的含量一般不超過6%。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有離心泵在含有5%氣體以上無法工作，現(xiàn)有多相流泵轉(zhuǎn)速不高，且重量 重，體積大的缺陷，本發(fā)明旨在提供一種高速多相流溶氣泵，它同時(shí)解決了溶氣和高轉(zhuǎn)速的問題，可滿足各 種氣液工藝過程、軍工產(chǎn)品、城市給排水的需要。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是所述高速多相流溶氣泵，包括泵 體，裝在泵體上的泵蓋，裝在泵體內(nèi)的葉輪，其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是，所述泵體與泵蓋之間形成封閉 的泵腔；所述葉輪與泵體、泵蓋組成封閉式流道之間形成封閉式流道。泵體將被輸送介質(zhì)均勻地導(dǎo)入葉輪，爾后收集從葉輪獲得能量后的介質(zhì)，并將其 部分速度能轉(zhuǎn)換成壓力能并送入管網(wǎng)中。進(jìn)一步地，所述泵蓋上設(shè)有凹槽，所述葉輪的葉片的一端設(shè)有一個(gè)與該凹槽相配 合的圓環(huán)，該葉輪葉片與泵蓋之間設(shè)有運(yùn)轉(zhuǎn)縫隙e，所述葉輪的前蓋板與泵體之間設(shè)有運(yùn)轉(zhuǎn) 間隙，所述葉輪的前蓋板與泵體之間密封環(huán)結(jié)構(gòu)，藉由此結(jié)構(gòu)，葉輪將原動(dòng)機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)換 成被輸送介質(zhì)的壓力能和速度能，然后排送到管網(wǎng)中，葉輪的這種獨(dú)特的結(jié)構(gòu)形式能夠保 證對(duì)多相流介質(zhì)的良好的輸送。所述泵腔外側(cè)壓裝有密封部件，機(jī)械密封可防止泵腔內(nèi)的介質(zhì)泄漏。所述葉輪通過電機(jī)軸與裝在支架上的電機(jī)相聯(lián)，其中泵體、泵蓋和電機(jī)通過支架 支撐并連接在一起。所述泵蓋與電機(jī)軸之間為機(jī)械密封，防止泵體內(nèi)的介質(zhì)沿主軸泄漏。所述電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍提高為3000-7000r/min，電機(jī)轉(zhuǎn)速提高在本發(fā)明中有二個(gè)作 用一是高轉(zhuǎn)速更有利于氣體達(dá)到彌散狀態(tài)，更充分的與被輸送介質(zhì)混合；二是使用高轉(zhuǎn) 速技術(shù)可以使泵和電機(jī)的整體結(jié)構(gòu)均縮小，能夠適用于安裝空間較小的場(chǎng)所，應(yīng)用更廣泛。將支架穿過電機(jī)軸裝在電機(jī)的安裝法蘭上并緊固；爾后將泵蓋穿過電機(jī)軸裝在支 架上并緊固，并將機(jī)械密封裝于電機(jī)軸上，將葉輪用螺紋聯(lián)接于電機(jī)軸上緊固，同時(shí)壓緊機(jī) 封；最后將泵體裝在泵蓋上并緊固。高速多相流溶氣泵的葉輪有前蓋板而無后蓋板，在葉片的后蓋板位置設(shè)計(jì)有一個(gè) 圓環(huán)，與泵蓋的凹槽相配合，使葉輪葉片與泵蓋間只存在微小的運(yùn)轉(zhuǎn)縫隙，氣體在此間隙內(nèi) 形成回旋，并由于壓力作用被細(xì)化和破碎，達(dá)到高度彌散狀態(tài)而與介質(zhì)混合。前蓋板與泵體 間同樣存在有微小間隙，介質(zhì)中的未完全混合的小量氣體經(jīng)此處回流到泵的入口，再進(jìn)入 流道內(nèi)被細(xì)化和破碎，使介質(zhì)中的氣體達(dá)到完全的彌散狀態(tài)，隨主流排到管網(wǎng)中，從而實(shí)現(xiàn) 了多相流輸送。介質(zhì)從吸入管網(wǎng)流到泵體的進(jìn)口端后，被均勻地導(dǎo)向葉輪，高速旋轉(zhuǎn)的葉輪葉片 帶動(dòng)介質(zhì)同步旋轉(zhuǎn)、同時(shí)由于離心力的作用將介質(zhì)甩向壓水室，在這個(gè)過程中，葉輪將原動(dòng) 機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成抽送介質(zhì)的壓力能和速度能。獲得能量的介質(zhì)匯集到泵體的壓水室后被 排到管網(wǎng)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明使氣體在液體中以彌散狀態(tài)溶于 介質(zhì)中并隨介質(zhì)一起排出去，不讓氣體存留在泵體流道內(nèi)，保證在不同含氣量的情況下多 相流介質(zhì)輸送時(shí)的穩(wěn)定性和可靠性。本發(fā)明電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍高達(dá)3000-7000r/min，可輸送的 介質(zhì)的氣體含量最高可達(dá)到30%，能使氣體在介質(zhì)中達(dá)到高度彌散狀態(tài)而與介質(zhì)混合，隨 介質(zhì)被輸送出去，有效地避免了因斷流而無法工作；且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、使用、維護(hù)方便。


圖1是本發(fā)明一種實(shí)施例的安裝結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是圖1中所示的葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2的側(cè)視圖；圖4是葉輪為平衡孔的現(xiàn)有葉片泵的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是圖4中所示的葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖6是圖5的側(cè)視圖；圖7是葉輪為平衡肋的現(xiàn)有葉片泵的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖8是圖7中所示的葉輪的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖9是圖8的側(cè)視圖； 圖10是現(xiàn)有氣液混輸泵的結(jié)構(gòu)示意圖。
在圖中1-泵體；2-泵蓋；3-葉輪；4-電機(jī)軸；5-機(jī)械密封；6-支架；7-電機(jī)；10前蓋板；11-后蓋板；12-平衡孔；13-懸掛部件；14-平衡筋；15-泵腔；16-凹槽；17-圓環(huán)；18-封閉式流道；19-密封環(huán)；e_運(yùn)轉(zhuǎn)縫隙A, B-空穴；C-腔。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述。如圖1所示，所述高速多相流溶氣泵主要由泵體1、泵蓋2、葉輪3、機(jī)械密封5、 支架6組成。所述葉輪3通過電機(jī)軸4與裝在支架6上的電機(jī)7相聯(lián)；其中泵體1、泵蓋2 和電機(jī)7通過支架6支撐并連接在一起，支架6的作用是連接與支撐泵體1和泵蓋2，將泵 與電機(jī)7聯(lián)接成整體，所述葉輪3的前蓋板10與泵體1之間密封環(huán)19。泵體1將被輸送介質(zhì)均勻地導(dǎo)入葉輪3，爾后收集從葉輪3獲得能量后的介質(zhì)，并 將其部分速度能轉(zhuǎn)換成壓力能并送入管網(wǎng)中。泵蓋2與泵體1 一起組成封閉的泵腔15，密 封部件的壓蓋裝于其上。葉輪3將電機(jī)7的機(jī)械能轉(zhuǎn)換成被輸送介質(zhì)的壓力能和速度能， 然后排送到管網(wǎng)中，葉輪3能夠保證對(duì)多相流介質(zhì)的良好的輸送。電機(jī)軸4將電機(jī)7的機(jī) 械能傳遞給葉輪3。機(jī)械密封5對(duì)旋轉(zhuǎn)主軸進(jìn)行動(dòng)密封，防止泵體1內(nèi)的介質(zhì)沿主軸泄漏。高速多相流溶氣泵與現(xiàn)有的葉片泵不同之處在于它的葉輪3結(jié)構(gòu)形式及與泵體 1、泵蓋2形成的封閉式流道18。本發(fā)明所述的高速多相流溶氣泵的葉輪3有前蓋板10而 無后蓋板11，在葉片的后蓋板11位置設(shè)計(jì)有一個(gè)圓環(huán)17，與泵蓋2的凹槽16相配合，使葉 輪3葉片與泵蓋2間只存在微小的運(yùn)轉(zhuǎn)縫隙e，氣體在此運(yùn)轉(zhuǎn)縫隙e內(nèi)形成回旋，并由于壓 力作用被細(xì)化和破碎，達(dá)到高度彌散狀態(tài)而與介質(zhì)混合。前蓋板10與泵體1間同樣存在 有微小間隙，介質(zhì)中的未完全混合的小量氣體經(jīng)此處回流到泵的入口，再進(jìn)入流道內(nèi)被細(xì) 化和破碎，使介質(zhì)中的氣體達(dá)到完全的彌散狀態(tài)，隨主流排到管網(wǎng)中，從而實(shí)現(xiàn)了多相流輸 送。應(yīng)用此特殊結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，氣體在介質(zhì)達(dá)到高度彌散狀態(tài)并與介質(zhì)混合后，所輸送氣體的 含量最高可達(dá)到30%。
權(quán)利要求
1.一種高速多相流溶氣泵，包括泵體(1)，裝在泵體(1)上的泵蓋(2)，裝在泵體(1)內(nèi) 的葉輪(3)，其特征是，所述泵體(1)與泵蓋(2)之間形成封閉的泵腔(15);所述葉輪(3)與 泵體(1)、泵蓋(2)之間形成封閉式流道(18)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速多相流溶氣泵，其特征是，所述葉輪(3)的葉片的一端設(shè) 有一個(gè)與泵蓋(2)上的凹槽(16)相配合的圓環(huán)(17)，該葉輪(3)葉片與泵蓋(2)之間設(shè)有 運(yùn)轉(zhuǎn)縫隙e，所述葉輪(3)的前蓋板(10)與泵體(1)之間密封環(huán)結(jié)構(gòu)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速多相流溶氣泵，其特征是，所述葉輪(3)通過電機(jī)軸(4) 與裝在支架(6)上的電機(jī)(7)相聯(lián)；其中泵體(1)、泵蓋(2)和電機(jī)(7)通過支架(6)支撐并 連接在一起。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高速多相流溶氣泵，其特征是，所述泵蓋(2)與電機(jī)軸(4)之 間為機(jī)械密封(5)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速多相流溶氣泵，其特征是，所述葉輪(3)的前蓋板(10) 與泵體(1)之間設(shè)有運(yùn)轉(zhuǎn)間隙。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高速多相流溶氣泵，其特征是，所述泵腔(15)外側(cè)壓裝有密 封部件。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-6之一所述的高速多相流溶氣泵，其特征是，所述電機(jī)(7)轉(zhuǎn)速范圍 為 3000-7000r/min。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種高速多相流溶氣泵，屬于流體機(jī)械領(lǐng)域,它包括泵體，裝在泵體上的泵蓋，裝在泵體內(nèi)的葉輪，所述泵體與泵蓋之間形成封閉的泵腔；所述葉輪與泵體、泵蓋之間形成封閉式流道。本發(fā)明使氣體在泵腔流道內(nèi)破碎，以彌散狀態(tài)溶于介質(zhì)中并隨介質(zhì)一起排出去，不讓氣體存留在泵體流道內(nèi)，保證在不同含氣量的情況下多相流介質(zhì)輸送時(shí)的穩(wěn)定性和可靠性。本發(fā)明電機(jī)轉(zhuǎn)速范圍高達(dá)3000-7000r/min，可輸送的介質(zhì)的氣體含量最高可達(dá)到30%，能使氣體在介質(zhì)中達(dá)到高度彌散狀態(tài)而與介質(zhì)混合，隨介質(zhì)被輸送出去；且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，安裝、使用、維護(hù)方便。
文檔編號(hào)F04D29/42GK102052354SQ201010574889
公開日2011年5月11日 申請(qǐng)日期2010年12月7日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月7日
發(fā)明者彭智新, 黃建平 申請(qǐng)人:湖南耐普泵業(yè)有限公司