專利名稱：帶梯形螺旋槽的旋殼泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種帶梯形螺旋槽的旋殼泵，乃是一種葉輪輪轂和集流出口 管之間采用梯形螺旋迷宮動力密封的小流量高揚(yáng)程旋殼泵。屬于泵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
泵類產(chǎn)品主要有離心泵、混流泵、軸流泵、旋渦泵和往復(fù)泵等.具有較為廣泛的型 譜覆蓋范圍，但在小流量、高揚(yáng)程的范圍內(nèi)，仍沒有較為理想的產(chǎn)品。在此領(lǐng)域應(yīng)用的產(chǎn)品 大多為高速泵、多級泵和往復(fù)泵，而高速泵、多級泵和往復(fù)泵則體積龐大笨重、易損件多、維 修費(fèi)用高、工作量大且價(jià)格昂貴，往復(fù)泵出口壓力有脈動無法滿足大部分工業(yè)生產(chǎn)的需要， 離心泵在小流量、高揚(yáng)程的工況條件下，效率低，耗能高，不宜推廣使用。而旋噴泵葉輪和旋 殼(相當(dāng)于泵體)同步旋轉(zhuǎn)，成功避免了在低比轉(zhuǎn)速泵中占損失比例較大的圓盤摩擦損失， 使得其效率比一般低比轉(zhuǎn)速離心泵的效率要高得多。旋噴泵是一種性能優(yōu)良的小流量、高揚(yáng)程的低比轉(zhuǎn)速離心泵，尤其適合比轉(zhuǎn)速在 30以下使用。該泵的主要工作部件為一個(gè)由葉輪和同步旋轉(zhuǎn)的旋殼組成的轉(zhuǎn)子和一個(gè)靜止 的集流管。流入的流體在葉輪離心力的作用下獲得能量，使進(jìn)入旋殼內(nèi)的流體的動能和壓 能得到提高，同時(shí)該流體在旋轉(zhuǎn)殼體的帶動下，與旋殼同步旋轉(zhuǎn)，在旋殼的內(nèi)壁處流體速度 達(dá)到最大值，靜止的集流管收集該處的流體，并將流體的速度進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為壓力能，由此泵 能產(chǎn)生很高的揚(yáng)程。在這工作過程中，旋殼內(nèi)的流體始終保持壓力較高狀態(tài)，而葉輪進(jìn)口在葉輪葉片 的抽吸作用下，處于低壓狀態(tài)。這樣，旋殼內(nèi)流體與葉輪進(jìn)口存在較大的壓差。結(jié)構(gòu)上集 流出口管穿過葉輪輪轂和葉輪進(jìn)口，集流出口管是靜止的，葉輪是旋轉(zhuǎn)的，這樣集流出口 管與葉輪輪轂之間存在動、靜結(jié)合面，給合面必存在間隙，形成過流通道，在壓差的作用下 就會有壓差流，壓差流是流體從葉輪獲得能量后通過泄漏的方式再回到葉輪進(jìn)口，屬于 非正常流動，是泄漏損失，損失造成泵的效率下降。同時(shí)該泄漏流動回到葉輪進(jìn)口，改變 了葉輪進(jìn)口正常的流動狀態(tài)，導(dǎo)致葉輪內(nèi)流動惡化，造成更大的流動損失，會使泵的效率 進(jìn)一步下降。所以，阻止該處的泄漏流動是關(guān)鍵問題。目前，一般結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是通過減小 給合面通道間隙，以減少泄漏量；或者采用特殊方式，通過聯(lián)機(jī)檢索，相關(guān)專利如專利號 ZL200620074531. 6的《一種在集液管上采用迷宮槽結(jié)構(gòu)的旋殼泵》，發(fā)明了在轉(zhuǎn)子內(nèi)蓋與集 液管配合安裝處采用臺階式迷宮槽結(jié)構(gòu)，能夠減少轉(zhuǎn)子腔內(nèi)液體向轉(zhuǎn)子進(jìn)口處流動。這些 方法是靜態(tài)的，從原理上講是通過增加流動阻力，來達(dá)到減少泄漏量的目的。但受到加工、 裝配等因素的制約，給合面通道間隙不可能做到很小，因而，泄漏還是存在的，不可能完全 消除。只有采用動力密封的方式，才能完全阻止泄漏損失，從而進(jìn)一步提高泵的效率，這也 是旋殼泵提高效率的一個(gè)主要且有效的途徑。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型提出一種在葉輪進(jìn)口采用螺旋迷宮動力密封的旋殼泵即是一種帶梯
3形螺旋槽的旋殼泵，其目的旨在加工、裝配等因素允許的條件下，完全消除給合面通道間隙中的泄漏損失，從而有效地提高泵的效率。本實(shí)用新型的技術(shù)解決方案其特征是集流管處于旋殼內(nèi)的液體中，液體內(nèi)有葉 輪，葉輪與旋殼聯(lián)接，旋殼接旋轉(zhuǎn)電機(jī)，集流管與集流出口管相連接，在集流出口管上裝有 定子，在葉輪輪轂上組裝有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子與定子相配合，在轉(zhuǎn)子和定子的配合面上車削多頭螺 旋螺紋，該螺紋的齒形為梯形，梯形螺紋參數(shù)定義為螺棱寬=55°，等腰梯形螺紋齒形角 度=15° 。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在葉輪進(jìn)口與旋殼之間采用梯形螺旋迷宮動力密封，密封壓 力大，適應(yīng)性強(qiáng)，密封效果好，解決了旋殼與葉輪進(jìn)口之間流體的泄漏問題。梯形螺旋迷宮 動力密封是靠轉(zhuǎn)子、定子配合面上車削的多頭正反向螺旋螺紋來實(shí)現(xiàn)的，配合面之間有間 隙，屬于非接觸性密封，因而制造工藝可行，結(jié)構(gòu)和加工簡便，使用壽命長，且具有較小的摩 擦阻力，能夠有效地提高旋殼泵的效率。根據(jù)泵型不同，至少可提高效率3%以上，最高達(dá)到 6 %，對研究節(jié)能型高效旋殼泵有著重要意義。

附圖1是在葉輪輪轂上采用梯形螺旋迷宮動力密封高效旋殼泵剖面圖。附圖2是圖1中A的放大圖。附圖3所示梯形螺旋迷宮體結(jié)構(gòu)示意圖。附圖4所示梯形螺紋幾何參數(shù)圖。圖1中1是旋殼、2是集流管、3是旋殼內(nèi)的液體、4是葉輪、5是葉輪進(jìn)口、6是集流 出口管、7是泵進(jìn)口、8是轉(zhuǎn)子、9是定子、10是轉(zhuǎn)子與定子之間的間隙。
具體實(shí)施方式
對照圖1、圖2、圖3和圖4，其結(jié)構(gòu)是集流管2處于旋殼1內(nèi)的液體3中，液體3內(nèi) 有葉輪4，葉輪4與旋殼1聯(lián)接，旋殼1接旋轉(zhuǎn)電機(jī)，集流管2與集流出口管6相連接，在集 流出口管6上裝有定子9，在葉輪4輪轂上組裝有轉(zhuǎn)子8，轉(zhuǎn)子8與定子9相配合，在轉(zhuǎn)子8 和定子9的配合面上車削了多頭螺旋螺紋，螺紋的齒形為梯形。工作時(shí)，從泵進(jìn)口 7進(jìn)入的液體3在葉輪4的作用下，獲得能量的液體3進(jìn)入旋殼 1內(nèi)，旋殼1內(nèi)的液體3在旋殼1帶動下，與旋殼1同步旋轉(zhuǎn)，這時(shí)，液體3具有較高的動能 和壓能。葉輪進(jìn)口 5的液體在葉輪4的抽吸作用下，壓力較低，這樣，在旋殼1內(nèi)液體3與 葉輪進(jìn)口 5之間形成壓差，在該壓差的作用下，通過間隙10就會產(chǎn)生泄漏流動。為了阻止 所產(chǎn)生的泄漏流動，在轉(zhuǎn)子8和定子9配合面上設(shè)置了多頭旋向相反的梯形螺旋螺紋，通過 葉輪4帶動轉(zhuǎn)子8旋轉(zhuǎn)，轉(zhuǎn)子8旋轉(zhuǎn)方向和自身梯形螺紋螺向相反，這樣轉(zhuǎn)子8旋轉(zhuǎn)過程 中，轉(zhuǎn)子8上的梯形螺旋槽對槽中的液體施加作用力一方面推動液體克服摩擦力作圓周 運(yùn)動，另一方面還推動液體沿軸向前進(jìn)，這樣液體由粘性而產(chǎn)生的摩擦力作用在槽內(nèi)的液 體上，使之產(chǎn)生軸向反壓，轉(zhuǎn)子8和定子9對液體的總軸向推力就形成了梯形螺旋迷宮體的 泵送壓力，當(dāng)然，由于旋殼內(nèi)液體3壓力高于葉輪進(jìn)口 5的壓力，在壓差的作用下，順著轉(zhuǎn)子 和定子組成的螺旋槽間隙流動，形成壓差流，當(dāng)梯形螺旋迷宮體產(chǎn)生的泵送流大于等到于 壓差流時(shí)，就能夠有效地阻止了流體的泄漏。[0016]梯形螺旋迷宮體能產(chǎn)生較優(yōu)大的泵送壓力，梯形螺紋定義螺棱寬用a表示，螺槽 寬用b表示，槽深用h表示，螺紋頭數(shù)用ζ表示，螺紋螺旋升角用α表示，等腰梯形螺紋齒 形角用θ表示，定子和轉(zhuǎn)子之間的配合面單側(cè)間隙用c表示。梯形螺紋參數(shù)定義a= 0. 35 1. 5mm, b = 1. 5 5. 0mm, h = 1. 5 4. 5mm, ζ = 15 40，α = 55° 85° ，θ = 15° 45° ，c = 0. 08 0. 8mm。
權(quán)利要求帶梯形螺旋槽的旋殼泵，其特征是集流管處于旋殼內(nèi)的液體中，液體內(nèi)有葉輪，葉輪與旋殼聯(lián)接，旋殼接旋轉(zhuǎn)電機(jī)，集流管與集流出口管相連接，在集流出口管上裝有定子，在葉輪輪轂上組裝有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子與定子相配合，在轉(zhuǎn)子和定子的配合面上車削多頭螺旋螺紋，該螺紋的齒形為梯形，梯形螺紋參數(shù)定義為螺棱寬＝55°，等腰梯形螺紋齒形角度＝15°。
專利摘要本實(shí)用新型是帶梯形螺旋槽的旋殼泵，其特征是集流管處于旋殼內(nèi)的液體中，液體內(nèi)有葉輪，葉輪與旋殼聯(lián)接，旋殼接旋轉(zhuǎn)電機(jī)，集流管與集流出口管相連接，在集流出口管上裝有定子，在葉輪輪轂上組裝有轉(zhuǎn)子，轉(zhuǎn)子與定子相配合，在轉(zhuǎn)子和定子的配合面上車削多頭螺旋螺紋，該螺紋的齒形為梯形，梯形螺紋參數(shù)定義為螺棱寬＝55°，等腰梯形螺紋齒形角度＝15°優(yōu)點(diǎn)在葉輪進(jìn)口與旋殼之間采用梯形螺旋迷宮動力密封，屬于非接觸性密封，密封壓力大，適應(yīng)性強(qiáng)，密封效果好，結(jié)構(gòu)簡單，螺旋槽加工方便，制造工藝可行，使用壽命長，且具有較小的摩擦阻力，能夠有效地提高旋殼泵的效率。根據(jù)泵型不同，至少可提高效率3％以上，最高達(dá)到6％。
文檔編號F04D29/16GK201739220SQ20102002247
公開日2011年2月9日 申請日期2010年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月13日
發(fā)明者姚慶余, 王春林 申請人:鎮(zhèn)江正漢泵業(yè)有限公司