離心泵及泵蓋的制作方法

本發(fā)明涉及一種用于泵送含氣介質(zhì)的離心泵裝置，尤其是一種內(nèi)置液環(huán)真空泵的離心泵裝置。本發(fā)明還涉及一種用于所述離心泵內(nèi)的泵蓋。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有技術(shù)下，離心泵是靠離心力的作用把水送出去的，葉輪把水向外甩，中心形成真空。如果泵在運行過程中滲入了氣體，由于氣體的密度小于液體，產(chǎn)生的離心力小，因而氣體無法被甩出去，而是積聚在葉輪中心，這導(dǎo)致葉輪中心所形成的真空度不足以將液體吸入泵內(nèi)。這樣，盡管此時葉輪在不停的旋轉(zhuǎn)，卻由于離心泵失去了自吸能力而無法輸送液體，這種現(xiàn)象稱為氣縛。

因此，離心泵需要在泵送含氣量高的介質(zhì)時從氣液混合介質(zhì)中去除氣體。氣體去除得越多，泵的泵送性能就越好，否則將產(chǎn)生氣縛現(xiàn)象，嚴(yán)重降低泵的性能，特別嚴(yán)重時可能導(dǎo)致泵無法運行。

目前傳統(tǒng)泵送含氣量高的介質(zhì)的方法有：一是在氣液混合介質(zhì)進入泵之前把氣體除去，這樣需要額外的設(shè)備；二是用普通自吸泵當(dāng)除氣泵用，但普通自吸泵沒有分離裝置，除氣過程中，由于液環(huán)真空泵在工作，會不斷把泵送的介質(zhì)吸入真空泵，再由真空排氣管排除，造成泵送介質(zhì)的浪費，也增加真空泵的能耗，如果有顆粒硬物進入真空泵，還會造成真空葉輪的磨損和破壞。

因此，需要提供一種適于泵送含氣量高的介質(zhì)的離心泵裝置，該離心泵裝置既能夠通過真空泵除去所泵送的氣液混合介質(zhì)內(nèi)的氣體，也能夠防止液體被抽吸到其真空泵內(nèi)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題包括提供一種既帶有除氣功能、又能夠?qū)崿F(xiàn)氣液分離的離心泵。

這一技術(shù)問題通過提供一種離心泵而得以實現(xiàn)。該離心泵包括主葉輪、真空葉輪以及具有泵入口和泵出口的泵體，其中，所述主軸的軸線延伸穿過所述泵入口，而所述泵出口布置在所述泵體的周側(cè)，其中，所述主葉輪、所述真空葉輪都固定安裝在該離心泵的主軸上并且所述主葉輪位于所述泵入口與所述真空葉輪之間，在所述主葉輪和所述真空葉輪之間設(shè)有隔板，而在所述真空葉輪的另一側(cè)則布置有泵后蓋，所述隔板和所述泵后蓋固定地安裝在所述泵體上并共同圍成容納所述真空葉輪的真空葉輪腔；其中，所述主葉輪在中心具有主葉輪通孔，在背對所述泵入口的一側(cè)設(shè)有從所述主葉輪圓周外緣向所述主葉輪通孔的方向延伸的若干主葉輪背葉片，各所述主葉輪背葉片的徑向兩端的連線具有沿所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向向前凸出的弧度；其中，所述隔板除了在中心具有與所穿過的所述主軸保持旋轉(zhuǎn)密封的隔板中心孔之外，還在靠近所述主軸的區(qū)域具有若干通氣孔；其中，該離心泵還包括：分離葉輪，該分離葉輪在所述主軸的軸向上位于所述主葉輪及所述隔板之間并在中心具有與所述主軸保持旋轉(zhuǎn)密封的分離葉輪中心開口，且也固定安裝在所述主軸上，其中，所述分離葉輪在朝向隔板一側(cè)具有從圍繞所述分離葉輪中心孔的分離葉輪環(huán)形筋條沿徑向向外發(fā)出的若干分離葉輪導(dǎo)向筋條；泵蓋，該泵蓋固定在所述泵體上并在中心具有泵蓋中心開口，且在背對所述泵入口一側(cè)設(shè)有同心圍繞所述泵蓋中心開口的泵蓋環(huán)形筋條及若干泵蓋導(dǎo)向筋條，各所述泵蓋導(dǎo)向筋條分別從所述泵蓋環(huán)形筋條起向所述泵蓋中心開口的方向延伸，各所述泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向兩端的連線具有沿所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向向前凸出的弧度，所述泵蓋環(huán)形筋條具有與所述隔板的相對側(cè)面在整個圓周上保持密封連接的環(huán)形軸向端面，從而與所述隔板共同圍成容納所述分離葉輪的分離葉輪腔；其中，所述分離葉輪在兩側(cè)分別與所述隔板和所述泵蓋留有間隙而分別形成分離葉輪腔的兩部分，這兩部分通過所述分離葉輪的葉輪圓周外緣與所述泵蓋環(huán)形筋條的徑向內(nèi)周面之間的空隙實現(xiàn)流體連通。

根據(jù)本發(fā)明的離心泵的一種優(yōu)選實施形式，各所述泵蓋導(dǎo)向筋條突伸到所述泵蓋中心開口以內(nèi)。

根據(jù)本發(fā)明的離心泵的一種優(yōu)選實施形式，各所述分離葉輪導(dǎo)向筋條突伸到該分離葉輪的葉輪圓周外緣之外。

根據(jù)本發(fā)明的離心泵的一種優(yōu)選實施形式，各所述泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向外側(cè)端部在所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向上就圓周角位置而言落后于所述泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向內(nèi)側(cè)端部。

根據(jù)本發(fā)明的離心泵的一種優(yōu)選實施形式，各所述泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向外側(cè)端部與所述泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向內(nèi)側(cè)端部在所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向上具有相同的圓周角位置。

根據(jù)本發(fā)明的離心泵的一種優(yōu)選實施形式，各所述泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向外側(cè)端部在所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向上就圓周角位置而言領(lǐng)先于所述泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向內(nèi)側(cè)端部。

根據(jù)本發(fā)明的離心泵的一種優(yōu)選實施形式，各所述分離葉輪導(dǎo)向筋條筆直地沿所述分離葉輪的徑向方向延伸，或者相對于所述分離葉輪的徑向方向具有沿所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向向前凸出的弧度，或者相對于所述分離葉輪的徑向方向具有逆著所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向向后凸出的弧度。

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題還包括提供一種與分離葉輪配合使用的泵蓋。

這一技術(shù)問題通過一種根據(jù)本發(fā)明的泵蓋而得以實現(xiàn)。該泵蓋用于帶有分離葉輪的離心泵，在中心具有泵蓋中心開口，并在安裝時朝向所述分離葉輪的一側(cè)設(shè)有同心圍繞所述泵蓋中心開口的泵蓋環(huán)形筋條及若干泵蓋導(dǎo)向筋條，各所述泵蓋導(dǎo)向筋條分別從所述泵蓋環(huán)形筋條起向所述泵蓋中心開口的方向延伸，各所述泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向兩端的連線具有沿所述離心泵的主軸的旋轉(zhuǎn)方向向前凸出的弧度。

根據(jù)本發(fā)明的泵蓋的一種優(yōu)選實施形式，所述泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向外側(cè)端部在所述離心泵的主軸的旋轉(zhuǎn)方向上就圓周角位置而言落后于所述泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向內(nèi)側(cè)端部，或者與所述泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向內(nèi)側(cè)端部在所述離心泵的主軸的旋轉(zhuǎn)方向上具有相同的圓周角位置，或者在所述離心泵的主軸的旋轉(zhuǎn)方向上就圓周角位置而言領(lǐng)先于所述泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向內(nèi)側(cè)端部。

根據(jù)本發(fā)明的泵蓋的一種優(yōu)選實施形式，所述泵蓋環(huán)形筋條在所述泵蓋的軸向上的長度大于所述泵蓋導(dǎo)向筋條在所述泵蓋的軸向上的長度。

應(yīng)當(dāng)理解，以上所述的主葉輪背葉片、泵蓋環(huán)形筋條以及分離葉輪導(dǎo)向筋條分別在主葉輪、泵蓋及分離葉輪上旋轉(zhuǎn)對稱地布置。

附圖說明

本發(fā)明的上述屬性、特征和優(yōu)點及其實現(xiàn)方式將在下面對實施例的示意性描述中變得更清楚和更容易理解，并且在下面參考附圖更詳細地解釋。

圖1是根據(jù)本發(fā)明的離心泵的局部剖面?zhèn)纫晥D；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的離心泵的局部剖面俯視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的離心泵的立體視圖；

圖4是根據(jù)本發(fā)明的離心泵的局部剖面立體視圖；

圖5是根據(jù)本發(fā)明的離心泵在真空葉輪處的剖面視圖；

圖6是根據(jù)本發(fā)明的離心泵的主葉輪的立體視圖；

圖7A是根據(jù)本發(fā)明的離心泵的泵蓋的立體視圖；

圖7B是根據(jù)本發(fā)明的離心泵的泵蓋的剖面?zhèn)纫晥D；

圖7C是根據(jù)本發(fā)明的離心泵的泵蓋的正視圖；

圖8A是根據(jù)本發(fā)明的離心泵的分離葉輪朝向真空葉輪一側(cè)的正視圖；

圖8B是根據(jù)本發(fā)明的離心泵的分離葉輪的側(cè)視圖；

圖8C是根據(jù)本發(fā)明的離心泵的分離葉輪朝向主葉輪一側(cè)的正視圖。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行更詳細、全面的描述。附圖中示出了本發(fā)明的優(yōu)選實施例。但本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解，本發(fā)明可有以許多不同的形式來實現(xiàn)，并不限于下文中所描述的實施例。

圖1以局部剖面?zhèn)纫晥D示出了根據(jù)本發(fā)明的離心泵。如圖所示，該離心泵包括布置在同一根主軸上的主葉輪、分離葉輪、真空葉輪以及具有泵入口和泵出口的泵體。其中，所述主軸的軸線延伸穿過所述泵入口。所泵送的氣液混合介質(zhì)自泵入口進入該離心泵，通過分離葉輪在分離腔體實現(xiàn)氣液分離，氣體由真空泵抽走，液體重新打回主泵送腔，并最終從布置在泵體周側(cè)的泵出口排出。

由圖1、圖2和圖4可見，沿該離心泵的主軸從泵入口起依次布置有主葉輪、泵蓋、分離葉輪、隔板、真空葉輪、泵后蓋。其中，主葉輪、分離葉輪、真空葉輪固定安裝在該離心泵的主軸上而能夠隨之轉(zhuǎn)動，泵蓋、隔板及泵后蓋則固定安裝在泵體上。如圖5所示，泵后蓋10設(shè)有調(diào)節(jié)吸氣口12，調(diào)節(jié)吸氣口12連接有真空調(diào)節(jié)閥14和真空排氣管15。真空調(diào)節(jié)閥14可避免真空泵產(chǎn)生過高的真空度，消除嘯叫聲，降低真空泵的運行功耗。圖3清楚地示出了在此實施形式中泵入口、泵出口以及真空調(diào)節(jié)閥14和真空排氣管15的位置，但本領(lǐng)域技術(shù)人員顯然容易理解這一實施形式僅僅是示例性而非限定性的。

從泵入口向內(nèi)，泵蓋與泵體共同圍成容納主葉輪的主葉輪腔。如圖7B的剖面?zhèn)纫晥D所示，泵蓋具有環(huán)形軸向端面。該環(huán)形軸向端面與隔板的相對側(cè)面在整個圓周上保持密封連接，從而與隔板共同圍成容納分離葉輪的分離葉輪腔，圖4最清楚地示出了這種密封連接關(guān)系。亦由圖4可見，隔板和泵后蓋共同圍成容納真空葉輪的真空葉輪腔。分離葉輪腔與真空葉輪腔通過隔板上布置在靠近主軸的區(qū)域的若干通氣孔相互連通。主葉輪在中心具有主葉輪通孔，泵蓋在中心具有泵蓋中心開口，因此主葉輪腔內(nèi)的氣液混合介質(zhì)能夠依次地通過主葉輪通孔、泵蓋中心開口而流入分離葉輪腔。

在分離葉片腔內(nèi)，泵蓋在背對泵入口、或者說朝向分離葉輪一側(cè)設(shè)有同心圍繞所述泵蓋中心開口的泵蓋環(huán)形筋條及若干分別從泵蓋環(huán)形筋條起向泵蓋中心開口的方向延伸的泵蓋導(dǎo)向筋條。分離葉輪與泵蓋相對的表面則構(gòu)造為平坦的，如圖8B和圖8C所示。這樣，泵蓋環(huán)形筋條和泵蓋導(dǎo)向筋條將泵蓋和分離葉輪彼此相對的表面之間的空間分割成若干扇區(qū)，從而使來自主葉輪腔的氣液混合介質(zhì)在進入此空間內(nèi)之后無法在整個分離葉輪圓周上形成連續(xù)液環(huán)，而是分別在每個上述扇區(qū)內(nèi)旋轉(zhuǎn)流動。在此實施形式中，各泵蓋導(dǎo)向筋條的形狀被設(shè)計為，使各泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向兩端的連線具有沿所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向向前凸出的弧度，且各所述泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向外側(cè)端部在所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向上就圓周角位置而言落后于所述泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向內(nèi)側(cè)端部，如圖7C所示。這樣的曲線形狀使得泵蓋導(dǎo)向筋條能夠促使氣液混合介質(zhì)形成在每個扇區(qū)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)流動。

在離心泵靜止時，在泵蓋和分離葉輪彼此相對的表面之間的空間內(nèi)，每個扇區(qū)都是充滿氣液混合介質(zhì)的。離心泵運行時，由于真空泵的作用，這些介質(zhì)受到朝向徑向內(nèi)側(cè)的吸力，同時，由于分離葉輪在沿主軸的旋轉(zhuǎn)方向旋轉(zhuǎn)，因而在摩擦作用下，這些介質(zhì)會受到圓周方向的力，在這兩個力的合力作用下，每個扇區(qū)內(nèi)的介質(zhì)會在該扇區(qū)內(nèi)做回轉(zhuǎn)運動，比重小的氣液混合介質(zhì)運動到分離葉輪的葉輪圓周外緣時會被吸入到分離葉輪的另一側(cè)，也就是分離葉輪與隔板圍成的空間內(nèi)。

分離葉輪在朝向隔板一側(cè)具有從圍繞所述分離葉輪中心孔的分離葉輪環(huán)形筋條沿徑向向外發(fā)出的若干分離葉輪導(dǎo)向筋條。圖8A以正視圖示出了該分離葉輪朝向真空葉輪、也即朝向隔板一側(cè)的正視圖。氣體和液體由于比重不同，因而在隨著分離葉輪旋轉(zhuǎn)時獲得的離心力也不同：氣體輕，會往分離葉輪的徑向內(nèi)側(cè)、順著主軸的旋轉(zhuǎn)方向向前聚集，然后通過隔板上的吸氣孔被隔板后布置的真空泵抽走；液體重，會往分離葉輪的徑向外側(cè)、逆著主軸的旋轉(zhuǎn)方向向后移動，從而通過分離葉輪的葉輪圓周外緣與泵蓋環(huán)形筋條的徑向內(nèi)周面之間留有的空隙越過分離葉輪的葉輪圓周外緣重新進入泵蓋與分離葉輪之間的空間。

分離葉輪是運動的，泵蓋是靜止的，因而在靠近泵蓋的區(qū)域氣液混合介質(zhì)的流速較低，而經(jīng)過分離葉輪的上述分離后返回泵蓋與分離葉輪之間的空間的介質(zhì)則具有相對較大的比重和較高的速度。由于泵蓋導(dǎo)向筋條圍成的扇區(qū)從徑向外側(cè)往徑向內(nèi)側(cè)縮小，因而混合介質(zhì)在做回轉(zhuǎn)運動時在泵蓋的徑向內(nèi)側(cè)會相互擠壓，比重小的被往徑向外側(cè)擠，比重大的會往徑向內(nèi)側(cè)移動，從而穿過主葉輪通孔返回到主葉輪背面，也就是主葉輪背對泵入口的一側(cè)，并最終被主葉輪背葉片導(dǎo)引向離心泵的周側(cè)而從泵出口離開該離心泵。在此實施形式中，主葉輪在背對所述泵入口的一側(cè)設(shè)有從所述主葉輪圓周外緣向主葉輪通孔的方向延伸的若干主葉輪背葉片。如圖6所示，各主葉輪背葉片的徑向兩端的連線具有沿所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向向前凸出的弧度，且各主葉輪背葉片的徑向外側(cè)端部在所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向上就圓周角位置而言落后于各主葉輪背葉片的徑向內(nèi)側(cè)端部。主葉輪背葉片的這種走向有助于將回流到主葉片腔的介質(zhì)移動到主葉輪的葉輪圓周外緣。

任選地，泵蓋導(dǎo)向筋條突伸到所述泵蓋中心開口以內(nèi)。氣液混合介質(zhì)在穿過泵蓋中心開口時受到這些突伸出來的泵蓋導(dǎo)向筋條的阻擋和擾動，從而進一步促進氣液混合介質(zhì)在泵蓋和分離葉輪彼此相對的表面之間的空間由各泵蓋導(dǎo)向筋條分割而成的各扇區(qū)內(nèi)的旋轉(zhuǎn)運動。

任選地，分離葉輪導(dǎo)向筋條突伸到該分離葉輪的葉輪圓周外緣之外。由此，被從泵蓋和分離葉輪彼此相對的表面之間的空間越過分離葉輪的葉輪圓周外緣吸入到分離葉輪的另一側(cè)的氣液混合介質(zhì)在高速運動下形成液環(huán)的趨勢被破壞，使得在分離葉輪和隔板之間的空間內(nèi)的氣液混合介質(zhì)能夠如上所述地在分離葉輪導(dǎo)向筋條的作用下實現(xiàn)氣液分離，氣體往分離葉輪的徑向內(nèi)側(cè)、順著主軸的旋轉(zhuǎn)方向向前聚集，而液體則往分離葉輪的徑向外側(cè)、逆著主軸的旋轉(zhuǎn)方向向后移動。

任選地，泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向外側(cè)端部在所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向上就圓周角位置而言可以有落后于或領(lǐng)先于所述泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向內(nèi)側(cè)端部的不同實施方式。在特定的實施方式中，泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向外側(cè)端部與所述泵蓋導(dǎo)向筋條的徑向內(nèi)側(cè)端部亦可在所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向上具有相同的圓周角位置。

同樣，任選地，在特定的實施方式中，各分離葉輪導(dǎo)向筋條筆直地沿所述分離葉輪的徑向方向延伸。但亦可以考慮在特定的實施方式中將分離葉輪導(dǎo)向筋條設(shè)計為相對于所述分離葉輪的徑向方向具有沿所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向向前凸出的弧度或者逆著所述主軸的旋轉(zhuǎn)方向向后凸出的弧度。

對于本發(fā)明的泵蓋，其實施形式可以參考上述對于離心泵的實施形式的記載中關(guān)于泵蓋的部分，類似的內(nèi)容在此不再贅述。由圖7A的立體視圖中明顯可見，泵蓋環(huán)形筋條在所述泵蓋的軸向上具有超出泵蓋導(dǎo)向筋條的高度。超出的這個高度如圖7B的剖面?zhèn)纫晥D最佳地示出，并如圖4的局部剖面立體視圖所示地用于從外周側(cè)包圍分離葉輪而與分離葉輪另一側(cè)的隔板共同形成分離葉輪腔。

一般來說，“一”、“一個”等可以理解為單數(shù)或復(fù)數(shù)，特別是在“至少一個”或“一個或多個”等的意義上，只要這沒有例如通過表述“正好一個”等被明確排除。

此外，數(shù)字可以精確地指示給定數(shù)量，或者其還可以包括常規(guī)公差范圍，只要這沒有被明確排除。

以上記載了本發(fā)明的優(yōu)選實施例，但是本發(fā)明的精神和范圍不限于這里所公開的具體內(nèi)容。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠根據(jù)本發(fā)明的教導(dǎo)而做出更多的實施方式和應(yīng)用，包括對上述實施例的各個技術(shù)特征的任意組合。這些實施方式和應(yīng)用都在本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)。本發(fā)明的精神和范圍不由具體實施例來限定，而由權(quán)利要求來限定。

附圖標(biāo)記列表

1 泵體

2 主葉輪

3 泵蓋

4 分離葉輪

5 主軸

6 主葉輪通孔

7 泵蓋導(dǎo)向筋條

8 隔板

9 真空葉輪

10 泵后蓋

11 調(diào)節(jié)吸氣口

12 調(diào)節(jié)吸氣口

13 通氣孔

14 真空調(diào)節(jié)閥

15 真空排氣管

16 泵入口

17 泵出口

18 真空葉輪腔

19 主葉輪背葉片

20 分離葉輪環(huán)形筋條

21 分離葉輪導(dǎo)向筋條

22 泵蓋中心開口

23 泵蓋環(huán)形筋條

24 環(huán)形軸向端面

25 分離葉輪腔。