技术领域

[0001] 本发明涉及一种恒压泵， 具体说是一种螺旋流恒压泵。

背景技术

[0002] 授权公告号为 CN101294580B的中国发明专利公幵了一种螺旋流恒 压泵， 这种 恒压泵包括泵体、 泵壳、 泵轴、 叶轮和电机， 该设计对高粘度高浓度液体以及 流量稳定压力要求高的情况适应性较差， 且出浆压力小、 流量不平稳、 机体震 动性大、 使用寿命短。 工业重质浆用泵因液流浓度高， 颗粒大对泵体自身的耐 磨性抗腐蚀性提出很高的要求， 同吋对泵高扬程、 流量大且恒压力提出更高的 性能要求。

[0003] 现有的一些消防用泵为了增加出口压力， 提高扬程依靠多级离心组合来完成， 且不能平衡轴向力与径向力， 震动大噪音大， 对机械密封磨损大， 密封性能差 、 易漏水、 易泄压， 只能依靠变频调速装置或齿轮增速箱来增加转 速提高压力 ， 且压力不稳定， 体积大， 故障率高。 压力增大吋流量减小， 流量 -扬程曲线平 坦不稳定。 现有国外消防泵两级离心泵组合扬程只有 300m， 流量为 90m3/h， 属 于中低压消防泵， 满足不了当今消防应急救援需求。 随着我国城市化进程的加 快， 建筑物越来越密集越来越高大， 火场情况越来越复杂， 而高层消防技术远 远跟不上高楼上升的速度， 高层消防成为困扰城市消防安全的一个难题， 因此 急需要一种压力高且恒定， 流量大且稳定， 体积小重量轻、 无堵塞故障低、 不 用变频调速装置或齿轮增速箱， 成本低， 操作方便， 适合各种火场情况能满足 各种工作环境要求的中高压消防泵。

技术问题

[0004] 本发明就是为了解决现有螺旋流恒压泵摩擦大 寿命短、 对高浓度高粘度等重质 浆液体的适应性差、 出液压力小不恒定、 流量小不稳定、 震动大体积大、 轴承 体过热且两端温差偏大易出故障等技术问题， 提供一种摩擦小寿命长、 对高浓 度高粘度等重质浆液体的适应性好、 出液压力大且恒定、 流量大且稳定、 有效 平衡轴向力与径向力、 震动小体积小且故障率极低的螺旋流恒压泵。

问题的解决方案

技术解决方案

[0005] 本发明提供一种螺旋流恒压泵， 其设有泵后盖、 泵体、 叶轮、 轴承体和泵轴， 泵后盖设于泵体的后侧并与泵体固定连接， 泵后盖与泵体共同围绕形成泵室； 泵轴伸入泵室内， 叶轮设于泵室内泵轴的前端； 泵后盖与泵轴之间设有腔室， 腔室内设有机械密封； 轴承体与泵体相连接， 泵轴通过两端双滚动轴承支撑在 轴承体上； 叶轮设有后盖板， 后盖板设有两侧， 一侧设有背叶片， 另一侧设有 均匀分布的长叶片和短叶片， 长叶片和短叶片交叉分布， 长叶片和短叶片均设 有同样方向的折弯， 长叶片和短叶片均共同围绕形成各自的回转中 心， 短叶片 共同的回转中心内口直径大于长叶片共同的回 转中心内口直径。

[0006] 优选地， 泵后盖设有高压区内自冷却通道和低压区内自 冷却通道， 它们既均与 腔室相通， 也均与泵室相通。 高压区内自冷却通道倾斜角度为 71°， 低压区内自 冷却通道倾斜角度为 64°。

[0007] 优选地， 泵后盖设有高压区外冷却通道和低压区外冷却 通道， 它们均与腔室相 通。 高压区外冷却通道倾斜角度为 15°或 90°， 低压区外冷却通道倾斜角度为 15° 或 90°。

[0008] 优选地， 泵体内由半径为 R的泵体前端部分、 泵体后端部分以及半径为 R1的泵 体中部组成， 泵体前端部分的半径 R大于泵体中部的半径 Rl。

[0009] 优选地， 长叶片和短叶片均与后盖板垂直相交， 长叶片共同的回转中心内口角 度为 8°〜12°或 55°。

[0010] 优选地， 长叶片与短叶片的前端为自由边， 后端为折弯， 折弯比自由边向内倾 斜的角度为 2°〜6°。

[0011] 优选地， 长叶片与短叶片形成的入口角度为 20°〜40°。

[0012] 优选地， 长叶片和短叶片分别沿后盖板外边缘切线逆吋 针方向弯折角度为 20° 〜40。。

[0013] 优选地， 长叶片和短叶片折弯后根部出口角度为 100°〜130°。

[0014] 优选地， 长叶片和短叶片均与后盖板垂直相交， 长叶片共同的回转中心内口角 度为 10°; 长叶片与短叶片的前端为自由边， 后端为折弯， 折弯比自由边向内倾 斜的角度为 4°; 长叶片与短叶片形成的入口角度为 30°; 长叶片和短叶片分别沿 后盖板外边缘切线逆吋针方向弯折角度为 30°; 长叶片和短叶片折弯后根部出口 角度为 110°。

发明的有益效果

有益效果

[0015] 本发明与现有技术相比， 具有以下优点和品质效果：

[0016] (1) 泵体内壁三部分沿泵体中心旋转形成光滑泵体 内壁， 对叶轮起到导向增 大空间作用， 增大吸入流液量同吋减少液流对叶片及后盖板 之间的摩擦； 本发 明装有机械密封且带有从高压区到低压区的内 冷却通道， 高压区冷却通道倾斜 角度为 71°， 低压区冷却通道倾斜角度为 64°， 用自身液压对机械密封进行冷却同 吋平衡压强， 或采用高压区到低压区的外冷却通道， 高压区冷却通道倾斜角度 为 15°或 90°， 低压区冷却通道倾斜角度为为 15°或 90°， 用外部液压对机械密封进 行冷却同吋平衡压强。 以上两种冷却方式均能减少机械密封承受压力 引起的摩 擦， 保证机械密封持久耐用。

[0017] (2) 对各个角度进行精准设置， 泵室内形成的旋转液流在长短枚叶片之间的 空间内被多次挤压提升， 使出液口压力更高， 对高粘度高浓度等重质浆液体的 适应性更好， 适用于 0〜500m扬程所有用泵。

[0018] (3) 均布背叶片位于后端盖后侧与后端盖形成一体 ， 当泵室内压力过高吋液 流进入背叶片空间内， 形成另一个向泵后盖方向的纵向流动可平衡泵 体压力， 使泵室内压力保持恒定， 从而使流量保持稳定， 工作更平稳。

[0019] (4) 轴承体采用两端双轴承支撑双密封结构， 轴承通过两端双滚动轴承支撑 在轴承体上， 有效平衡轴向力与径向力， 平衡轴向力使螺旋流恒压泵工作更平 稳， 平衡径向力可避免螺旋流恒压泵轴承体产生过 多热量， 达到旋转平衡， 故 障率低， 提高液体传输效率。

[0020] (5) 该发明还具有震动小， 体积小的优点。

对附图的简要说明

附图说明 [0021] 图 1是本发明实施例 1的结构示意图；

[0022] 图 2是本发明实施例 1泵后盖的结构示意图；

[0023] 图 3是本发明泵体的结构示意图；

[0024] 图 4是本发明叶轮的左视图；

[0025] 图 5是本发明叶轮的结构示意图；

[0026] 图 6是本发明叶轮的右视图；

[0027] 图 7是本发明的轴承体装配示意图；

[0028] 图 8是本发明实施例 2的结构示意图；

[0029] 图 9是本发明实施例 2泵盖的结构示意图。

[0030] 图中符号说明：

[0031] 1.泵后盖； 2.泵体； 3.叶轮； 4.轴承体； 5.泵轴； 6.轴承； 7.轴承端盖； 8.密封圈 ； 101.机械密封； 102.高压区内自冷却通道； 103.低压区内自冷却通道； 104.高 压区外冷却通道； 105.低压区外冷却通道； 201.泵体前端部分； 202.泵体后端部 分； 203.泵体中部； 204.进液口； 205.出液口； 301.后盖板； 302.折弯； 303.长叶 片； 304.短叶片； 305.背叶片。

实施该发明的最佳实施例

本发明的最佳实施方式

[0032] 实施例 1

[0033] 如图 1所示， 本发明设有泵后盖 1、 泵体 2、 叶轮 3、 轴承体 4和泵轴 5。 泵后盖 1 设于泵体 2的后侧并与泵体 2固定连接， 其与泵体 2共同围绕形成泵室。 泵轴 5的 前端伸入泵室内， 叶轮 3通过逆向螺母拧紧安装在泵室内泵轴 5的前端。 泵后盖 1 与泵轴 5之间设有腔室， 腔室内设有机械密封； 轴承体 4通过螺母与泵体 2相连接 ， 泵轴 5后端通过两端双滚动轴承支撑在轴承体 4上。 泵体 2前端设有水平进液口 204， 右侧设有垂直出液口 205。

[0034] 如图 2所示， 101为机械密封。 泵后盖 1设有高压区内自冷却通道 102和低压区内 自冷却通道 103， 它们既均与机械密封 101所处的腔室相通， 也均与泵室相通。 高压区内自冷却通道倾斜角度为 71°， 低压区内自冷却通道倾斜角度为 64°。 本实 施例的螺旋流恒压泵运行吋通过自身水压对机 械密封 101进行冷却同吋平衡压强 ， 这样就减少了机械密封 101承受压力引起的摩擦， 保证机械密封 101持久耐用

[0035] 如图 3所示， 本发明泵体前端部分 201并非传统的单圆弧内壁， 而是多圆弧内壁 。 泵体 2内壁由泵体前端部分 201 (半径为 R的圆弧部分） 、 泵体后端部分 202 ( 直边部分） 以及它们相交处半径为 R1的泵体中部 203组成， 这三部分沿泵体 2中 心旋转形成光滑泵体内壁， 对叶轮 3起到导向增大空间作用， 减少叶轮 3摩擦。 泵体前端部分 201的半径 R大于泵体中部 203的半径 Rl。

[0036] 如图 4、 图 5和图 6所示， 叶轮 3设有后盖板 301， 后盖板 301的一侧设有均匀分布 的 7枚长叶片 303和 7枚短叶片 304， 长叶片 303和短叶片 304交叉分布， 长叶片 303 和短叶片 304均设有同样方向的折弯 302。 后盖板 301的另一侧设有 13条背叶片 30 5， 长叶片 303和短叶片 304的高度要比背叶片 305的高度高。 长叶片 303、 短叶片 304和背叶片 305的数量均可根据实际需要的数量进行调整。

[0037] 7枚长叶片 303与后盖板 301垂直相交， 7枚长叶片 303共同的回转中心内口即液 体进来的角度 a为 10°; 7枚短叶片 304也与后盖板 301垂直相交， 7枚短叶片 304共 同的回转中心内口直径大于 7枚长叶片 303共同的回转中心内口直径。 长叶片 303 与短叶片 304的前端为自由边， 后端为折弯 302， 折弯 302比自由边向内倾斜的角 度 b为 4°; 长叶片 303与短叶片 304形成的入口角度 c为 30°; 长叶片 303和短叶片 30 4分别沿后盖板 301圆形切线边缘逆吋针方向弯折角度 d为 30°。 长叶片 303和短叶 片 304折弯后根部出口角度 e为 110°。

[0038] 如图 7所示， 泵轴 5通过两端双轴承 6与轴承体 4形成一体， 轴承体 4的两端设有 轴承端盖 7， 轴承端盖 7内设有密封圈 8， 该结构为双支撑双密封结构， 能有效平 衡轴向力与径向力保证泵轴与叶轮旋转平稳， 提高液体输送效率。

[0039] 下面对本发明螺旋流恒压泵的工作过程进行进 一步的说明。

[0040] 液体从进液口 204进入， 由于本发明采用均匀分布的、 后端设有折弯 302的长叶 片 303和短叶片 304， 使得叶轮 3根部的液流压力大于叶轮 3前端自由边压力， 液 体由内向外产生纵向流动， 进一步跟随叶片旋转产生旋转流动。 由于叶片长短 均布， 使得泵室内空间更大， 在泵送入大量液流吋， 在长叶片 303与短叶片 304 之间的空间内形成 2个不同压力差并将液流不断挤压， 经多次升压从而形成螺旋 流并最终从出液口 205排出。

[0041] 均匀分布的背叶片 305位于后端盖 301后侧与后端盖 301形成一体， 当泵室内压 力过高吋， 液流进入 13个背叶片 305之间的空间内， 形成另一个向泵后盖 1方向 的纵向流动， 这样可以平衡泵室内压力， 使出液压力达到恒压状态。

本发明的实施方式

[0042] 实施例 2

[0043] 本实施例与实施例 1大部分相同， 其不同之处在于 7枚长叶片 303共同的回转中 心内口即液体进口的角度 a为 8° ; 长叶片 303与短叶片 304的前端为自由边， 后端 为折弯 302， 折弯 302比自由边向内倾斜的角度 b为 2° ; 长叶片 303与短叶片 304形 成的入口角度 c为 20° ; 长叶片 303和短叶片 304分别沿后盖板 301圆形切线边缘逆 吋针方向弯折角度 d为 20°。 长叶片 303和短叶片 304折弯后根部出口角度 e为 100°

[0044] 本实施例泵后盖 1设有高压区外冷却通道 104和低压区外冷却通道 105， 如图 8、 9所示， 它们既均与泵后盖 1和泵轴 5之间的腔室相通。 高压区外冷却通道 104的 倾斜角度为 15°或 90°， 低压区外冷却通道 105的倾斜角度为 15°或 90°。 本实施例 的螺旋流恒压泵运行吋通过外冷却水对机械密 封 101进行冷却同吋平衡压强， 这 样就减少了机械密封 101承受压力引起的摩擦， 保证机械密封 101持久耐用。

[0045] 实施例 3

[0046] 本实施例与实施例 1大部分相同， 其不同之处在于 7枚长叶片 303共同的回转中 心内口即液体进口的角度 a为 12° ; 长叶片 303与短叶片 304的前端为自由边， 后端 为折弯 302， 折弯 302比自由边向内倾斜的角度 b为 6° ; 长叶片 303与短叶片 304形 成的入口角度 c为 40° ; 长叶片 303和短叶片 304分别沿后盖板 301圆形切线边缘逆 吋针方向弯折角度 d为 40°。 长叶片 303和短叶片 304折弯后根部出口角度 e为 130°

[0047] 实施例 4

[0048] 本实施例与实施例 1大部分相同， 其不同之处在于 7枚长叶片 303共同的回转中 心内口即液体进口的角度 a为 55° ; 长叶片 303与短叶片 304的前端为自由边， 后端 为折弯 302， 折弯 302比自由边向内倾斜的角度 b为 4° ; 长叶片 303与短叶片 304形 成的入口角度 c为 30° ; 长叶片 303和短叶片 304分别沿后盖板 301圆形切线边缘逆 吋针方向弯折角度 d为 30°。 长叶片 303和短叶片 304折弯后根部出口角度 e为 110°

[0049] 实施例 1〜3中本发明选取 7枚长叶片 303共同的回转中心内口即进水口的角度 a 为 8〜12°， 和其它角度均是非常规技术人员经过多次的理 论计算和实践得出的， 其更适合用于重质浆类液体的传输， 而实施例 4中 a为 55°， 也是非常规技术人员 经过多次的理论计算和实践得出的适用于消防 泵的最佳选择。

[0050] 根据上述说明书的揭示和教导， 上述实例为本发明较佳的实施方式。 因此， 本 发明并不受上述实施例的限制， 其他的任何未背离本发明实质与原理下所作的 改变、 组合、 修饰， 均应为等效的置换方式， 都包含在本发明的保护范围之内

[0051]