專利名稱：三角形螺旋迷宮動力密封的旋殼泵的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及的是一種在葉輪輪轂上采用三角形螺旋迷宮動力密封的旋殼泵， 具體是一種葉輪輪轂和集流出口管之間采用三角形螺旋迷宮動力密封的小流量高揚程旋 殼泵。屬于泵技術領域。
背景技術：
泵類產品主要有離心泵、混流泵、軸流泵、旋渦泵和往復泵等.具有較為廣泛的型 譜覆蓋范圍，但在小流量、高揚程的范圍內，仍沒有較為理想的產品。在此領域應用的產品 大多為高速泵、多級泵和往復泵，而高速泵、多級泵和往復泵則體積龐大笨重、易損件多、維 修費用高、工作量大且價格昂貴，往復泵出口壓力有脈動無法滿足大部分工業生產的需要， 離心泵在小流量、高揚程的工況條件下，效率低，耗能高，不宜推廣使用。而旋噴泵葉輪和旋 殼(相當于泵體)同步旋轉，成功避免了在低比轉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速離心泵的效率要高得多。旋噴泵是一種性能優良的小流量、高揚程的低比轉速離心泵，尤其適合比轉速在 30以下使用。該泵的主要工作部件為一個由葉輪和同步旋轉的旋殼組成的轉子和一個靜止 的集流管。流入的流體在葉輪離心力的作用下獲得能量，使進入旋殼內的流體的動能和壓 能得到提高，同時該流體在旋轉殼體的帶動下，與旋殼同步旋轉，在旋殼的內壁處流體速度 達到最大值，靜止的集流管收集該處的流體，并將流體的速度進一步轉化為壓力能，由此泵 能產生很高的揚程。在這工作過程中，旋殼內的流體始終保持壓力較高狀態，而葉輪進口在葉輪葉片 的抽吸作用下，處于低壓狀態。這樣，旋殼內流體與葉輪進口存在較大的壓差。結構上集 流出口管穿過葉輪輪轂和葉輪進口，集流出口管是靜止的，葉輪是旋轉的，這樣集流出口 管與葉輪輪轂之間存在動、靜結合面，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。同時該泄漏流動回到葉輪進口，改變 了葉輪進口正常的流動狀態，導致葉輪內流動惡化，造成更大的流動損失，會使泵的效率 進一步下降。所以，阻止該處的泄漏流動是關鍵問題。目前，一般結構設計是通過減小 給合面通道間隙，以減少泄漏量；或者采用特殊方式，通過聯機檢索，相關專利如專利號 ZL200620074531. 6的《一種在集液管上采用迷宮槽結構的旋殼泵》，發明了在轉子內蓋與集 液管配合安裝處采用臺階式迷宮槽結構，能夠減少轉子腔內液體向轉子進口處流動。這些 方法是靜態的，從原理上講是通過增加流動阻力，來達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，從而進一步提高泵的效率，這也 是旋殼泵提高效率的一個主要且有效的途徑。發明內容本實用新型提出一種在葉輪進口采用三角形螺旋迷宮動力密封的旋殼泵，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。本實用新型的技術解決方案其特征是集流管處于旋殼內的液體中，液體內有葉 輪，葉輪與旋殼聯接，旋殼接旋轉電機，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子，轉子與定子相配合，在轉子和定子的配合面上車削多頭 螺旋螺紋，該螺紋的齒形為三角形，三角形螺紋參數定義為螺棱寬=0. 35mm，螺槽寬= 5. 0mm，槽深=2.0 7. 5mm，三角形螺紋齒形角度=25° 50°。本實用新型的優點在葉輪進口與旋殼之間采用三角形螺旋迷宮動力密封，由于 三角形螺旋槽能產生較高的密封壓力，適應性強，密封效果好，解決了旋殼與葉輪進口之間 流體的泄漏問題。三角形螺旋迷宮動力密封是靠轉子、定子配合面上車削的多頭正反向螺 旋螺紋來實現的，配合面之間有間隙，屬于非接觸性密封，因而制造工藝可行，結構簡單，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。根據泵型不同，至少可 提高效率3 %以上，最高達到6 %，對研究節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三角形螺旋迷宮動力密封旋殼泵剖面構造圖。附圖2是圖1中A的放大圖。附圖3所示三角形螺旋迷宮體結構示意圖。附圖4所示三角形螺紋幾何參數圖。圖1中1是旋殼、2是集流管、3是旋殼內的液體、4是葉輪、5是葉輪進口、6是集流 出口管、7是泵進口、8是轉子、9是定子、10是轉子與定子之間的間隙。
具體實施方式
對照圖1、圖2、圖3和圖4，其結構是集流管2處于旋殼1內的液體3中，液體3內 有葉輪4，葉輪4與旋殼1聯接，旋殼1接旋轉電機，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輪轂上組裝有轉子8，轉子8與定子9相配合，在轉子8 和定子9的配合面上車削了多頭螺旋螺紋，螺紋的齒形為三角形。工作時，從泵進口 7進入的液體3在葉輪4的作用下，獲得能量的液體3進入旋殼 1內，旋殼1內的液體3在旋殼1帶動下，與旋殼1同步旋轉，這時，液體3具有較高的動能 和壓能。葉輪進口 5的液體在葉輪4的抽吸作用下，壓力較低，這樣，在旋殼1內液體3與 葉輪進口 5之間形成壓差，在該壓差的作用下，通過間隙10就會產生泄漏流動。為了阻止 所產生的泄漏流動，在轉子8和定子9配合面上設置了多頭旋向相反的三角形螺旋螺紋，通 過葉輪4帶動轉子8旋轉，轉子8旋轉方向和自身三角形螺紋螺向相反，這樣轉子8旋轉過 程中，轉子8上的三角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 圓周運動，另一方面還推動液體沿軸向前進，這樣液體由粘性而產生的摩擦力作用在槽內 的液體上，使之產生軸向反壓，轉子8和定子9對液體的總軸向推力就形成了三角形螺旋迷 宮體的泵送壓力，當然，由于旋殼內液體3壓力高于葉輪進口 5的壓力，在壓差的作用下，順
4著轉子和定子組成的螺旋槽間隙流動，形成壓差流，當三角形螺旋迷宮體產生的泵送流大 于等到于壓差流時，就能夠有效地阻止了流體的泄漏。三角形螺旋迷宮體能產生較優大的泵送壓力，三角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，螺紋頭數用ζ表示，螺紋螺旋升角用α表示，三角形螺紋 齒形角用θ表示，定子和轉子之間的配合面單側間隙用c表示。a = 0. 35 1. 5mm，b = 1. 5 5. 0mm，h = 2. 0 7. 5mm，z = 15 40，α =65° 85° ，θ = 25° 50° ，c = 0. 08 0. 8mm。
權利要求三角形螺旋迷宮動力密封的旋殼泵，其特征是集流管處于旋殼內的液體中，液體內有葉輪，葉輪與旋殼聯接，旋殼接旋轉電機，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子，轉子與定子相配合，在轉子和定子的配合面上車削多頭螺旋螺紋，該螺紋的齒形為三角形，三角形螺紋參數定義為螺棱寬＝0.35mm，螺槽寬＝5.0mm，槽深＝2.0～7.5mm，三角形螺紋齒形角度＝25°～50°。
專利摘要本實用新型是一種在葉輪輪轂上采用三角形螺旋迷宮動力密封的旋殼泵，其特征是集流管處于旋殼內的液體中，液體內有葉輪，葉輪與旋殼聯接，旋殼接旋轉電機，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子，轉子與定子相配合，在轉子和定子的配合面上車削多頭螺旋螺紋，該螺紋的齒形為三角形，優點在葉輪進口與旋殼之間采用三角形螺旋迷宮動力密封，屬于非接觸性密封，三角形螺旋槽能產生較高的密封壓力，適應性強，密封效果好，結構簡單，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。根據泵型不同，至少可提高效率3％以上，最高達到6％，對研究節能型高效旋殼泵有著重要意義。
文檔編號F04D29/16GK201739222SQ201020022479
公開日2011年2月9日 申請日期2010年1月13日 優先權日2010年1月13日
發明者姚慶余, 王春林 申請人:鎮江正漢泵業有限公司