多轉子管線泵的制作方法
【專利摘要】本實用新型所要解決的技術問題是提供一種多轉子管線泵，增加轉子的線速度，以提高工作頭對物料的剪切速率。其特點是，包括進料腔體、出料腔體和工作頭組件，工作頭組件包括高速轉子和低速轉子，該多轉子管線泵具有轉速高側和轉速低側，在轉速高側包括驅動裝置、由驅動裝置驅動的驅動軸、支撐驅動軸的軸承箱、對驅動軸和進料腔體之間的間隙進行密封的機械密封組件，在轉速低側包括驅動裝置、由驅動裝置驅動的驅動軸、支撐驅動軸的軸承箱、對驅動軸和出料腔體之間的間隙進行密封的機械密封組件，轉速高側的驅動軸連接高速轉子，轉速低側的驅動軸連接低速轉子，以使高速轉子和低速轉子的轉向相反，進而提高工作頭組件對物料的剪切速率。
【專利說明】多轉子管線泵
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及乳化設備，尤其涉及具備乳化功能的管線泵。
【背景技術】
[0002]現有的管線泵，包括一臺變頻或普通電機、聯軸器、一套機械密封、一個工作腔體、一組工作頭組件組成。通過提升轉子的直徑提高線速度所需要的能耗，必然會遠遠大于通過提升轉速提高線速度所需要的功率，因此通過增加轉子直徑提升線速度，起不到節能的效果。
實用新型內容
[0003]本實用新型所要解決的技術問題是提供一種多轉子管線泵，增加轉子的線速度，以提高工作頭對物料的剪切速率。
[0004]為解決上述技術問題，本實用新型提供一種多轉子管線泵，其特點是，包括進料腔體、出料腔體和工作頭組件，工作頭組件包括高速轉子和低速轉子，該多轉子管線泵具有轉速高側和轉速低側，在轉速高側包括驅動裝置、由驅動裝置驅動的驅動軸、支撐驅動軸的軸承箱、對驅動軸和進料腔體之間的間隙進行密封的機械密封組件，在轉速低側包括驅動裝置、由驅動裝置驅動的驅動軸、支撐驅動軸的軸承箱、對驅動軸和出料腔體之間的間隙進行密封的機械密封組件，轉速高側的驅動軸連接高速轉子，轉速低側的驅動軸連接低速轉子，以使高速轉子和低速轉子的轉向相反，進而提高工作頭組件對物料的剪切速率。
[0005]所述的多轉子管線泵，其進一步的特點是，轉速高側的驅動裝置包括轉速高側電機以及皮帶傳動系統，轉速高側電機通過皮帶傳動系統驅動其對應的驅動軸。
[0006]所述的多轉子管線泵，其進一步的特點是，轉速低側的驅動裝置包括轉速低側電機以及皮帶傳動系統，轉速低側電機通過皮帶傳動系統驅動其對應的驅動軸。
[0007]所述的多轉子管線泵，其進一步的特點是，高速轉子包括內、外兩圈齒，兩圈齒在同一側設置；低速側轉子具有刀片和內、外兩圈齒，刀片和齒為背對背安裝；高速轉子的兩圈齒與低速轉子的兩圈齒面對面間隔安裝，以使各所述齒為物料破碎提供剪切力，各所述刀片為物料甩出腔體提供動力。
[0008]所述的多轉子管線泵，其進一步的特點是，轉速高側的電機的功率大于轉速低側的電機的功率。
[0009]所述的多轉子管線泵，其進一步的特點是，低速轉子包括兩部分，第一部分包括刀片和刀片底座；刀片底座從邊緣到中心有傾斜角度，在以最外圓O度為基準點，分別以順時針和逆時針預定角度為中心，刀片底座的最外圓被兩個大小相同的圓形切除得到切除部，兩個切除部之間的最外圓也被切出，以使兩個切除部之間光滑過渡，以刀片底座中心為基準，在最外圓的圓周周均勻布置多組切除對象，刀片成流線弧形凸起，凸起從切除剩余的最外圓的弧段中心處起步，終止于刀片底座的中心處；第二部分包括同心圓環和內、外齒，內齒為多片均布于內圓周，內齒偏中心排布，以同心圓環的中心對稱排布的內齒偏心角度相同，而圓周方向相鄰的內齒偏心角度不同，多個外齒均布于同心圓環的外圓周偏中心放置，外齒與相鄰內齒偏心角度相同，且與相鄰內齒保持預定的間距。
[0010]所述的多轉子管線泵，其進一步的特點是，高速轉子包括轉子座以及位于外層的一圈齒和位于內層的一圈齒，兩圈齒都位于轉子座的同一側；位于內層的齒為長方體，靠近圓心處用斜面切除掉齒厚的大部份，但不切除到底，使該長方體具有刀片的功能，以便于能實現物料的破碎，內層的齒偏心且均布于圓心；位于外層的齒均布于轉子座的圓周，外層的齒與內層的齒厚度相同，且也為偏圓心布置。
[0011]本實用新型的高線速度多轉子管線泵的優點:線速度的增加，工作頭對物料的剪切速率也增加，使得在相同時間內通過本設備的物料粒徑更細更均勻，與已有的管線泵相比更節省能耗，提升設備的工作效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]本實用新型的上述的以及其他的特征、性質和優勢將通過下面結合附圖和實施例的描述而變得更加明顯，其中:
[0013]圖1為本實用新型一個實施例的多轉子管線泵的主視圖。
[0014]圖2為本實用新型一個實施例的多轉子管線泵的工作頭組件的主視圖。
[0015]圖3為圖2中(I)處的K向視圖。
[0016]圖4為圖2中(2)處的K向視圖。
[0017]圖5為本實用新型一個實施例的工作頭組件的低速轉子的第一部分的刀片底座形成示意圖。
[0018]圖6為本實用新型一個實施例的工作頭組件的高速轉子的主視圖。
[0019]圖7為本實用新型一個實施例的工作頭組件的高速轉子的右視圖。
[0020]圖8為本實用新型的一個比較例的管線泵的主視圖。
【具體實施方式】
[0021]下面結合具體實施例和附圖對本實用新型作進一步說明，在以下的描述中闡述了更多的細節以便于充分理解本實用新型，但是本實用新型顯然能夠以多種不同于此描述的其它方式來實施，本領域技術人員可以在不違背本實用新型內涵的情況下根據實際應用情況作類似推廣、演繹，因此不應以此具體實施例的內容限制本實用新型的保護范圍。
[0022]圖1至圖7顯示本實用新型一個實施例的轉子管線泵的構造。需要注意的是，這些以及后續其他的附圖均僅作為示例，其并非是按照等比例的條件繪制的，并且不應該以此作為對本實用新型實際要求的保護范圍構成限制。
[0023]如圖1所示，多轉子管線泵具有轉速高側和轉速低側，在轉速高側包括驅動裝置12、由驅動裝置12驅動的驅動軸72、支撐驅動軸72的軸承箱32、對驅動軸72和進料腔體5之間的間隙進行密封的機械密封組件42，在轉速低側包括驅動裝置11、由驅動裝置11驅動的驅動軸71、支撐驅動軸71的軸承箱31、對驅動軸71和出料腔體6之間的間隙進行密封的機械密封組件41。進料腔體5和出料腔體6也可以是一體成型的兩個腔體。工作頭組件8如圖2所示，包括高速轉子和低速轉子，高速轉子是指與轉速高側的驅動軸72連接的以相對高的速度運轉的轉子，而低速轉子是指轉速低側的驅動軸71連接的以相對低的速度運轉的轉子。
[0024]轉速高側的驅動裝置12包括轉速高側電機以及皮帶傳動系統22，轉速高側電機通過皮帶傳動系統22驅動其對應的驅動軸72。但不限于此，驅動裝置12還可以是可以輸出相應扭矩的電機直接帶動驅動軸72，或者由馬達來驅動驅動軸72。不過最好是通過皮帶傳動系統22來傳動，這樣可以起到減振等多種好處。皮帶傳動系統可以采用增速設計，電機采用變頻電機，可隨時根據設備的流量和粒徑要求進行調整設備的轉速。
[0025]同樣的，轉速低側的驅動裝置在如圖所示的較佳的實施例中，包括轉速低側電機以及皮帶傳動系統21，轉速低側電機通過皮帶傳動系統21驅動其對應的驅動軸71。
[0026]如前所述，轉速高側的驅動軸72連接高速轉子，轉速低側的驅動軸71連接低速轉子，以使高速轉子和低速轉子的轉向相反，進而提高工作頭組件對物料的剪切速率。
[0027]轉速高側的電機功率大于另一側電機功率，主要作用:將物料帶入工作腔體，并進行高速的運轉，起主要的剪切作用。另一側電機轉速相對較低，做從動的剪切作用。
[0028]軸承箱31、32為驅動軸71、72的運轉提供支撐點，保證主軸傳動的平衡。高速轉子和低速轉子的設計一方面要對物料進行破碎，另一方面，要將物料甩出出料腔體，一般情況下，高速轉子包括內、外兩圈齒，兩圈齒在同一側設置。低速側轉子具有刀片和內、外兩圈齒，刀片和齒為背對背安裝。高速轉子的兩圈齒與低速轉子的兩圈齒面對面間隔安裝，以使各所述齒為物料破碎提供剪切力，各所述刀片為物料甩出腔體提供動力。高速轉子為刀片式和齒式，齒和刀片都位于同一側。低速側轉子也為刀片式和齒式，刀片式和齒式為背對背安裝。低速側的刀片轉子為物料甩出腔體提供動力；齒形轉子為物料破碎提供剪切力。
[0029]在如圖2至圖5所示的實施例中，低速轉子包括兩部分。如圖3至圖5所示，第一部分包括刀片811和刀片底座81。刀片底座81從最外邊緣到中心有傾斜角度，例如為10度。在以最外圓O度(在圖5中以水平線為例)為基準點，分別以順時針和逆時針預定角度為中心，刀片底座81的最外圓被兩個大小相同的圓形8IA切除得到切除部81B，兩個切除部81B之間的最外圓也被切出，得到過渡部81C，過渡部81C使兩個切除部81B之間光滑過渡，圖5示出了刀片底座的成型原理，但前述描述并非要限定刀片底座的成型工藝或者成型刀具，在此僅用于將刀片底座81的形狀或構造說明清楚。繼續參照圖3和圖5，以刀片底座81中心為基準，在最外圓的圓周周均勻布置多組切除對象812 (由兩切除部81B和兩切除部81B之間的過渡部81C構成)。刀片811成流線弧形凸起，如圖3所示，凸起從切除剩余的最外圓的弧段中心處起步，終止于刀片底座的中心處。在圖5中，在以最外圓O度為基準點，分別以順時針和逆時針13度為中心形成切除部81B，此時最外圓O度逆時針方向的第一個刀片811跨于28度到76度之間。在圖5中，共分布有6條刀片811，類似于梅花形狀。
[0030]如圖4所示，低速轉子的第二部分包括同心圓環82和內齒821、外齒822，多個內齒822為多片均布于內圓周，內齒822偏中心排布(其指向偏離圓心)，以同心圓環82的中心對稱排布的內齒822 (在圖中為對角線的兩端的兩個內齒822)偏心角度相同，而圓周方向相鄰的內齒822偏心角度不同，多個外齒822均布于同心圓環82的外圓周偏中心放置(指向偏離圓心)，外齒822與相鄰內齒821偏心角度相同，且與相鄰內齒821保持預定的間距。
[0031]如圖6和圖7所示，高速轉子包括轉子座83以及位于外層的一圈齒831和位于內層的一圈齒832，兩圈831、832齒都位于轉子座83的同一側。位于內層的齒832為長方體，靠近圓心處用斜面切除掉齒厚的大部份，對長方體的7/9進行切出，但不切除到底，形成切除部832A，使該長方體具有刀片的功能，以便于能實現物料的破碎，如圖7所示，內層的齒832偏心且均布于圓心，其可以有效的防止管道內渦流的產生，使物料在離心力的作用下瞬間被破碎并甩出。位于外層的齒831均布于轉子座83的圓周，夕卜層的齒831與內層的齒832厚度相同，且也為偏圓心布置。各齒831、832的數量及齒與齒間的距離可根據最終要求達到的物料粒徑進行設計。被內齒832破碎后的物料經過外齒831時，因齒831間距較小，產生更細致的破碎，從而達到均質的目的。
[0032]高速轉子與低速轉子相配合后，二者的齒在軸向方向保證兩轉子間的間距不大于2毫米，在徑向保證兩轉子間的間距不大于0.1毫米，也可以根據物料的不同調節間距的大小。
[0033]此外，低速轉子的刀片與高速轉子的內齒都為偏中心排布，刀片或起到刀片作用的齒在高速運轉時帶動物料進行高速的運轉并在刀片或齒處產生離心力，使物料分別通過齒破碎后，甩出腔體。
[0034]為了便于更深入地理解前述實施例，圖8示出了一比較例，其中的轉子管線泵包括電機91、聯軸器92、機械密封組件93、轉子94以及工作腔95。
[0035]工作頭組件分為定子和轉子，定子與腔體95 —體式，為固定不動的，轉子94在電機91的帶動下運轉，電機91的轉速為額定值，不能完全依靠增加電機91轉速來增加管線泵的線速度。如需增加線速度，只能通過增加轉子94直徑實現。
[0036]根據公式:
[0037]P = Np* P *N3*d5
[0038]P-電機功率
[0039]Np——功率因素
[0040]P-物料密度
[0041]N-轉速
[0042]d——轉子直徑
[0043]可以看出，當功率因素、物料密度不變的情況下，可通過提升轉速、或增加轉子直徑，來提高設備的線速度。
[0044]然而，通過提升轉子94的直徑提高線速度所需要的能耗，必然會遠遠大于通過提升轉速提高線速度所需要的功率，因此通過增加轉子直徑提升線速度，起不到節能的效果。
[0045]根據公式V = Ji *D*N/60
[0046]V——線速度
[0047]J1-3.14
[0048]D——轉子直徑
[0049]N-轉速
[0050]轉子直徑不變的情況下可通過提高兩相對轉子的轉速來提高設備的線速度。設備的總線速度=低速側線速度+高速側線速度，在不改變電機額定功率的情況下，可得到較高的線速度。
[0051]剪切率=線速度/定轉子間隙[0052]定轉子間隙不變的情況下，線速度丨，設備的剪切率也丨。兩相對運轉的定轉子轉速不同，產生速度差，使通過定轉子的物料從定轉子間的間隙甩出，從而被破碎掉。
[0053]因此，相比之下，通過提升轉子的直徑提高線速度所需要的能耗，必然會遠遠大于通過提升轉速提高線速度所需要的功率。
[0054]本實用新型的前述實施例高線速度多轉子管線泵的優點:線速度的增加，工作頭對物料的剪切速率也增加。使得在相同時間內通過本設備的物料粒徑更細更均勻，與已有的管線泵相比更節省能耗，提升設備的工作效率。
[0055]本實用新型的前述實施例的高線速度多轉子管線泵可以應用于需高線速度乳化的場合:如精細化工中的破乳工藝。
[0056]本實用新型雖然以較佳實施例公開如上，但其并不是用來限定本實用新型，任何本領域技術人員在不脫離本實用新型的精神和范圍內，都可以做出可能的變動和修改。因此，凡是未脫離本實用新型技術方案的內容，依據本實用新型的技術實質對以上實施例所作的任何修改、等同變化及修飾，均落入本實用新型權利要求所界定的保護范圍之內。
【權利要求】
1.多轉子管線泵，其特征在于，包括進料腔體、出料腔體和工作頭組件，工作頭組件包括高速轉子和低速轉子，該多轉子管線泵具有轉速高側和轉速低側，在轉速高側包括驅動裝置、由驅動裝置驅動的驅動軸、支撐驅動軸的軸承箱、對驅動軸和進料腔體之間的間隙進行密封的機械密封組件，在轉速低側包括驅動裝置、由驅動裝置驅動的驅動軸、支撐驅動軸的軸承箱、對驅動軸和出料腔體之間的間隙進行密封的機械密封組件，轉速高側的驅動軸連接高速轉子，轉速低側的驅動軸連接低速轉子，以使高速轉子和低速轉子的轉向相反，進而提高工作頭組件對物料的剪切速率。
2.如權利要求1所述的多轉子管線泵，其特征在于，轉速高側的驅動裝置包括轉速高側電機以及皮帶傳動系統，轉速高側電機通過皮帶傳動系統驅動其對應的驅動軸。
3.如權利要求1所述的多轉子管線泵，其特征在于，轉速低側的驅動裝置包括轉速低側電機以及皮帶傳動系統，轉速低側電機通過皮帶傳動系統驅動其對應的驅動軸。
4.如權利要求1所述的多轉子管線泵，其特征在于，高速轉子包括內、外兩圈齒，兩圈齒在同一側設置；低速側轉子具有刀片和內、外兩圈齒，刀片和齒為背對背安裝；高速轉子的兩圈齒與低速轉子的兩圈齒面對面間隔安裝，以使各所述齒為物料破碎提供剪切力，各所述刀片為物料甩出腔體提供動力。
5.如權利要求2所述的多轉子管線泵，其特征在于，轉速高側的電機的功率大于轉速低側的電機的功率。
6.如權利要求1所述的多轉子管線泵，其特征在于，低速轉子包括兩部分，第一部分包括刀片和刀片底座；刀片底座從邊緣到中心有傾斜角度，在以最外圓O度為基準點，分別以順時針和逆時針預定角度為中心，刀片底座的最外圓被兩個大小相同的圓形切除得到切除部，兩個切除部之間的最外圓也被切出，以使兩個切除部之間光滑過渡，以刀片底座中心為基準，在最外圓的圓周周均勻布置多組切除對象，刀片成流線弧形凸起，凸起從切除剩余的最外圓的弧段中心處起步，終止于刀片底座的中心處；第二部分包括同心圓環和內、外齒，內齒為多片均布于內圓周，內齒偏中心排布，以同心圓環的中心對稱排布的內齒偏心角度相同，而圓周方向相鄰的內齒偏心角度不同，多個外齒均布于同心圓環的外圓周偏中心放置，外齒與相鄰內齒偏心角度相同，且與相鄰內齒保持預定的間距。
7.如權利要求1或6所述的多轉子管線泵，其特征在于，高速轉子包括轉子座以及位于外層的一圈齒和位于內層的一圈齒，兩圈齒都位于轉子座的同一側；位于內層的齒為長方體，靠近圓心處用斜面切除掉齒厚的大部份，但不切除到底，使該長方體具有刀片的功能，以便于能實現物料的破碎，內層的齒偏心且均布于圓心；位于外層的齒均布于轉子座的圓周，外層的齒與內層的齒厚度相同，且也為偏圓心布置。
【文檔編號】F04D13/14GK203783918SQ201420205573
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年4月25日 優先權日:2014年4月25日
【發明者】周宏斌 申請人:上海弗魯克科技發展有限公司