无轴封立式离心砂泵的制作方法

专利名称：无轴封立式离心砂泵的制作方法技术领域：一种无轴封立式离心砂泵，适用于输送液体，特别是输送含有固体颗粒的浆体物料。目前，国外瑞典萨拉(SALA)公司生产的SPV型立式泵，国内常熟机械厂生产的PKJL型立式离心泵，用于输送矿浆，就是属于这种泵，它是由泵槽、主轴装配(包括主轴、轴承座、密封件、紧固件及大皮带轮)、蜗壳、盖板及叶轮等主要部分组成，没有填料箱，不需用压力水进行轴封。但是这种泵吸入口是箱式缓冲泵槽，当固体含量较多、固体颗粒比重较大的浆体物粒进入泵槽时，由于槽体面积大，流速降低，固体颗粒沉积于槽底，进入泵槽内物料的波动及泵轴旋转所引起的扰动，对堆积到一定高度的固体物料产生瞬间坍塌、滑移，进入泵叶轮的吸入口及叶轮的流道，使其吸入口及流道局部堵塞，叶轮出口的流量下降，泵槽液面上升，甚至冒槽，泵的性能及效率明显下降。由于泵轴、叶轮的旋转，物料进入泵叶轮入口处产生预旋，此预旋与泵理论扬程关系如下HT＝ 1/(g) (u2Vu2－u1Vu1)式中u2－叶轮出口处物料圆周速度，Vu2－叶轮出口处物料绝对速度的圆周分速度，u1－叶轮入口处物料圆周速度，Vu1－叶轮入口处物料绝对速度的圆周分速度，由于预旋的存在而有u1Vu1，从而降低了泵的扬程。由于泵腔内的压力较叶轮入口处的压力高，有一股物料通过密封间隙从叶轮出口流回叶轮入口，叶轮对这部分物料作的功没有被有效利用，而损耗于克服密封间隙的阻力，造成容积损失。本实用新型的目的在于克服上述现有技术中的不足而提供一种效率高、扬程大、容积损失小的无轴封立式离心砂泵。本实用新型的目的可以通过下述技术方案来实现一种无轴封立式离心砂泵，适用于输送液体，特别是输送含有固体颗粒的浆体物料，它包括泵槽、主轴装配、蜗壳、盖板及叶轮等。在泵槽内和盖板上设置使浆体物料中的固体颗粒不沉积及(或)破坏、消除物料在叶轮入口处预旋的构件，以提高泵的效率和增大泵的扬程，在盖板与叶轮之间的回流间隙处设置提高泵容积效率的密封结构，以减小泵容积损失。上述的构件可以是进料管设在泵槽的前面或是后面或是右面，在泵槽内设置小隔板和分流导向隔板，在盖板入口锥面上设有导向筋板，使浆体物料在泵槽内流动速度大于浆体物料中固体颗粒临界沉降速度，防止固体颗粒在泵槽底部的堆积；利用入口浆体物料的残余能量作功，造成与浆体物料预方向相反的浆料流或径向导入，破坏、消除浆体物料在叶轮入口处的预旋。上述构件也可以是将进料管在泵槽内沿水平方向延伸到盖板上方，并设置小隔板，使浆体物料沿进料管流动，固体颗粒直接进入叶轮入口，不致在泵槽内堆积；同时使浆体物料流动方向与其预旋方向相反，破坏、消除浆体物料在叶轮入口处的预旋。上述构件还可以是进料管在泵槽上方垂直进入盖板上方，并在泵槽内设置小隔板，使浆体物料中的固定颗粒经盖板直接进入叶轮入口，防止其物料中的固体颗粒在泵槽内堆积。小隔板使浆体物料径向导入盖板，破坏、消除其物料在叶轮入口处的预旋。上述密封结构可以是锥面平面密封环，在盖板及叶轮密封面处分别设有锥面及平面。当叶轮旋转时产生离心力F，此力可分解为正压力Fn和分力F1，分力F1的方向与泄漏浆料的流动方向相反，由于密封环有锥面，浆料沿锥面的坡度流动，使浆料由叶轮入口低压端流向泵腔高压端，减小了容积损失，同时还可实现较小的密封间隙。上述密封结构也可以是在盖板设置右螺旋密封环，即在盖板密封面设有右螺旋、锥面及平面，在叶轮密封面设有倒角、圆柱面、锥面及平面。当叶轮旋转时，由于螺旋和锥面的作用，浆料沿密封环流向泵腔，减少泄漏损失。上述密封结构还可以是在叶轮设置左螺旋密封环，即在叶轮密封面设有倒角、左螺旋、锥面及平面，在盖板密封面设有圆柱面、锥面及平面。当叶轮旋转时，由于螺旋及锥面的作用，浆料沿密封环向泵腔流动，减少泄漏损失。上述的密封环平面间隙为0.5至1毫米。上述密封环采用耐磨铸铁Cr15MO3等耐磨材料，其硬度HRC大于55。本实用新型与现有技术比有如下优点由于在泵槽内设置了小隔板及分流导向隔板；在盖板入口锥面处设有导向筋板；进料管在泵槽内沿水平方向延伸到盖板上方；进料管在泵槽上方垂直进入盖板上方，使物料中的固体颗粒不沉积及破坏。消除物料在叶轮入口处的预旋，从而提高泵的效率和增大泵的扬程。在盖板和叶轮之间的回流间隙处设置锥面平面密封环；在盖板设置右螺旋密封环；在叶轮设置左螺旋密封环，使物料沿密封环流向泵腔，减少泄漏损失，提高泵容积效率。本实用新型的附图图面说明如下图1是无轴封立式离心砂泵主视图之一，图2是图1的左视图3是图1的泵槽俯视图，图4是图3的A－A剖视图；图5是图3B－B剖视图，图6是无轴封立式离心砂泵主视图之二，图7是图6的泵槽俯视图，图8是图7的C－C剖视图，图9是无轴封立式离心砂泵主视图之三，图10是图9的泵槽俯视图，图11是图10的D－D剖视图，图12是锥面平面密封环图，图13是图12的局部放大图IV，图14是物料在锥面上的受力分析图，图15是在盖板设置右螺旋密封环图，图16是图15的局部放大图V，图17是在叶轮设置左螺旋密封环图，图18是图17的局部放大图VI。下边结合本实用新型的附图对实施例进行描述图1描述了本实用新型在泵槽内设置使浆体物料中的固体颗粒不沉积及破坏、消除物料在叶轮入口处预旋的构件的第一个实施例。它由电机座架1、电动机2、小皮带轮3、轴承座架4、主轴装配5(包括主轴、轴承、轴承座、密封件、紧固件及大皮带轮)、盖板6a、叶轮7a、泵槽8、小隔板9、蜗壳10、升降架11、分流导向隔板12、进料管13a组成。本实施例的特点是进料管设在泵槽的前面或是后面或是右面的一定高度上，在泵槽内设置小隔板和分流导向隔板，使浆体物料中的固体颗粒不沉积及破坏，消除物料在叶轮入口处的预旋，在叶轮与盖板之间的回流间隙设置锥面平面密封环，也可以是在盖板设置右螺旋密封环，还可以在叶轮设置左螺旋密封环，以减小容积损失。为了便于拆卸蜗壳及叶轮，设有升降架11。图2从左侧面描述了本实施例。图3描述了在泵槽8内设置小隔板9及分流导向隔板12。它们可以直接固定在泵槽上，也可以做成一个整体放在泵槽底板上。分流导向隔板的作用是使浆料在泵槽内的流速大于浆料中固定颗粒的临界沉降速度，防止固定颗粒在泵槽底部堆积，提高泵的效率；利用入口浆料的残余能量作功，造成与浆料预旋方向相反的浆料流，破坏消除浆料在叶轮入口处的预旋，提高泵的扬程。分流导向隔板的数量根据泵槽大小及输送浆料流量大小、固体比重、浆料液固比等因素确定，以保证浆料中的固体颗粒在泵槽底部不沉积为原则。分流导向隔板的进口端板间距离可以是平行的，也可以是使板向右的延长线汇集于一点或几点。其出口端的切线延长应不包容旋转泵轴的中心，使入口浆料的流向与浆料在叶轮入口处的预旋方向相反，小隔板的作用是使浆料径向导入，破坏由于主轴、叶轮旋转产生的预旋，其数量根据入口浆料速度大小确定。图4描述了小隔板9、分流导向隔板12在泵槽8底部的固定。图5描述了根据浆料流量大小在分流导向隔板中流动的情况。当浆料流量小时，沿Ⅰ区流动。流量大时，沿Ⅰ、Ⅱ区流动。流量再大时，沿Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ区流动。图6描述了本实用新型在泵槽内设置使浆体物料中的固定颗粒不沉积及破坏。消除浆料在叶轮入口处预旋的构件的第二个实施例。其特点是进料管13b在泵槽8内沿水平方向延伸到盖板6a(或6b、6c)上方。泵槽内不设置分流导向隔板，只设置小隔板9，其余与第一个实施例相同。图7描述了进料管13b在泵槽8内沿水平方向延伸到盖板6a(或6b、6c)上方的泵槽俯视，浆料沿进料管流动，浆料中的固体颗粒直接进入叶轮的入口，不致在泵槽内堆积；同时浆料流动方向与浆料在叶轮入口处的预旋方向相反，破坏、消除其预旋，小隔板9使浆料径向导入，破坏、消除浆料预旋。图8描述了进料管13b在泵槽8内沿水平方向延伸到盖板6a(或6b、6c)上方及小隔板9的固定。图9描述了本实用新型在泵槽内设置使浆体物料中的固定颗粒不沉积及破坏，消除浆料在叶轮入口处预旋的构件的第三个实施例。其特点是进料管13c在泵槽8上方垂直进入盖板6a(或6b、6c)上方，只设置小隔板9，不设置分流导向隔板，其余与第一个实施例相同。图10描述了进料管13c在泵槽8上方垂直进入盖板6a(或6b、6c)上方的俯视。浆料中的固体颗粒经盖板直接进入叶轮入口，使其固体颗粒不沉积。小隔板9使浆体物料径向导入，破坏、消除浆料在叶轮入口处的预旋。图11描述了进料管13c及小隔板9在泵槽8的固定。图12描述了本实用新型在盖板与叶轮之间回流间隙处设置提高泵容积的密封结构的第一个实施例，即锥面平面密封环。PO为泵入口的压力，P为泵腔压力，P＞PO。n为叶轮旋转方向。盖板6a的入口锥面上有导向筋板，使浆体物料进入叶轮的方向与浆料预旋的方向相反。图13是图12的局部放大图IV。在盖板与叶轮密封面处分别设有锥面及平面，其锥面角度为30°－60°。当叶轮7a旋转时，由于锥面的作用，浆料沿途中箭头所示方向流动，减少浆料的泄漏损失。图14描述了浆料在锥面上受力分析。由于叶轮旋转，锥面上的浆料产生离心力F，F分解为与锥面垂直的正压力Fn和与锥面平行的分力FP、F1使物料沿图中所示箭头方向流动，即流向泵腔。图15描述了本实用新型在盖板与叶轮之间回流间隙处设置提高泵容积的密封结构的第二个实施例，即在盖板6b上设置右螺旋密封环。图16是图15的局部放大图V，具体描述了该密封环的结构及作用。在盖板6b密封面设有右螺旋、锥面及平面。在叶轮7b密封面设有倒角、圆柱面、锥面及平面。上述的锥面角度为30°－60°。螺纹的型式可选用普通三角螺纹或是锯齿形螺纹或是矩形螺纹。螺纹的头数可以是单头，也可以是多头，但对于转速较低的螺旋密封选用多头螺纹为宜。螺旋密封的其它参数根据盖板大小而定。当叶轮7b旋转时，由于螺旋和锥面的作用，浆料沿图中箭头所示的方向流动，即流向泵腔，减少泄漏损失。图17描述了本实用新型在盖板与叶轮之间回流间隙处设置提高泵容积的密封结构的第三个实施例，即在叶轮7c设置左螺旋密封环。图18是图17的局部放大图VI，具体描述了密封环的结构及作用。在叶轮7c密封面设有倒角、左螺旋、锥面及平面。在盖板6c密封面设有圆柱面、锥面及平面。其锥面的角度以及螺纹的有关参数与在盖板6b上设置右螺旋密封环的螺纹参数和锥面角度相同。当叶轮7c旋转时，由于螺旋与锥面的作用，浆料沿图中箭头所示方向流动，即流向泵腔，减少泄漏损失。上述的三种密封结构，其平面间隙为0.5至1毫米。上述的盖板6a、6b、6c及叶轮7a、7b、7c密封面采用耐磨的耐磨铸铁Cr15MO3等材料，其硬度HRC大于55。权利要求1.一种无轴封立式离心砂泵，它包括泵槽8、主轴装配5、蜗壳10、盖板6a、6b、6c及叶轮7a、7b、7c等，其特征在于在泵槽8内和盖板6a、6b、6c上设置使浆体物料中的固体颗粒不沉积及(或)破坏、消除在叶轮7a、7b、7c入口处预旋的构件，在盖板6a、6b、6c与叶轮7a、7b、7c之间的回流间隙处设置提高泵容积的密封结构。2.按照权利要求1所述的泵，其特征在于所说的构件可以是进料管13a设在泵槽8的前面或是后面或是右面，在泵槽8内设置小隔板9和分流导向隔板12，在盖板6a、6b、6c入口锥面上设有导向筋板。3.按照权利要求1所述的泵，其特征在于所说的构件也可以是将进料管13b在泵槽8内沿水平方向延伸到盖板6a、6b、6c上方，并设小隔板9，盖板入口锥面设有导向筋板。4.按照权利要求1所述的泵，其特征在于所说的构件还可以是进料管13c在泵槽8上方垂直进入盖板6a、6b、6c上方，并在泵槽8内设置小隔板9，盖板入口锥面设有导向筋板。5.按照权利要求1所述的泵，其特征在于所说的密封结构可以是锥面平面密封环，在盖板6a及叶轮7a密封面处分别设有锥面及平面。6.按照权利要求1所述的泵，其特征在于所说的密封结构也可以是在盖板6b设置右螺旋密封环，即在盖板6b密封面设有右螺旋、锥面及平面，在叶轮7b密封面设有倒角、园柱面、锥面及平面。7.按照权利要求1所述的泵，其特征在于所说的密封结构还可以是在叶轮7c设置左螺旋密封环，即在叶轮7c密封面设有倒角、左螺旋、锥面及平面，在盖板6c密封面设有园柱面、锥面及平面。8.按照权利要求5、6或7所述的泵，其特征在于所说的密封环平面间隙为0.5至1毫米。9.按照权利要求5、6或7所述的泵，其特征在于所说的密封环采用耐磨铸铁Cr15MO3等耐磨材料。专利摘要一种无轴封立式离心砂泵，适用于输送液体，特别是输送含有固体颗粒的浆体物料，它由泵槽、主轴装配、蜗壳、盖板及叶轮等主要部分组成。其特点是在泵槽内和盖板上设置使浆体物料中的固体颗粒不沉积及破坏、消除物料在叶轮入口处的预旋构件；在盖板和叶轮之间的回流间隙处设置提高泵容积效率的密封结构，因而本泵与现有泵比较，具有效率高、扬程大、容积损失小的优点。文档编号F04D29/44GK2048907SQ8822015公开日1989年12月6日 申请日期1988年11月22日 优先权日1988年11月22日发明者李玉山 申请人:核工业部第四设计研究院