一种低比转速自平衡多级化工泵及工艺方法

摘要

本发明公开了一种低比转速自平衡多级化工泵，包括泵轴、吸入段、出口段、焊接叶轮、转接段、滤网和滤网支架，所述焊接叶轮左右对称设置于所述泵轴上，所述出口段置于所述焊接叶轮的中间，所述出口段设有环状压出室，所述压出室的左边设有环形腔；所述泵轴在其右半部分的轴线上设有中心孔，沿所述泵轴径向分别开设第一径向通孔和第二径向通孔；所述出口段的圆柱面下部靠左侧依次连接有排渣弯管和阀门；所述焊接叶轮包括半开叶轮和前盖板，所述半开叶轮包括后盖板和数个叶片，所述叶片和所述前盖板通过焊接固定。本发明保证了叶轮流道的精度，提高了水力效率；平衡了轴向力,延长了轴承寿命；减小了结构，节省了泵的成本。

说明书

技术领域

本发明涉及工业泵领域，特别是涉及一种低比转速自平衡多级化工泵。

背景技术

低比转速多级化工泵广泛用于精细化工及日用化工领域，用来输送各种化工介质。低比转速多级化工泵的比转速一般小于30，流量小于15m

现有技术的铸造工艺很难保证宽度不到2mm的叶轮流道的精度，轻者容易造成叶轮流道变形或宽窄不一，重者堵塞流道而严重影响泵的性能；现有技术的冲压叶轮也只能冲压板厚为1mm左右的叶轮，而低比转速多级化工泵用于精细化工及日用化工领域，必须留有1mm左右的腐蚀余量，因此冲压叶轮也不能满足要求。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种低比转速自平衡多级化工泵，采用焊接叶轮，解决了窄流道叶轮的制造问题，也采用了限流措施，使泵的性能更优，同时采取了措施平衡了轴向力。

本发明所采用的技术方案是：

一种低比转速自平衡多级化工泵，包括泵轴、吸入段、出口段、焊接叶轮、转接段、滤网和滤网支架，所述焊接叶轮的数量为2n个，n为大于1的整数，所述2n个焊接叶轮左右对称设置于所述泵轴上，左边n个焊接叶轮的入口向左，右边n个焊接叶轮的入口向右，所述出口段置于所述2n个焊接叶轮的中间；所述出口段两边对称设置有2(n-1)个中段，所述2(n-1)个中段内均嵌设有1个径向导叶，所述出口段设有环状压出室，所述压出室的左边设有环形腔，所述出口段两侧各嵌设有1个径向导叶；所述出口段与左侧径向导叶之间嵌设有所述滤网和滤网支架；所述泵轴在其右半部分的轴线上设有中心孔，所述中心孔为一盲孔，所述中心孔在靠近所述泵轴右端的部分使用圆柱状的封堵件进行封堵，所述封堵件与所述泵轴在泵轴的右端面焊封，在所述封堵件的左侧及所述中心孔的左端沿所述泵轴径向分别开设第一径向通孔和第二径向通孔，所述第一径向通孔和第二径向通孔的轴线均与所述泵轴的轴线垂直相交，所述第一径向通孔、第二径向通孔和所述中心孔形成一个通道；所述吸入段与最左端的中段连接，所述转接段与最右端的中段连接；所述吸入段设有环形的吸入室，所述吸入室与最左端的焊接叶轮入口连通；所述转接段设有转接腔，所述转接腔与最右端的焊接叶轮入口连通；所述出口段的圆柱面下部靠左侧依次连接有排渣弯管和阀门，所述排渣弯管与所述出口段的环形腔连通；所述焊接叶轮包括半开叶轮和前盖板，所述半开叶轮包括后盖板和数个叶片，所述前盖板上沿圆周均匀开设有数个定位槽，所述定位槽的数量和宽度分别与所述叶片的数量和厚度相同，所述叶片插入所述定位槽，插入深度约为所述前盖板厚度的一半，所述叶片和所述前盖板通过焊接固定，所述定位槽空余部分由焊缝填充并密封；所述第一径向通孔与所述环形腔连通，所述第二径向通孔与转接腔连通。

作为本发明的进一步改进，所述低比转速自平衡多级化工泵应用于小流量高扬程的精细化工场合，其比转速小于30，流量小于15m

作为本发明的进一步改进，所述第一径向通孔、第二径向通孔和所述中心孔的直径取决于所述低比转速自平衡多级化工泵的流量，所述第一径向通孔、第二径向通孔和所述中心孔形成的通道内介质的流速为3～5m/s，通道同时起到限流的作用。

作为本发明的进一步改进，所述滤网支架由左右平行布置的2个圆环构成，圆环之间形成流道，所述滤网套设于所述滤网支架外圆，两者之间通过点焊固定。

作为本发明的进一步改进，所述滤网支架和所述滤网属于可选件,适用于介质含有细小颗粒的场合。

作为本发明的进一步改进，所述排渣弯管和阀门用于介质取样，同时在介质含有细小颗粒时也可用于排渣。

本发明还提供了一种上述低比转速自平衡多级化工泵的工艺方法，包括以下工艺过程：设置于所述泵轴上的所述中心孔、第一径向通孔和第二径向通孔通过钻孔工艺成形，首先对所述泵轴进行粗加工，再依次钻出所述中心孔、第一径向通孔和第二径向通孔，然后使用所述封堵件对所述中心孔右端进行封堵并焊封，最后对所述泵轴进行精加工；所述焊接叶轮通过数控设备机加工成形，首先使用五轴联动数控机床分别将所述半开叶轮和前盖板加工成形，接着将所述半开叶轮和前盖板合体并进行焊接固定，然后车平焊缝，最后对口环外圆及轴孔进行精加工。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：

1.保证宽度不到2mm的叶轮流道的精度，提高了泵的性能：半开叶轮和前盖板均由五轴联动数控机床加工成形，有很高的精度和很好的表面光洁度，降低了流道内的水力损失，提高了水力效率。

2.平衡了轴向力,延长了轴承寿命：由于焊接叶轮在泵轴上对称布置，从理论上完全平衡了轴向力。

3.减小了结构，节省了成本：和现有自平衡多级泵相比，取消了中间专接法兰、右端转接法兰和外接管，从而节省了泵的成本。

4.增加了新功能：增加了介质过滤功能、限流功能和取样功能。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制，在附图中：

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明焊接叶轮的结构示意图。

图3是本发明半开叶轮的结构示意图。

图4是本发明前盖板的结构示意图。

图中：1、吸入段，2、中段，3、焊接叶轮，4、出口段，5、转接段，6、泵轴，7、滤网，8、滤网支架，9、排渣弯管，10、阀门，11、吸入室，21、径向导叶，31、半开叶轮，32、前盖板，33、焊缝，41、压出室，42、环形腔，51、转接腔，61、封堵件，62、第一径向通孔，63、中心孔，64、第二径向通孔，311、后盖板，312、叶片，321、定位槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”“前端”、“后端”、“两端”、“一端”、“另一端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体式连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1至图4所示，本发明提供一种低比转速自平衡多级化工泵，包括泵轴6、吸入段1、出口段4、焊接叶轮3、转接段5、滤网7和滤网支架8，焊接叶轮3的数量为2n个，n为大于1的整数，2n个焊接叶轮3左右对称设置于泵轴上，左边n个焊接叶轮3的入口向左，右边n个焊接叶轮3的入口向右，出口段置于2n个焊接叶轮3的中间，焊接叶轮3的数量之所以取偶数，是为了焊接叶轮3对称布置时完全平衡轴向力。出口段4两边对称设置有2(n-1)个中段2，2(n-1)个中段2内均嵌设有1个径向导叶21，出口段4设有环状压出室41，压出室41的左边设有环形腔42，出口段4两侧各嵌设有1个径向导叶21。出口段4与左侧径向导叶21之间嵌设有滤网7和滤网支架8。泵轴6在其右半部分的轴线上设有中心孔63，中心孔63为一盲孔，中心孔63在靠近泵轴6右端的部分使用圆柱状的封堵件61进行封堵，封堵件61与泵轴6在泵轴6的右端面焊封，在封堵件61的左侧及中心孔63的左端沿泵轴6的径向分别开设第一径向通孔62和第二径向通孔64，第一径向通孔62和第二径向通孔64的轴线均与泵轴6的轴线垂直相交，第一径向通孔62、第二径向通孔64和中心孔63形成一个通道。吸入段1与最左端的中段2连接，转接段5与最右端的中段2连接。吸入段1设有环形的吸入室11，吸入室11与最左端的焊接叶轮6的入口连通。转接段5设有转接腔51，转接腔51与最右端的焊接叶轮6的入口连通。第一径向通孔62与环形腔42连通，第二径向通孔64与转接腔51连通。

本实施例的工作原理，如图1所示，介质首先从吸入段1的入口进入，经环形吸入室11进入最左边的首级焊接叶轮3，由首级焊接叶轮3加压后，进入首级径向导叶21。在首级径向导叶21的叶片导流作用下，介质流入第二级焊接叶轮3，接着流经第二级径向导叶21。这样介质逐次流经各级焊接叶轮3，直到流经第n级焊接叶轮3后，接着流经第n级径向导叶21(压出室41左边的径向导叶21)，然后介质径向向心流过滤网7和滤网支架8，最后进入第二径向通孔64，经中心孔63后介质从第一径向通孔62流出，最终进入转接腔51。介质经由转接腔51进入第(n+1)级焊接叶轮3(最右端的焊接叶轮3)，这样介质流经剩余各级焊接叶轮3后进入压出室41，最后介质从出口段4的出口流出到泵外。

如图1所示，左边n级焊接叶轮3与右边n级焊接叶轮3对称布置，理论上完全平衡了轴向力，因而延长了轴承的寿命。

如图1至图4所示，焊接叶轮3包括半开叶轮31和前盖板32，半开叶轮31包括后盖板311和数个叶片312，前盖板32上沿圆周均匀开设有数个定位槽321，定位槽321的数量和宽度分别与叶片312的数量和厚度相同，叶片312插入定位槽321，插入深度约为前盖板32厚度的一半，叶片312和前盖板32通过焊接固定，定位槽321空余部分由焊缝33填充并密封。

上述焊接叶轮3的结构与工艺，解决了现有技术的铸造工艺及冲压工艺不能制造狭长流道和厚壁盖板的问题。现有技术的铸造工艺很难保证宽度不到2mm的叶轮流道的精度，轻者容易造成叶轮流道变形或宽窄不一，重者堵塞流道而严重影响泵的性能；现有技术的冲压叶轮也只能冲压板厚为1mm左右的叶轮，而低比转速多级化工泵用于精细化工及日用化工领域，必须留有1mm左右的腐蚀余量，因此冲压叶轮也不能满足要求。

低比转速自平衡多级化工泵应用于小流量高扬程的精细化工场合，其比转速小于30，流量小于15m3/h。第一径向通孔62、第二径向通孔64和中心孔63的直径取决于低比转速自平衡多级化工泵的流量，第一径向通孔62、第二径向通孔64和中心孔63形成的通道内介质的流速为3～5m/s，通道同时起到限流的作用。

滤网支架8由左右平行布置的2个圆环构成，圆环之间形成流道，滤网7套设于滤网支架8的外圆，两者之间通过点焊固定。滤网支架8和滤网7属于可选件,适用于介质含有细小颗粒的场合。

出口段4的圆柱面下部靠左侧依次连接有排渣弯管9和阀门10，排渣弯管9与出口段4的环形腔42连通。排渣弯管9和阀门10用于介质取样，同时在介质含有细小颗粒时也可用于排渣。

上述低比转速自平衡多级化工泵的工艺方法，包括以下工艺过程：设置于泵轴6上的中心孔63、第一径向通孔62和第二径向通孔64通过钻孔工艺成形，首先对泵轴6进行粗加工，再依次钻出中心孔63、第一径向通孔62和第二径向通孔64，然后使用封堵件61对中心孔63右端进行封堵并焊封，最后对泵轴6进行精加工；焊接叶轮3通过数控设备机加工成形，首先使用五轴联动数控机床分别将半开叶轮31和前盖板32加工成形，接着将半开叶轮31和前盖板32合体并进行焊接固定，然后车平焊缝，最后对口环外圆及轴孔进行精加工。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。