專利名稱：一種離心式泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種離心式泵。
公知的泵分為動(dòng)力式和容積式，動(dòng)力式泵分為離心式和特殊作用式，離心式泵一般分為軸流式、徑流式、旋渦式，本發(fā)明屬于離心式泵中的徑流式，在這類泵中都有一個(gè)葉輪，葉輪固定在轉(zhuǎn)軸上，在蝸殼中轉(zhuǎn)動(dòng)，液體自轉(zhuǎn)軸外側(cè)進(jìn)入葉輪，在葉片之間被離心加速，并從葉輪圓周處被甩出。由于蝸殼中充滿液體，葉輪在液體中運(yùn)轉(zhuǎn)，因而摩擦損失大，效率低。
由于葉輪的葉片之間越靠近圓周邊緣間隙越大，因而液體從進(jìn)入葉輪到離開，液體沿徑向的速度難以達(dá)到很高，液體壓力難以有很大的增加。而且葉輪在液體的入口處直徑較大，密封困難，因而入口和出口兩處的液體不可能存在很大的壓力差。
本發(fā)明的目的在于實(shí)現(xiàn)液體從入口到出口的增壓，并提高離心泵的效率。
本發(fā)明的基本構(gòu)想是A，用離心輪代替葉輪，離心輪可以是圓餅形或其它形狀，在其內(nèi)設(shè)有一個(gè)或多個(gè)從中心向邊緣延伸的液路，如一柱形孔。B，固定葉輪的轉(zhuǎn)軸改為空心管，液體自軸內(nèi)進(jìn)入，而不是自軸外側(cè)進(jìn)入。
本發(fā)明的基本原理是A，采用離心輪作為增壓機(jī)構(gòu)，離心輪內(nèi)有柱形或其它形狀的自離心輪中心向邊緣延伸的液體通道，離心輪高速旋轉(zhuǎn)，使液體從離心輪中心，沿離心輪內(nèi)的液體通道，到達(dá)離心輪邊緣的出口，這一過程中，實(shí)現(xiàn)了液體的增壓。B，采用軸內(nèi)進(jìn)液，使密封容易。離心輪外有一泵殼，高壓液體落在泵殼內(nèi)，泵殼和密封件使壓力得以保存。
本裝置由離心輪、轉(zhuǎn)軸及其軸承、密封件、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、泵殼組成，泵殼上有進(jìn)液口和出液口，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)通常為一電機(jī)。離心輪可以是圓餅形、圓盤形、或一簡(jiǎn)單的形狀如一根管，離心輪固定在轉(zhuǎn)軸的一端上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)使轉(zhuǎn)軸和離心輪一起轉(zhuǎn)動(dòng)。泵殼是壓力容器。
本裝置的轉(zhuǎn)軸為一空心管，離心輪內(nèi)設(shè)有從其中心向其邊緣延伸的液路，如一柱形孔，此液路與空心軸的內(nèi)孔相連通，二者組成一液體通道，其出口在離心輪的邊緣，入口是轉(zhuǎn)軸不固定離心輪的一端，除入口和出口外，此液體通道是密閉的。液體自進(jìn)液口進(jìn)入空心軸的內(nèi)腔，在離心輪內(nèi)的液路中被離心加壓，在離心輪邊緣處噴出。出口的截面積在整個(gè)封閉的液體通道中最小，因?yàn)楦鶕?jù)流體力學(xué)，在同一液路中，液體流速與管道截面積成反比。由于轉(zhuǎn)輪的直徑遠(yuǎn)大于轉(zhuǎn)軸內(nèi)孔的直徑，當(dāng)轉(zhuǎn)軸高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，液體將在離心輪出口處獲得很高的壓力。
將轉(zhuǎn)輪和轉(zhuǎn)軸放在泵殼內(nèi)，泵殼內(nèi)有固定轉(zhuǎn)軸的軸承和軸承座，軸承座與泵殼固定。轉(zhuǎn)軸的下端插入密封件內(nèi)，密封件固定在進(jìn)液口內(nèi)，這樣泵殼和密封件實(shí)現(xiàn)了泵殼內(nèi)與泵殼外的分離，使得泵殼內(nèi)液體和氣體的壓力可以遠(yuǎn)大于泵殼外的壓力。
本裝置可以提供下述兩種使用方法1、懸空式，即離心輪在氣體中運(yùn)轉(zhuǎn)。
此裝置運(yùn)轉(zhuǎn)前的初始狀態(tài)是泵殼內(nèi)充滿氣體，開始工作后液體從入口處進(jìn)入轉(zhuǎn)軸內(nèi)空心，經(jīng)轉(zhuǎn)輪內(nèi)的液體通道，在轉(zhuǎn)輪邊緣處被甩出，落在泵殼內(nèi)，在出液口噴出，開始時(shí)，泵殼內(nèi)壓力較小，液體進(jìn)入的速度大，液體流出的速度較小，泵殼內(nèi)的壓力增大，使得進(jìn)液速度降低，流出速度增大，一定時(shí)間后達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。
運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，在泵殼內(nèi)存在兩種介質(zhì)，液體和氣體，因重力作用，液體在下，氣體在上，由于轉(zhuǎn)軸豎向放置，離心輪固定在轉(zhuǎn)軸的上端，離心輪一直工作在氣體內(nèi)，因而摩擦損耗小。液體壓力的增加等于液體的體積與氣體體積的比值。為了達(dá)到更大的壓力，在泵殼內(nèi)離心輪下面的體積占泵殼內(nèi)整個(gè)體積的比例應(yīng)足夠大。因而可在本裝置泵殼內(nèi)的上部可設(shè)一略大于離心輪的腔體，離心輪在腔體內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。
此裝置運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)液體與氣體的分離是由于重力作用，因而本置應(yīng)豎向放置。為了泵殼的穩(wěn)定放置，泵殼下可設(shè)底座或泵殼安裝在一底座上。
當(dāng)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)速變小或轉(zhuǎn)軸停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，泵殼內(nèi)的氣體會(huì)沿液體通道排出泵殼外，此時(shí)接著運(yùn)轉(zhuǎn)，就不能實(shí)現(xiàn)壓力的增加。為了防止這種情況發(fā)生，可以設(shè)置止回閥，如單向水閥，防止轉(zhuǎn)輪內(nèi)、轉(zhuǎn)軸內(nèi)的液體倒流，從而防止泵殼內(nèi)氣體的流出。也可以設(shè)一復(fù)位裝置，如一個(gè)充氣裝置，將液體排出泵殼，讓泵殼內(nèi)充滿氣體。
此裝置能夠?qū)崿F(xiàn)多高的壓力，主要取決于兩個(gè)因素離心輪的轉(zhuǎn)速和離心輪的直徑，離心輪的轉(zhuǎn)速越高，離心輪的直徑越大，在液體通道處液體壓力越大。但要使泵殼腔體內(nèi)達(dá)到這一壓力，還要保證泵殼內(nèi)離心輪下面的體積占整個(gè)體積的比例足夠大，泵殼上的出液口與離心輪邊緣液體通道的出口大小相配合。如果前者大于后者很多，泵殼內(nèi)難以實(shí)現(xiàn)高壓，反之泵難以穩(wěn)定工作。
此裝置的優(yōu)點(diǎn)在于A效率高，由于離心輪在空氣中運(yùn)轉(zhuǎn)，離心輪在氣體中運(yùn)轉(zhuǎn)，與液體的接觸僅限于離心輪內(nèi)的截面積很小的液體通道，摩擦損耗小。
B實(shí)現(xiàn)了增壓，液體通道是密閉的，且在離心輪邊緣處的出口較小，從而壓力得到較大增加；軸內(nèi)進(jìn)水使泵殼內(nèi)外的密封變得方便，從而使壓力得到保。
2、水浸式，即離心輪在液體中運(yùn)轉(zhuǎn)。
泵殼內(nèi)是一略大于離心輪旋轉(zhuǎn)空間的腔體，離心輪安裝在此腔體內(nèi)，與懸空式泵相比，此裝置在工作過程中，離心輪可在液體中運(yùn)轉(zhuǎn)。
與懸空式泵相比，此裝置的缺點(diǎn)是摩擦損耗增大，但不應(yīng)大于普通的離心泵。
與懸空式泵相比，此裝置的優(yōu)點(diǎn)是它具有更大的使用范圍，不要求泵的豎向放置，不要求有氣體和液體兩種介質(zhì)，此裝置不再需要止回閥或復(fù)位裝置。
本發(fā)明中的離心輪可以有多種形狀，如圓片、圓盤，或簡(jiǎn)單的形式如一根管。
本發(fā)明中離心輪內(nèi)的液路可以是一條，也可以多條，可以是直的，也可以是彎曲的。
附圖
一是具體實(shí)施例1。
附圖二是具體實(shí)施例2。
具體實(shí)施例1本實(shí)施例由離心輪(1)、轉(zhuǎn)軸(2)及其軸承、密封件(3)、電機(jī)(4)、泵殼(5)組成。泵殼的下方有一進(jìn)液口(6)和出液口(7)，轉(zhuǎn)軸(2)是一空心管，離心輪內(nèi)有一從離心輪中心到邊緣的柱形孔(7)，它與空心轉(zhuǎn)軸(2)內(nèi)空腔相連，柱形孔(7)和轉(zhuǎn)軸內(nèi)空腔組成液體通道(10)，此通道(10)的入口在轉(zhuǎn)軸的下端，并與泵殼上的進(jìn)液口(6)相連，出口(9)在離心輪的邊緣，液體通道(8)除入口和出口(9)外是密閉的，泵殼(5)的上部有一略大于離心輪的柱形腔，離心輪(1)在這一柱形腔內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，泵殼(5)的下部有一凹進(jìn)去的柱形腔，在柱形腔內(nèi)裝入電機(jī)(4)，電機(jī)(4)的上方有密封件(3.a)，電機(jī)(4)的下面有密封件(3.b)和進(jìn)液口(9)。
初始狀態(tài)泵殼內(nèi)充滿氣體，本裝置工作后液體自進(jìn)液口(6)進(jìn)入電機(jī)空軸內(nèi)空腔，經(jīng)柱形孔(7)離心加壓后不斷落在泵殼(5)內(nèi)，這樣泵殼(5)內(nèi)存在液體和氣體兩種介質(zhì)，由于重力作用，液體在下，氣體在上，液體和氣體的壓力不斷增加。
液體自出液口(10)噴出，泵殼(5)內(nèi)壓力較小時(shí)，出水速度小于進(jìn)水速度，隨著泵殼(5)內(nèi)壓力的不斷增加，出水速度增加，而進(jìn)水速度變慢，二者趨于相等，整個(gè)過程中離心輪(1)在液面上。
為了便于密封，柱形腔的上部可設(shè)計(jì)成碗狀，液體首先落在碗內(nèi)，在其底部?jī)?chǔ)存到一定高度時(shí)，從碗的邊緣流進(jìn)泵殼(5)下面的腔體內(nèi)。碗的作用是，密封件(3)只需密封液體，且液體有少量的滲漏時(shí)，仍不仿礙本裝置的功能。
具體實(shí)施例2泵殼內(nèi)腔是一個(gè)略大于離心輪轉(zhuǎn)動(dòng)空間的腔體，離心輪(1)安裝在此腔體內(nèi)。其它同實(shí)施例一。
使用過程中，液體自離心輪(1)甩出后很快充滿泵殼(5)腔體，腔體內(nèi)液體的壓力等于離心輪(1)邊緣處液體的壓力，液體從泵殼(5)上的出液口(7)流出。
權(quán)利要求
1.一種離心式泵，它由轉(zhuǎn)動(dòng)體(1)、轉(zhuǎn)軸(2)及其軸承、密封件(3)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)、泵殼(5)組成，泵殼(5)上有進(jìn)液口(6)和出液口(7)，液體自進(jìn)液口(6)進(jìn)入，自出液口(7)流出，轉(zhuǎn)動(dòng)體(1)在泵殼(5)內(nèi)，并固定在轉(zhuǎn)軸上，傳動(dòng)機(jī)構(gòu)(4)驅(qū)使轉(zhuǎn)軸(2)及轉(zhuǎn)動(dòng)體(1)一起轉(zhuǎn)動(dòng)，其特征在于轉(zhuǎn)動(dòng)體(1)為一離心輪，轉(zhuǎn)軸(2)是一空心管，離心輪(1)固定在轉(zhuǎn)軸(2)的一端，轉(zhuǎn)軸(2)的另一端在進(jìn)液口內(nèi)，且有密封件實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)軸(2)與泵殼(5)的轉(zhuǎn)動(dòng)密封，離心輪(1)內(nèi)部設(shè)有從中心向邊緣徑向延伸的液路(8)，液路(8)與轉(zhuǎn)軸(2)內(nèi)空心腔相通，二者組成一液體通道(10)，其入口在進(jìn)液口內(nèi)，出口(9)在離心輪(1)邊緣，除入口和出口(9)外，該液體通道(10)是密閉的，出口(10)的截面積在此液體通道(10)中是最小的。
2.一種如權(quán)利要求1所述的離心式泵，其特征在于轉(zhuǎn)軸(2)豎向放置，離心輪(1)固定在轉(zhuǎn)軸(2)上端，且接近泵殼(5)腔體頂部，離心輪(1)下面的體積占整個(gè)泵容積的比例應(yīng)足夠大，初始狀態(tài)，泵殼(5)腔體充滿氣體，開始運(yùn)轉(zhuǎn)后，液體從進(jìn)液口(6)進(jìn)入，經(jīng)空心轉(zhuǎn)軸(2)到離心輪(1)，并被離心加壓，從離心輪內(nèi)液體通道的出口(9)飛出進(jìn)入泵殼(5)腔體，并由于重力作用而積存在泵殼(5)腔體的下端，同時(shí)，腔體內(nèi)空氣被壓縮，正常工作時(shí)，泵殼(5)內(nèi)存在液體和氣體兩種介質(zhì)，離心輪(1)一直在氣體中轉(zhuǎn)動(dòng)。
3.一種如權(quán)利要求1或2所述的離心式泵，其特征在于它還有一個(gè)止回閥，此閥門可防止液體在封閉的液體通道(10)內(nèi)倒流。
4.一種如權(quán)利要求1或2所述的離心式泵，其特征在于它還設(shè)有一個(gè)復(fù)位裝置，在需要時(shí)能使泵殼(5)內(nèi)液體流出，充滿氣體。
5.一種如權(quán)利要求1所述的離心式泵，其特征在于它的泵殼內(nèi)腔是一個(gè)略大于離心輪轉(zhuǎn)動(dòng)空間的腔體，離心輪(1)安裝在此腔體內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明給出了一種離心泵,可以實(shí)現(xiàn)很高的壓力,同公知的離心泵相比,它采用了離心輪代替葉輪,空心轉(zhuǎn)軸內(nèi)進(jìn)液代替軸外側(cè)進(jìn)液,有兩種使用方法:懸空式和水浸式,前者在工作過程中,泵殼內(nèi)存在液體和氣體兩種介質(zhì),離心輪在氣體中工作;后者離心輪可在液體中工作。
文檔編號(hào)F04D1/00GK1222653SQ99100240
公開日1999年7月14日 申請(qǐng)日期1999年1月25日 優(yōu)先權(quán)日1999年1月25日
發(fā)明者祝長(zhǎng)宇, 劉九霄, 丁式平 申請(qǐng)人:鄭州綠博實(shí)業(yè)有限公司