CN103527494B - 一种用于离心泵的自吸装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于离心泵领域，具体涉及一种具备有组合式结构的用于离心泵的自吸装置。本发明包括泵体及泵轴部，泵轴部的一端布置驱动组件，泵轴部上布置叶轮部，自吸装置还包括真空自吸组件，真空自吸组件布置于泵轴部的相对于其动力驱动端所在端的另一端处，真空自吸组件的负压抽取端连通泵体出水端处，其出气端连通泵体进水端；真空自吸组件的转轴与泵轴部轴线同轴布置，自吸装置还包括用于密封泵体泵腔的隔离件，泵轴部和/或转轴与隔离件间构成轴承配合。本发明结构设计合理而实用，其操作简便，可在确保其工作效率的同时有效缩减其实际体积。

Description

一种用于离心泵的自吸装置

技术领域

本发明属于离心泵领域，具体涉及一种具备有组合式结构的用于离心泵的自吸装置。

背景技术

在船舶的给排水系统及化工行业中，离心自吸泵作为常用泵种，其使用的普遍性自不必说；而由于船舶的空间相对狭小集中和化工用泵的泵身材质的高昂性，体积紧凑而相对小巧的立式泵更是被得到广泛使用。然而，立式泵自身结构上的先天缺陷仍不容小视：由于立式泵的泵叶轮大都位于水面以上，而其在启动时又不具备或者说只具备极微弱的自吸功能，因此多在离心泵启动时，需要人为的先向其泵叶轮腔内灌水，从而使其泵叶轮腔形成真空环境，方可达到离心泵的抽吸目的，其启动步骤的繁复性显然极大的影响了其实际操作效率。后来，人们开始在现有的离心泵的基础上再设置外置真空自吸装置，以达成泵启动阶段的强自吸目的；但是，由于需要布置额外的外置真空自吸装置，不但在安装时会占用船舶有限的空间，从而使船舶或化工行业原本有限的空间更为捉襟见肘，同时真空自吸装置与离心泵间的管路布置往往杂乱不堪而难以梳理，且由于操作人员在机器启动操作时需要分心启闭两套装置，也就提高了其启动时的控制操作难度。此外，立式泵安装过程中，泵轴的轴承安装必不可少，而轴承又需要额外的轴承固定安装支座来作为其固定底座，这就势必会导致泵体轴向长度的增加，从而占用部分有限的空间并影响泵设备的运行平稳性；同时，由于轴承需要润滑和冷却，传统立式泵往往需要单独配备额外润滑冲洗系统，这些都极大的提升了整个泵系统的日常维护难度和使用成本。如何寻求一种结构简单而工作效率更高的离心泵，以解决上述结构中的诸多缺陷，为本领域技术人员所亟待解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的为解决上述现有技术的不足，提供一种结构设计合理而实用的用于离心泵的自吸装置，其操作简便，可在确保离心泵工作效率的同时有效缩减其实际体积。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

一种用于离心泵的自吸装置，包括泵体以及布置于泵体泵腔内的泵轴部，所述泵轴部的一端布置驱动组件以构成其动力驱动端，泵轴部上布置叶轮部，所述自吸装置还包括真空自吸组件，所述真空自吸组件布置于泵轴部的相对于其动力驱动端所在端的另一端处，真空自吸组件的负压抽取端连通泵体出水端处，真空自吸组件的出气端连通泵体进水端；真空自吸组件的转轴与泵轴部轴线同轴布置且泵轴部构成其转轴的动力输入轴，所述自吸装置还包括用于密封泵体泵腔的隔离件，所述隔离件位于真空自吸组件与泵轴部上的叶轮部之间布置，所述隔离件上设置有供泵轴部和/或转轴穿插安装的贯穿孔，所述贯穿孔内布置有轴承部，泵轴部和/或转轴与隔离件间构成轴承配合。

轴承部为滑动轴承，且泵轴部与转轴呈一体式泵轴结构，该一体式泵轴结构与隔离件间构成滑动轴承配合。

所述真空自吸组件为真空泵，其包括外罩壳和底板围合而成的自吸腔，自吸腔内布置自吸叶轮且自吸叶轮与一体式泵轴结构间构成同轴固接配合关系。

真空自吸组件的外罩壳构成整个立式离心泵的非驱动端泵盖，其负压抽取端和出气端开设于真空自吸组件上的用于与隔离件贴靠布置的底板处，所述隔离件上至少布置彼此独立的第一隔离腔道和第二隔离腔道，真空自吸组件上的负压抽取端经由第一隔离腔道连通于泵体出水端处，真空自吸组件的出气端经由第二隔离腔道连通于泵体进水端处。

所述底板外形呈中空阶梯轴状，轴承部外壁与中空阶梯轴状底板的孔腔间过盈配合，底板与隔离件间构成内嵌式的固接配合关系。

所述轴承部上分别贯穿开设有第一、第二孔道，所述第一孔道经连通第一隔离腔道与轴承部待润滑部位以构成轴承部的液体介质出水润滑孔，第二孔道连通第二隔离腔道与轴承部待润滑部位以构成轴承部的液体介质进水润滑孔。

所述轴承部于其内环壁处沿其轴向贯穿开设润滑槽，所述第一孔道和/或第二孔道连通至润滑槽处布置。

所述的真空自吸组件的负压抽取端与出气端均为两个且轴向贯穿中空阶梯轴状底板的大直径端板面布置，两负压抽取端和两出气端均沿底板轴线呈轴对称布置。

所述的真空自吸组件的负压抽取端孔路横截面比其出气端孔路横截面面积大20％～35％。

本发明的有益效果在于：

1)、一方面，通过真空自吸组件与泵体间的组合式同轴构造，解决了目前设置外置真空自吸装置所必然产生的制作、安装乃至维护成本上的诸多不便，由于真空自吸组件上动力轴与泵体泵轴部的同动力构造，确保了各动力部间的协作性；真空自吸组件与泵体间的动力统一化，不但整体结构能够更为简洁和紧凑，同时操作人员显然也能够更为方便的实现实际操作，进而也就保证了整个机体的实际操作效率。而另一方面，通过放弃传统结构所必不可少而又结构繁冗的轴承箱部件，而利用隔离件的设计结构，在利用隔离件实现密封泵体泵腔，并确保离心泵自身的离心真空抽取目的的同时，隔离件又可作为内置的轴承部的轴承支撑部和容纳单元而使用；轴承部于泵体泵腔处布置的全内置构造极大程度上有效减少了泵体的加工工艺，从而起到了简化离心泵的组件结构和缩减泵体轴向长度的效果；同时，隔离件作为隔离泵腔和真空自吸装置的中间隔离部，在其上设置轴承部，也更是保证了泵轴部和/或转轴的自身跨度性，避免了因泵轴部和/或转轴因跨度过大而出现工作不稳定现象，以确保其工作可靠性。

2)、此处需要预先说明的是，实际上真空自吸组件的转轴与泵体上的泵轴部间可有多种实现方式，或为泵体上的泵轴部仅仅构成真空自吸组件的动力轴，实际操作时可与转轴间自行断开或接驳，从而依靠其断接特性而实现真空自吸组件上转轴乃至自吸叶轮的按需求启闭目的；而本发明则通过两者泵轴体的一体化设计，也就是说，其直接以一根轴贯穿泵体和真空自吸组件并同时构成两者的泵轴组件，两者上的叶轮部、自吸叶轮及附属部件均依附该泵轴组件而扩展开来，其结构显然能得以更进一步的简洁化，制作、安装、装配乃至实际操作速度也能得到进一步的提升，同时结构紧凑而占用空间面积小，方便实际使用；考虑到该泵轴组件因跨度过长而出现的工作稳定性问题，也通过前述的轴承部的布置方式而加以避免，以最终确保整体结构的可靠稳定工作。

3)、考虑到目前额外设置的繁冗的外置轴承润滑装置，本发明通过预先开设的贯穿轴承部待润滑部位和第一、第二隔离腔道的孔道，从而实现在泵轴部和转轴转动时的轴承部不间断自润滑目的；该种自润滑结构的设置，有效确保了轴承部的自身持续工作性，同时结构简单而实用，维护性低而效益高。

4)、实际上，对于轴承部的实际安装结构，以其能够提供上述泵轴组件以支撑力即可。本发明通过进一步改良底板的实际构造，以将其设计为中空阶梯轴状结构，从而依靠底板的孔腔来实现对于轴承部的安置目的；这样，一方面隔离件仍间接的成为轴承部的内置轴承座而发挥其固定作用，另一方面，轴承部的实际装卸操作变为极为简单，实际操作时一旦涉及轴承部的更换维护等问题，只需直接拔出底板部件而无需整体拆卸泵体即可完成轴承部的更换维护操作，其装卸维护简单而效率高。

5)、通过真空自吸组件布置于泵体的非驱动端处，也就在前述基础上进一步的确保了真空自吸组件与泵体间一体化后的结构合理性和紧凑性；当离心泵的叶轮部开始动作时，真空自吸组件亦同时开始动作并产生自吸作用，并最终通过预先设置的各个腔道而达成其对于离心泵本体的负压自吸目的，其结构可行性好而效率高。

6)、实际实验证明，通过本发明前述的对真空自吸组件的负压抽取端孔径与其出气端孔径截面面积的限定，其自吸效率可得到显著提升，有利于更进一步的提升其实际工作效率。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为图1所示结构的A-A向剖视图；

图3为图1所示结构的B-B向剖视图；

图4为真空自吸组件与隔离件间配合后的轴承部各润滑孔道布置位置图。

图示中各标号与实际部件对应关系如下：

10-泵体20-叶轮部30-隔离件31-第一隔离腔道32-第二隔离腔道41-负压抽取端42-出气端43-外罩壳44-底板45-自吸叶轮50-轴承部51-液体介质出水润滑孔52-液体介质进水润滑孔60-管道70-一体式泵轴结构

具体实施方式

为便于理解，下面结合图1-4对本发明的具体结构及工作流程作以下描述：

如图1所示，本发明包括真空泵、泵体10、管道60。真空泵与泵体10间依次通过由泵轴部和转轴一体形成的一体式泵轴结构70串接，也即：一体式泵轴结构70的首端连接前述驱动端后，再顺延自泵体10泵腔内穿过并依靠隔离件30实现中段固定，一体式泵轴结构70的尾端构成真空泵的转轴以便固接自吸叶轮45，而一体式泵轴结构70首端与中段间的一段轴身形成泵体10内的叶轮部20的固定段。隔离件30内预先设置有彼此独立的第一隔离腔道31和第二隔离腔道32。装配时，真空泵的负压抽取端41和出气端42分别通过隔离件30内的第一隔离腔道31和第二隔离腔道32后，再依次经过预先布置好的管道60与泵体10的出水端和进水端连接。在离心泵启动前，依据真空泵本身的使用环境，可酌情预先在真空泵的自吸腔内装入少量的存水(如水环泵等就需要其自吸腔具备部分存水以达到其泵叶轮与周壁的密闭目的)；当泵启动时，安装在一体式泵轴结构70上的真空泵的自吸叶轮45开始旋转，旋转方向为P，如图2所示，此时，真空泵吸取泵体10出水端处的气体，在真空泵自吸腔内容积交替变化的作用下，如图3所示的沿第一隔离腔道31、真空泵自吸腔以及第二隔离腔道32最终将其气体排向泵体10进水端；在一体式泵轴结构70及真空泵的自吸叶轮45的不断的旋转做功下，泵体10出水端处空气不断被排除；当压力低于大气压时，水开始在大气压作用下自动进入泵体10泵腔并逐渐加满其腔体，最终完成强自吸注水流程；在离心泵的泵体10泵腔内液体介质注满并形成真空环境后，即可进行立式离心泵的泵水操作。由于一体式泵轴结构70的一体轴结构，在离心泵正式工作过程中，真空泵也是始终处于工作状态的，也即其真空泵自吸腔内是始终注满液体介质的，而与此同时，由于真空泵抽取的液体介质，其真空泵出口处压力大于进口处压力，如图4所示，因此液体介质得以通过临近真空泵的出气端42的第二隔离腔道32进入液体介质进水润滑孔52，并在润滑滑动轴承的待润滑部位后，在压力作用下由液体介质出水润滑孔51处排出至第一隔离腔道31处；滑动轴承内环壁与泵轴70外壁之间配合部位由于始终由液体介质进行液体循环润滑，从而也就实现轴承部50的自润滑与冷却循环，最终使得轴承部50始终得以依靠其自润滑结构实现其持续高效工作目的。

真空泵与泵体10间可采用如图1所示的螺栓连接，实际操作时也即真空泵的杯状外罩壳43直接构成泵体10的非驱动端泵盖，而真空泵的底板44则构成用于贴合隔离件30的贴合部，底板44上相应开设负压抽取端41和出气端42以形成真空泵内腔与隔离件30内的各隔离腔道的连接通路；真空泵自吸腔为用于容纳自吸叶轮45的非圆形凹槽结构，以形成真空泵赖以工作的容积交替变化的腔道，从而利于形成整个泵体的强自吸作用，具体可参照图2-3所示。

Claims (9)

1.一种用于离心泵的自吸装置，包括泵体(10)以及布置于泵体(10)泵腔内的泵轴部，所述泵轴部的一端布置驱动组件以构成其动力驱动端，泵轴部上布置叶轮部(20)，其特征在于：所述自吸装置还包括真空自吸组件，所述真空自吸组件布置于泵轴部的相对于其动力驱动端所在端的另一端处，真空自吸组件的负压抽取端(41)连通泵体(10)出水端处，真空自吸组件的出气端(42)连通泵体(10)进水端；真空自吸组件的转轴与泵轴部轴线同轴布置且泵轴部构成其转轴的动力输入轴，所述自吸装置还包括用于密封泵体(10)泵腔的隔离件(30)，所述隔离件(30)位于真空自吸组件与泵轴部上的叶轮部(20)之间布置，所述隔离件(30)上设置有供泵轴部和/或转轴穿插安装的贯穿孔，所述贯穿孔内布置有轴承部(50)，泵轴部和/或转轴与隔离件(30)间构成轴承配合。

2.根据权利要求1所述的用于离心泵的自吸装置，其特征在于：轴承部(50)为滑动轴承，且泵轴部与转轴呈一体式泵轴结构，该一体式泵轴结构与隔离件(30)间构成滑动轴承配合。

3.根据权利要求2所述的用于离心泵的自吸装置，其特征在于：所述真空自吸组件为真空泵，其包括外罩壳(43)和底板(44)围合而成的自吸腔，自吸腔内布置自吸叶轮(45)且自吸叶轮(45)与一体式泵轴结构间构成同轴固接配合关系。

4.根据权利要求3所述的用于离心泵的自吸装置，其特征在于：真空自吸组件的外罩壳(43)构成整个立式离心泵的非驱动端泵盖，其负压抽取端(41)和出气端(42)开设于真空自吸组件上的用于与隔离件(30)贴靠布置的底板(44)处，所述隔离件(30)上至少布置彼此独立的第一隔离腔道(31)和第二隔离腔道(32)，真空自吸组件上的负压抽取端(41)经由第一隔离腔道(31)连通于泵体(10)出水端处，真空自吸组件的出气端(42)经由第二隔离腔道(32)连通于泵体(10)进水端处。

5.根据权利要求4所述的用于离心泵的自吸装置，其特征在于：所述底板(44)外形呈中空阶梯轴状，轴承部(50)外壁与中空阶梯轴状底板(44)的孔腔间过盈配合，底板(44)与隔离件(30)间构成内嵌式的固接配合关系。

6.根据权利要求5所述的用于离心泵的自吸装置，其特征在于：所述轴承部(50)上分别贯穿开设有第一、第二孔道，所述第一孔道经连通第一隔离腔道(31)与轴承部(50)待润滑部位以构成轴承部(50)的液体介质出水润滑孔(51)，第二孔道连通第二隔离腔道(32)与轴承部(50)待润滑部位以构成轴承部(50)的液体介质进水润滑孔(52)。

7.根据权利要求6所述的用于离心泵的自吸装置，其特征在于：所述轴承部(50)于其内环壁处沿其轴向贯穿开设润滑槽，所述第一孔道和/或第二孔道连通至润滑槽处布置。

8.根据权利要求6所述的用于离心泵的自吸装置，其特征在于：所述的真空自吸组件的负压抽取端(41)与出气端(42)均为两个且轴向贯穿中空阶梯轴状底板(44)的大直径端板面布置，两负压抽取端(41)和两出气端(42)均沿底板(44)轴线呈轴对称布置。

9.根据权利要求1或2所述的用于离心泵的自吸装置，其特征在于：所述的真空自吸组件的负压抽取端(41)孔路横截面比其出气端(42)孔路横截面面积大20％～35％。