专利名称：高效旋壳泵的制作方法
技术领域：
本发明属于旋壳泵领域。
背景技术：
旋壳泵的工作方式是泵内液体随旋转泵壳同向旋转，获得动能和压力能后，再冲入静止的导流管道，沿导流管道对外输出做功。这种方式避免了泵壳与液体的无效摩擦，但除了冲入导流管道入口的液体可输出，还有部分液体冲击到导流管道入口之外的管道外壁不输出却受到阻力造成功耗。且随着旋转速度的提高，此功耗加剧会使泵效率急剧降低。
发明内容
本发明目的是提供一种不仅避免泵壳与液体间的无效摩擦，而且尽量避免旋转液体冲击导流管道的入口之外的其余部分，尽量消减旋转液体与导流器件的无效摩擦，高效率且能适应高速旋转输出高压的旋壳泵。本发明是采用如下技术方案来实现上述目的泵壳内在标准工作状态时不充满液体，而是利用输入与输出流量之间的平衡关系使泵壳内仅仅稳定维持着适量的液体存量， 适量液体旋转形成一层贴着泵壳周缘的侧内壁的筒状液体层，旋转液层的厚度稳定而且旋转液体恰好浸没导流器件的入口有效流通位置，避免液层过厚浸泡冲击其它更多静止部位，也避免液层过薄不能充分浸泡导流器件的入口，且导流器件入口处及其附近采取可减少液层表面产生的波浪冲击和降低兴波阻力的外形结构与装配方式，因而尽量消减旋转液体与导流器件的无效摩擦。本泵还可进一步改进附加输入流量调节阀、副导流器、隔离板等部件以显示旋转液层厚度是否合适和协助调节维持泵内适量的液体存量，使旋转液层厚度更加精确稳定适宜。
图1为泵剖面结构示意简2为导流器端部与导流入口立体示意3为导流器端部与导流入口主视4为导流器端部与导流入口侧剖中1、传动轴，2、旋转泵壳，3、进液管，4、导流器，5、副导流器，6、旋转动密封，7、 单向阀，8、输入流量调节阀，9、叶轮，10、导流入口，11、副导流入口，12、隔离板。图1中副导流器5、副导流入口 11各绘有两种结构形式，可任选采用其中之一，也可都采用。
具体实施例方式本旋壳泵主要部件包括传动轴1、旋转泵壳2、进液管3、导流器4、副导流器5、旋转动密封6、叶轮9、导流入口 10。还可进一步改进附加单向阀7、输入流量调节阀8、副导流入口 11、隔离板12。旋转泵壳2的一端与传动轴1固定连接，旋转泵壳2内设置有叶轮9。进液管3、 导流器4、副导流器5都可采用静止固定从旋转泵壳2外贯通入旋转泵壳2内部的管道结构。联接静止部件与旋转部件的旋转动密封6宜采用密封良好的磁流体密封轴承。进液管3设置有输入流量调节阀8。导流器4与副导流器5在旋转泵壳2内的端部分别设置有导流入口 10和副导流入口 11，导流入口 10和副导流入口 11的洞口由洞外进入洞内的方向与旋转泵壳2内液体的旋转方向一致，即洞口迎着液体旋转方向。副导流器5还设置有单向阀7，能向外输出液体，又能阻止空气和液体回流进入旋转泵壳2内。在不附加隔离板12时需要使副导流入口 11洞口距泵的轴心线垂直距离最远的部位比导流入口 10洞口距泵的轴心线垂直距离最远的部位更接近于泵的轴心线，即副导流入口 11至泵的轴心线的最长垂直距离小于导流入口 10至泵的轴心线的最长垂直距离，且副导流口 11的洞口距泵的轴心线的最长垂直距离等于贴着旋转泵壳2周缘侧内壁的旋转液体层在标准工作状态厚度适宜时的内圈表面至泵的轴心线的垂直距离。本文中泵的轴心线都是指泵的旋转轴心线。工作时传动轴1带着旋转泵壳2与叶轮9同步旋转.液体由进液管3进入叶轮9 内与旋转泵壳2同方向旋转然后流到导流区域，启动前泵内充满液体，液体旋转冲入导流入口 10与副导流入口 11内，经导流器4与副导流器5内空腔导流输出泵外。所以刚启动时导流器4与副导流器5共同向外输出液体，而标准工作状态下导流器4与进液管3流量相等，这时所输出的流量大于进液管3的输入流量，使泵内液体存量减少，少量液体在泵内叶轮9外的空间因旋转而形成一层贴着旋转泵壳2周缘的侧内壁的筒状液体层，泵内液体层外的剩余空间则因为旋转动密封6是采用密封良好的磁流体密封轴承及单向阀7的单向导通作用而成为类似真空的低压区域。当泵内液体存量减少到旋转液体仅浸满导流入口 10 洞口的最小过流截面，而不能浸泡到副导流入口 11时，副导流器5停止导流输出液体，而这时进液管3与导流器4流量相等，就可在继续工作时保持这标准适宜的液体层厚度，避免旋转液体浸泡冲击其它静止部位产生功耗，达到标准工作状态。使用输入流量调节阀8后可以在外界压强和液体黏度发生改变的情况下让进液管3和导流器4的流量在液体层厚度适宜时相等，而维持液体层的适宜厚度。其调节方式是，如泵内液体层持续超厚则副导流器5持续有液体输出，就表示进液管3的流量大于导流器4的流量，可渐渐将输入流量调节阀8流量调小，在副导流器5刚停止输出时，就表示已调节到位。不附加输入流量调节阀8时，只要导流入口 10采用适宜的口径也能在外界压强和液体黏度稳定时维持液体层的适宜厚度。不附加副导流器5时可采用在开机后暂停关闭进液管3输入，排出泵内大部分液体，然后进液管3再输入液体并且流量略小于导流器4在标准适宜液体层厚度时的输出设计流量，也能使液体层的厚度维持相对适宜。导流入口 10的洞口壁边沿呈锋利刀刃状，可减小流体阻力，导流器4内导流空腔采用渐变截面面积和形状的设计，可减小导流器4内的流体摩擦力。为减少激起波浪可减小导流器4在液体层内圈表面处的宽度，导流入口 10洞口的过流截面是有一端突出而且突出的一端宽度逐渐减小的形状，以水滴形的形状为宜，导流入口 10洞口离泵的轴心线最近的部位就在其突出的端部。挨着导流入口 10洞口离泵的轴心线最近的部位处的导流器4器体为减小迎流截面而形状薄扁，其迎流截面宽度小于导流入口 10洞口的最大宽度，其侧面的面积远大于其迎流的顶端和尾端的面积，且在迎流方向呈流线型或者添加有可降低流体阻力的整流罩。为压低兴起波浪的厚度，导流器4端部的迎流前沿随着距泵的轴心线的距离从远至近而逐渐倾斜延伸向迎流的前方，即模仿船首倾斜破浪部位通过减小被冲击部件与波浪冲击方向所成的夹角而压低波浪。上述导流器4端部的迎流前沿包括导流入口 10迎流的洞口壁边沿，还可以包括导流入口 10附近的导流器 4的迎流前沿部位。还可在旋转泵壳2内附加隔离板12，使导流入口 10与副导流入口 11分别在隔离板12的两侧，隔离板12的圆周边缘与旋转泵壳2周缘侧内壁连接闭合，隔离板12带有敞开的空洞让液体流通，其空洞距旋转泵壳2周缘侧内壁的最短距离等于其所处的泵的横截面内标准工作状态时液体层的标准适宜厚度，只在液体层超厚时液体才漫过空洞流到副导流入口 11所在的一侧，所以即使让副导流入口 11至泵的轴心线的最长垂直距离大于隔离板12空洞至泵的轴心线的最长垂直距离及导流入口 10洞口至泵的轴心线的最长垂直距离，副导流器5也只能导流液体层超厚时的过量液体，这样在附加隔离板12后副导流入口 11的可设置位置范围就加大了，设置与制作精确度要求降低了，实际应用时副导流入口 11 可尽量靠近旋转泵壳2周缘侧内壁而不接触，得到尽可能高的导流效果。为防止液体适量时导流入口 10在局部激起浪花误溅过隔离板12空洞，在隔离板12空洞边沿可添加防浪挡沿，挡沿伸出隔离板12 —段距离，挡沿与隔离板12及旋转泵壳2周缘侧内壁之间不闭合只有栏杆式局部连接便于液体流通，且挡沿将隔离板12空洞遮住一部分。这样只有液体存量真正超量时，才可能漫过隔离板12的空洞，流到安装副导流入口 11的一侧被副导流器5导流输出。显然前述副导流器5也可改用在旋转泵壳2的壳体接通随旋转泵壳2旋转的排液通道的结构方式来替换，只要排液通道只在液体层超厚时及时有效地排出过量液体即可。 这样在不附加隔离板12时则需副导流器5有一处过流截面位置如此所述从此过流截面内至泵的轴心线的最长垂直距离小于导流入口 10洞口至泵的轴心线的最长垂直距离，等于贴着旋转泵壳2周缘侧内壁的液体层在标准厚度时的内圈表面至泵的轴心线的垂直距离， 且小于或等于副导流器5其余所有过流截面内至泵的轴心线的最长垂直距离。副导流入口 11至泵的轴心线最长的垂直距离不小于贴着旋转泵壳2周缘侧内壁的液体层在标准厚度时的内圈表面至泵的轴心线的垂直距离为宜，可以比导流入口 10洞口距泵的轴心线最长垂直距离更长。而在附加隔离板12后则需副导流器5有一处过流截面位置如此所述从此过流截面内至泵的轴心线的最长垂直距离大于或等于隔离板12空洞至泵的轴心线的最长垂直距离，且小于或等于副导流器5其余所有过流截面内至泵的轴心线的最长垂直距离。 排液通道宜采用带有拱形的弯曲管道，工作旋转时其弯曲段内的积液产生压力可防止空气回流入泵内，作用等于给副导流器5安装单向阀7。叶轮9在本泵内可设置于旋转泵壳2任意端面，本文附图仅绘有设置在连接传动轴1的那一端端面的形式。进液管3以接入叶轮9内为宜。叶轮9可采用开式结构也可采用中间一部分局部封闭而其余部位敞开的半闭式结构，还可采用与泵内导流工作区域之间仅以通道流通的闭式结构。采用开式结构、半闭式结构和通道口径偏大的闭式结构时，叶轮 9在工作状态不充满液体。采用通道流通口径偏小的闭式结构时，叶轮9在工作状态可充满液体与仅有单薄液体层的导流区域形成压力差，液体会对泵壳局部产生冲刷造成一些摩擦功耗，但可利用压力差造成的冲刷速度来提高液体旋转速度，从而提高输出压力。采用闭式结构时还可将输入流量调节阀8改设置于叶轮9的通道而不设置于进液管3。本泵还可添加以下特征本泵还可采用电子元件传感监测液体层厚度，也可采用透明泵壳直接展现液体层厚度，而配合指导输入流量调节阀8的调节运用。
本泵工作时虽有大量低压区域却有独特的抗汽蚀功能。通常汽蚀发生的主要条件是泵内不停产生暂时的低压汽泡区域与高压液体区域相混杂，当高压区域的液体快速挤入填补汽泡时，产生爆发式具破坏力的冲击。尤其是在汽泡附在器件表面，当高压液体高速冲入汽泡将汽泡填满挤灭时，对器件原先被汽泡覆盖部位产生剧烈冲击，而被冲击部位的周围全被高压且高速会聚拢来的液体所约束，使柔性的液体冲击也难以向外围扩散开影响范围，冲击能量非常集中地对被冲击中心位置造成损害。本泵工作时泵内大部分区域仅有单薄的旋转液体层，主要是将液体动能输送到导流器4内转化为压力能，泵壳内的压强并不高，在单薄液体层之中空间有限发生汽蚀的冲击幅度很小，汽蚀危害不大。而在单薄的旋转液体层之外，缺乏高压区域，且以低压汽泡区域为主要区域致使液体难以对受冲击部位完成紧密集约的合围式冲击。工作时泵内仅有单薄的液体层使泵壳受离心力较小而可采用较为轻薄型的设计，便于制作又节约材料。本泵消减了导流器件与液体的无效摩擦而提高效率，能适应高速旋转输出高压，且适宜输出高粘度液体。
权利要求
1.一种旋壳泵，主要构成部件包括旋转泵壳(2)、进液管(3)、导流器(4)等部件，静止固定且内有空腔的导流器(4)从旋转泵壳(2)外贯通入旋转泵壳(2)内，导流器(4)在旋转泵壳(2)内的端部设置有导流入口(10)，其特征在于导流器(4)接在导流入口(10)洞口离泵的轴心线近的一端处的器体的迎流截面宽度小于导流入口(10)洞口的最大宽度。
2.根据权利要求1所述的旋壳泵，其特征在于所述的旋壳泵还设置有副导流器(5) 贯通旋转泵壳(2)内部与外部的空间，副导流器(5)只在导流入口(10)工作区域的旋转液体层厚度超过标准适宜厚度时导流输出液体。
3.根据权利要求2所述的旋泵，其特征在于所述的副导流器(5)固定静止，且副导流器(5)顶端的副导流入口(11)洞口迎着液体旋转方向。
4.根据权利要求2所述的旋壳泵，其特征在于所述的副导流器(5)是接通在旋转泵壳(2)的壳体随旋转泵壳(2)旋转的排液通道。
5.根据权利要求1或3或4所述的旋壳泵，其特征在于所述的副导流入口(11)与导流入口(10)分别分布在隔离板(12)的两侧，隔离板(12)带有敞开流通的空洞。
6.根据权利要求5所述的旋壳泵在于所述的隔离板(12)的空洞边沿设置有防浪挡沿，挡沿与隔离板(12)之间不闭合，且挡沿可将隔离板(12)空洞遮住一部分。
7.根据权利要求1所述的旋壳泵在于所述的导流器(4)端部的迎流前沿随着其距泵的轴心线的距离从远至近而逐渐倾斜延伸向迎流的前方。
8.根据权利要求1所述的旋壳泵，其特征在于导流入口(10)洞口的过流截面是有一端突出而且突出的一端宽度逐渐减小的形状，导流入口(10)洞口离泵的轴心线最近的部位就在其突出的端部。
9.根据权利要求1所述的旋壳泵，其特征在于所述的旋转泵壳(2)采用了透明材料。
10.根据权利要求1所述的旋壳泵，其特征在于所述的旋壳泵设置有输入流量调节阀⑶。
全文摘要
本发明属于旋壳泵技术领域。构成包括传动轴、旋转泵壳、叶轮、进液管、导流器、副导流器、流量调节阀、单向阀、旋转动密封、隔离板等部件。泵内以流量平衡的方式稳定维持着适量的液体存量，适量液体旋转形成一层贴着泵壳周缘的侧内壁的液体层，液层的厚度稳定仅浸没导流入口的洞口，而避免浸泡冲击其它静止部件，且导流器入口处及其附近采取可减少液层表面波浪冲击和降低兴波阻力的外形结构与装配方式而尽量消减旋转液体与导流器件的无效摩擦。本泵适宜高速旋转高效输出高压且适宜输送高粘度液体。
文档编号F04D29/40GK102182705SQ20091021529
公开日2011年9月14日 申请日期2009年12月30日 优先权日2008年12月30日
发明者王梦川 申请人:王梦川