一种新型无轴静音磁力传动旋壳泵

1.本发明涉及一种旋壳泵，尤其是涉及一种用于石油化工、造纸、食品等领域流体输送的新型无轴静音磁力传动旋壳泵。


背景技术：

2.旋壳泵是一种单级的、悬臂式小流量高扬程的泵，目前主要运用在石油化工、造纸、食品等领域，用于输送清洁的液体或含固体颗粒的液体。此后，旋壳泵因其结构简单、体积小、运行稳定、转速低、抗汽蚀性能良好、密封性能好，及其在这些领域的良好声誉和强劲的后续发展，使它获得了更广泛的应用。旋壳泵目前已经成为汽车制造业钻孔冲洗系统输液泵、碳黑生产线供料泵，并已成为化学工厂深井废料处理领域的首选设备，食品加工、制造业车间以及造纸工业等高压清洗系统的标配设备。
3.在这些实际的工程应用中这种单吸、悬臂式的旋壳泵已经拥有了非常出色的性能，但我们在实际使用的过程当中也发现了其存在的不足，这种电机与泵体一起的结构在安装使用时仍然具有较大的体积和安装空间，尤其轴向尺寸因电机的存在较长。同时由于采用机械密封，在输水的过程中存在泄漏。在这样的技术背景下和结合实际生产遇到的问题，针对这种旋壳泵的不足，做出了一些技术上的改进和优化，本发明人发明了一种新型无轴静音磁力传动旋壳泵。


技术实现要素：

4.为了克服背景技术中现有旋壳泵的不足，本发明的目的在于提供一种新型无轴静音磁力传动旋壳泵，可用于石油化工、造纸、食品等领域。本发明与传统的旋壳泵相比，该装置取消电机驱动，采用磁力驱动，有效减少旋壳泵的重量和整体轴向长度，尺寸更小，重量更轻。
5.本发明采用的技术方案是：
6.本发明包括轴承箱、主轴、线圈绕组、永磁磁钢、转子腔壳、集流管、叶轮和泵壳体；泵壳体内布置转子腔壳，转子腔壳的外周面镶嵌有永磁磁钢，和永磁磁钢圆周对应的泵壳体的内周面镶嵌有线圈绕组；泵壳体一端外壁连接安装轴承箱，轴承箱内布置主轴，主轴端部伸入到泵壳体内和转子腔壳的一端同轴固定连接，转子腔壳另一端可旋转地和泵壳体连接；转子腔壳内部空腔中安装有集流管，集流管包括轴部和径部，轴部从泵壳体另一端伸入到转子腔壳内，轴部和主轴同轴布置但不相连，轴部在伸入到转子腔壳内的末端连接径部，径部相垂直于轴部且从轴部端部起沿径向方向延伸布置，轴部和径部相连接形成l形；
7.转子腔壳内腔中固定设有叶轮，叶轮同轴通过水润滑轴承活动套装在集流管的轴部上，叶轮的外周边缘固定连接于转子腔壳的内周面，使得转子腔壳和叶轮形成整体并绕集流管轴部旋转；泵壳体外侧开设进液口，在进液口和水平环形流道之间的泵壳体上设置有用于连通进液口和水平环形流道的进口段壁面；转子腔壳内腔作为转子腔，转子腔壳在设置主轴一侧的内端面和叶轮之间具有间隙作为叶轮环形流道，叶轮环形流道和水平环形
流道连通，叶轮外周边缘部位和转子腔壳内周面开设沿圆周间隔布置的通槽，通过通槽使得叶轮环形流道和转子腔连通，水平环形流道经叶轮环形流道和转子腔连通。
8.所述的集流管径部位于转子腔壳的转子腔中，集流管径部的末端沿切向垂直弯折形成弯折部，集流管弯折部垂直弯折的切向方向与由转子腔壳和叶轮形成的整体绕集流管轴部旋转的时针切向方向相反。
9.所述的集流管的内部开设有中空通道，中空通道从集流管的轴部经由径部连通到弯折部，且中空通道的两端均分别贯穿出集流管轴部和弯折部的端面；中空通道贯穿出集流管轴部端面的一端作为旋壳泵的出液口。
10.所述的旋壳泵依靠外接三相电源通过电线与线圈绕组相连，在永磁磁钢处形成一个围绕泵壳体的环形旋转变化磁场，驱动转子腔壳中的永磁磁钢旋转，进而带动永磁磁钢旋转，进而带动转子腔壳和叶轮整体旋转。
11.所述的轴承箱的顶部开设有注油通孔，注油通孔处安装有油塞，轴承箱的底部安装有油标。
12.所述转动结构组件中的转子腔壳和叶轮是一体铸造而成。
13.所述的进口段壁面作为流体介质的流道，表面做光滑处理并做防腐蚀处理。
14.所述的转子腔壳和泵壳体之间通过线圈绕组和永磁磁钢的磁力传动连接，即给线圈绕组通电，通过线圈绕组产生磁场驱动永磁磁钢旋转，进而带动转子腔壳在泵壳体中旋转。
15.在转子腔壳另一端开设通孔，使得集流管穿设过转子腔壳通孔布置，集流管和转子腔壳通孔之间具有环形间隙作为水平环形流道。
16.所述的旋壳泵用于石油化工、造纸、食品等领域流体输送。
17.本发明的整个泵组主要由主轴、轴承箱、机械密封、泵壳体、转子腔、集流管和叶轮组成。其中转子腔壳的外周向镶嵌有永磁磁钢，线圈绕组安装在泵壳体中。旋壳泵依靠外接三相电源通过电线与线圈绕组相连形成一个围绕泵壳体的环形旋转变化磁场，驱动转子腔壳中的永磁磁钢旋转，又由于叶轮与转子腔壳相连，进而带动叶轮运行，流体经叶轮增速加压后，从集流管出液口流出。
18.所述的轴承箱内含有油塞和油标等零件，润滑油让主轴在旋转的过程中很好的润滑和散热，同时让轴承对主轴能够更好的支撑和转动。
19.所述的主轴并未与电机相连，取消电机驱动，采用磁力驱动，有效减少旋壳泵的重量和整体轴向长度，尺寸更小，重量更轻。
20.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
21.本发明的旋壳泵取消电机驱动，采用无轴电磁驱动，有效减少旋壳泵的重量和整体轴向长度，尺寸更小，重量更轻，具有超高扬程(单级扬程达到500m以上)。相比于传统的电机驱动，无轴电磁驱动泵可以降低噪声，改善内部流态，减少流动损失。
附图说明
22.图1是本发明的剖视图；
23.图2是集流管的三维图；
24.图3是叶轮剖视图。
25.图中：1、油塞，2、轴承箱，3、主轴，4、轴承，5、油标、6、线圈绕组、7、永磁磁钢，8、转子腔壳，9、集流管，10、叶轮，11、水润滑轴承，12、填料密封，13、出液口，14、水平环形流道，15、进口段壁面，16、进液口，17、转子腔，18、泵壳体。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
27.如图1所示，泵包括轴承箱2、主轴3、线圈绕组6、永磁磁钢7、转子腔壳8、集流管9、叶轮10和泵壳体18。
28.泵壳体18内布置转子腔壳8，转子腔壳8的外周面镶嵌有环形的永磁磁钢7，线圈绕组6安装在泵壳体18中，和永磁磁钢7圆周对应的泵壳体18的内周面镶嵌有环形的线圈绕组6，转子腔壳8和泵壳体18之间通过线圈绕组6和永磁磁钢7的磁力传动连接，即给线圈绕组6通电，通过线圈绕组6产生磁场驱动永磁磁钢7旋转，进而带动转子腔壳8在泵壳体18中旋转。
29.泵壳体18一端外壁同轴连接安装轴承箱2，轴承箱2内同轴通过轴承4布置主轴3，主轴3端部伸入到泵壳体18内和转子腔壳8的一端同轴固定连接，转子腔壳8外壁通过螺钉与主轴3连接，转子腔壳8另一端通过填料密封12可旋转地和泵壳体18连接。
30.转子腔壳8内部空腔中安装有集流管9，集流管9外内腔中安装有转子腔壳8，集流管9包括轴部和径部，轴部从泵壳体18另一端固定伸入到转子腔壳8内，轴部和主轴3同轴相对布置但不相连轴部在伸入到转子腔壳8内的末端连接径部，径部相垂直于轴部且从轴部端部起沿径向方向延伸布置，轴部和径部的一端相连接形成l形；转子腔壳8内腔中固定设有叶轮10，如图3所示，叶轮10同轴通过水润滑轴承11活动套装在集流管9的轴部上，叶轮10的外周边缘固定连接于转子腔壳8的内周面，使得转子腔壳8和叶轮10形成整体并绕集流管9轴部旋转。
31.泵壳体18外侧下部开设进液口16，在转子腔壳8另一端开设通孔，使得集流管9穿设过转子腔壳8通孔布置，集流管9和转子腔壳8通孔之间具有环形间隙作为水平环形流道14，这样转子腔壳8同轴于套装集流管9的轴部外，在进液口16和水平环形流道14之间的泵壳体18上设置有用于连通进液口16和水平环形流道14的进口段壁面15。
32.转子腔壳8内腔作为转子腔17，叶轮10与转子腔壳8在和主轴3连接的另一端内端面之间具有间隙作为叶轮环形流道，叶轮环形流道和水平环形流道14连通，叶轮10外周边缘部位和转子腔壳8内周面开设沿圆周间隔布置的通槽，通过通槽使得叶轮环形流道和转子腔17连通水平环形流道14经叶轮环形流道和转子腔17连通；
33.流体从进液口16流入后在进口段壁面15的引导作用下，流入到内壳沿集流管9轴部的水平环形流道14中，再经水平环形流道14流入到转子腔壳8中。
34.如图2所示，集流管9径部位于转子腔壳8的转子腔17中，集流管9径部的末端沿切向垂直弯折形成弯折部，集流管9弯折部垂直弯折的切向方向与由转子腔壳8和叶轮10形成的整体绕集流管9轴部旋转的时针切向方向相反。
35.集流管9的内部开设有中空通道，中空通道从集流管9的轴部经由径部连通到弯折部，且中空通道的两端均分别贯穿出集流管9轴部和弯折部的端面；中空通道贯穿出集流管9轴部端面的一端作为旋壳泵的出液口13，转子腔17中的流体经集流管9弯折部端面的中空
通道入口流入，从集流管9轴部端面的中空通道的出液口13流出。
36.集流管通过机械密封的方式防止流体介质的泄露。机械密封主要是指集流管和转子之间的结构，这就防止了在运行的流体的泄露，密封的可靠性很好。
37.泵壳体18套装在转子腔壳8外，泵壳体18内表面和转子腔壳8外表面通过磁力传动连接。旋壳泵依靠外接三相电源通过电线与线圈绕组6相连，在永磁磁钢7处形成一个围绕泵壳体18的环形旋转变化磁场，驱动转子腔壳8中的永磁磁钢7旋转，进而带动永磁磁钢7旋转，进而带动转子腔壳8和叶轮10整体旋转，转子腔壳8内的流体经叶轮蜗壳增速加压后，从集流管出液口流出。这样实现了无轴电磁驱动，实现了降低噪声和改善内部流态减少流动损失。
38.轴承箱2的顶部开设有用于轴承箱2向轴承箱2注油的注油通孔，注油通孔处安装有油塞1，轴承箱2的底部安装有用于监测轴承箱2内油量的油标5，这样可以更加方便润滑油的添加和监测。
39.转动结构组件中的转子腔壳8和叶轮10是一体铸造而成。进口段壁面15作为流体介质的流道，表面做光滑处理并做防腐蚀处理。
40.具体实施中，如图1所示，本发明的工作过程如下：
41.首先将旋壳泵安装到管路中调试完毕之后，给线圈绕组通入三相交流电，这样会在线圈绕组中形成一个围绕泵壳体的环形旋转变化磁场。当转子腔壳外周向的永磁钢铁感应到其变化磁场后会产生感应电流，在磁场中受洛伦兹力作用进行旋转，因永磁钢铁镶嵌在转子腔壳的外周向且叶轮和转子腔壳相连，所以带动叶轮整体进行旋转。流体在进口段壁面的引导下，通过叶轮的离心力的作用下进入高速同步旋转的转子腔，使得转子腔内四周的液体具有很高的压力，高速的液体流入静止的集流管中，集流管相当于普通离心泵的压水室，具有扩压作用，将速度能转化为压力能，最终通过集流管的出液口输出高压液体。
42.由此实施过程可见，本发明通过电磁驱动实现无轴驱动，提高旋壳泵整体的静音效果，同时使流场的流态更好；取消传动的电机，使得整体泵组的尺寸更小，重量更轻。