一种低噪音剪切泵结构的制作方法

1.本实用新型涉及流体输送设备技术领域，具体涉及一种低噪音剪切泵结构。


背景技术：

2.流体输送通常采用各类离心泵完成物料输送过程的动力提供。常见的离心泵通过叶轮的高速旋转在叶轮室内产生输送动力，其结构通常包含电机、泵轴和叶轮，泵轴的一端套在电机轴上，叶轮安装到泵轴的另一端，在叶轮外设置外壳后成型叶轮室，流体物料在叶轮室内流经转运。
3.在流体粘稠度较高时，比如乳制品行业的产品输送环境下，传统的离心泵无法提高输送动力，因此出现了剪切泵来满足市场需求。剪切泵是通过将叶轮改造为转子和定子的组合，使两者在极其狭小的空间里产生相对高速旋转和运动的一种泵结构，工作时，转子和定子之间产生强大的机械撞击力来形成剪切效果后对进入叶轮室的物料进行粉碎，使物料呈均质化输送，确保输送效率。但是实际使用过程中，对于含有较明显颗粒的物料的情况，传统的剪切泵也较难提升输送效率，并且在物料被打散过程中很容易造成较大的噪音。如在乳制品行业中，像草莓牛奶等产品不仅具有高粘稠性，还含有大量的颗粒状混合物，此类物料在输送过程中，流经狭窄的叶轮室内腔时，流量会迅速减小，为了确保输送流速和物料剪切效率，泵电机的输出将增加，因此工作时的噪音也随之增加。因此，传统的剪切泵针对这类物料无法有效提高剪切效果，虽然可以通过增加电机功率来提高剪切力，但是这类改进不仅使泵的设备体积变得较大，增加投入成本，而且还对叶轮结构材质提出更高的要求，降低叶轮的使用寿命。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于，提供一种低噪音剪切泵结构，解决以上技术问题。
5.本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：
6.一种低噪音剪切泵结构，包括泵主体，所述泵主体包括电机、泵轴和叶轮组件，所述电机通过所述泵轴连接所述叶轮组件，其中，所述叶轮组件包括叶轮室壳体、定子和转子，所述转子设有剪切流体的叶片，所述转子连接所述泵轴，所述定子罩于所述转子外，所述叶轮室壳体罩于所述定子外，所述定子上设有筛孔；
7.所述定子包括一闭合的环形的定子外罩，所述定子外罩的两端开口，所述泵轴的连接所述转子的一端从所述定子外罩的一侧开口伸入所述定子外罩的内腔后，使所述转子位于所述定子外罩的内腔，所述定子外罩的另一端开口设有一将其封闭的定子端盖，所述定子端盖通过其上的通孔连通所述泵主体的入口；
8.所述筛孔均布于所述定子外罩的环形曲面。
9.本实用新型中，定子和转子之间形成便于剪切流体的剪切工作腔，所述定子和所述叶轮室壳体之间形成便于输送流体的泵送室，所述剪切工作腔和所述泵送室组成泵主体的叶轮室；叶轮室的入口即是泵主体的入口，该入口设置于叶轮室外壳上，且位于外壳上的
正对于电机轴的位置，该设置与传统离心泵一致。工作时，流体从泵主体的入口流入后导入剪切工作腔，并从筛孔中流出后进入泵送室，流体在进入筛孔时，被高速运转的转子上的叶片剪切，使流体被打散后呈均质化，增加流体泵送的乳化效果。
10.所述转子包括圆形的转盘，所述转盘的中心设有便于连接所述泵轴的泵轴连接孔，在所述转盘的一侧盘面上围绕所述泵轴连接孔均匀设置至少两片所述叶片。
11.优选的，所述转盘的盘面上设有四片所述叶片，呈十字形布局，即是说，对向的叶片相互平行，且相邻的叶片相互垂直。
12.所述叶片的外端面设置为弧形曲面，且与所述转盘的盘面边缘齐平。该结构设置使叶片外端面靠近定子外罩的环形内壁距离更近，可在剪切力不变的情况下有效增强剪切效果。
13.所述叶片的内端面设置为内凹的弧形曲面，使得叶片的内端面的形状与泵轴的外壁配合，即是说，该内凹的弧形曲面配合泵轴的外凸弧形外壁设置，以便使叶片的内端面紧贴泵轴外壁设置，拉近两者的距离，使之间的缝隙对流体的流通形成较大的阻挡效果，避免形成较大缝隙的情况下，为流体提供流通途径后降低剪切效果。
14.所述定子的内腔包括一圆柱体内腔和一锥台形内腔，两者连通，所述锥台形内腔的锥台形结构的较小的底面与所述定子的内腔的靠近泵主体的入口一侧的开口齐平，从而使所述定子外罩的靠近泵主体入口的一侧开口呈一锥形口，且该锥形口为收拢形开口，从泵主体入口一侧观察时，该锥形口呈一外扩的喇叭形开口，该结构可将流入定子内腔的流体呈扩散形分配至定子内腔的圆柱体内腔部分，同时又可在工作时，降低流体返流至定子开口(回流时，部分流体受到锥形口内壁的阻挡)。
15.所述筛孔可设置为腰形孔，且孔型长度方向平行于所述电机轴的轴向。优选的，相邻的所述腰形孔之间的间隔距离相等。
16.所述筛孔也可设置为圆孔，且圆孔呈交错排列布局，即是说，筛孔呈平行于轴向排列的多排筛孔，相邻排的筛孔交错排列。
17.有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型在不改变电机功率的情况下，提出了一种叶轮结构改进的方法，通过将物料进入叶轮室的过程中，使其不断流经定子上的筛孔通道来提升叶轮转子的剪切效果，该过程中，优于电机出力并没有改变，因此叶轮的转子在剪切力上并没有本质提高，物料在流经筛孔通道时被筛孔的缩化效果和剪切作用分隔成小体积物料后向后泵送，而通过狭窄的筛孔时的流体更易于被打散，使得剪切效果远优于传统剪切泵，而且也由于电机输出得到控制，因此相对于传统剪切泵而言，工作噪音也得到抑制。
附图说明
18.图1为本实用新型的一种剖视结构示意图；
19.图2为本实用新型的转子的一种结构示意图；
20.图3为图2的结构在正对叶片一侧观察时的结构示意图；
21.图4为本实用新型的定子的第一种结构示意图；
22.图5为图4的一种剖视结构示意图；
23.图6为图4的立体图；
24.图7为本实用新型的定子的第二种结构示意图；
25.图8为图7的一种剖视结构示意图；
26.图9为本实用新型的一种整体结构图；
27.图10为本实用新型隐去电机后的结构的一种剖视图。
具体实施方式
28.为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，其意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列组成部件或单元的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组成部件或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它部件组成或者组成单元。
29.参照图1、图9、图10，一种低噪音剪切泵结构，包括泵主体，泵主体包括电机100、泵轴200和叶轮组件300，电机100通过泵轴200连接叶轮组件300，叶轮组件300包括叶轮室壳体301、定子302和转子303，叶轮室壳体301上设有流体入口3011和流体出口3012，叶轮室外壳301通过连接支架400连接电机100的外壳。
30.如图2所示，转子303设有剪切流体的叶片3031，转子303连接泵轴200，定子302罩于转子303外，叶轮室壳体301罩于定子302外，定子302上设有筛孔；
31.定子302包括一定子外罩3021，其为闭合环形结构，且环形结构围绕转子303一周后闭合。定子外罩3021的两端开口，泵轴200的连接转子303的一端从定子外罩3021的一侧开口伸入定子外罩3021的内腔后，使转子303位于定子外罩3021的内腔中。如图4、图5、图6所示，定子外罩3021的另一端开口设有定子端盖3022，定子端盖3022可设置为与定子外罩3021一体成型。通过定子端盖3022将定子外罩3021的另一端开口封闭，定子端盖3022通过其上的通孔连通泵主体的入口，该入口即为流体入口3011，图1示出结构中，流体入口3011标记处实际为一套管结构，其直接连通至该定子端盖上的通孔，且该套管结构外壁贴合叶轮室外壳301的前部端盖部分的开孔内壁，从而形成密封结构，流体仅能从流体入口3011直接进入定子外罩内腔；
32.定子外罩3021上的筛孔3023均布于外罩的环形曲面，筛孔连通定子外罩内腔和外界。
33.本实用新型中，定子302和转子303之间形成便于剪切流体的剪切工作腔，定子302和叶轮室壳体301之间形成便于输送流体的泵送室，剪切工作腔和泵送室组成泵主体的叶轮室；叶轮室的入口即是泵主体的入口(即流体入口3011)，该入口设置于叶轮室外壳上，且位于外壳上的正对于电机100轴的位置，该设置与传统离心泵一致，但通过套管结构直连定子端盖上的开孔。工作时，流体从泵主体的入口流入后导入剪切工作腔，并从筛孔中流出后进入泵送室，流体在通过筛孔流向泵送室过程中，被高速运转的转子303上的叶片3031剪切，使流体被打散后呈均质化，增加流体泵送的乳化效果。
34.本实用新型的转子303结构按如下设置：如图2、图3所示，转子303包括圆形的转盘
3032，转盘3032的中心设有便于连接泵轴200的泵轴连接孔3033，在转盘3032的一侧盘面上围绕泵轴连接孔3033均匀设置至少两片叶片3031。泵轴连接孔3033设有键槽。
35.在其中一些优选实施例中，转盘3032的盘面上设有四片叶片3031，呈十字形布局，该布局呈如下结构设置：对向的叶片相互平行，且相邻的叶片相互垂直，即是说其中一片叶片呈水平设置时，转过90度后的和其相邻的另一叶片呈竖直设置。其中，对向叶片可错开布局，本实用新型图2、图3示出结构即为错开布局结构。
36.本实用新型为进一步增强剪切效果，如图2所示，可将叶片3031的外端面30311设置为弧形曲面，使其与转盘3032的盘面边缘30321齐平，从而可使叶片外端面30311与筛孔面的距离设置得更接近而不用担心叶片与定子外罩内壁接触，该结构有效增强了剪切效果。
37.需要说明的是，叶片的外端面30311是指远离盘面中心的一侧端面，相对的，叶片的内端面30312则靠近盘面中心的泵轴连接孔3033。
38.本实用新型中，为确保叶片3031的设置不会形成分散流体的空隙，可按如下结构设置：叶片的内端面30312设置为内凹的弧形曲面，使得叶片的内端面30312的形状与泵轴200的外壁配合，即是说，该内凹的弧形曲面配合泵轴200的外凸弧形外壁设置，以便使叶片的内端面30312紧贴泵轴200外壁设置，拉近两者的距离，使之间的缝隙对流体的流通形成较大的阻挡效果，避免形成较大缝隙的情况下，为流体提供流通途径后降低剪切效果。
39.本实用新型的定子上的筛孔结构可设置为腰形孔或者圆孔。其中设置为腰形孔时，可按如下结构设置：如图4、图5、图6所示，定子外罩3021上的筛孔3023设置为腰形孔，且孔型长度方向平行于电机100轴的轴向。
40.在其中一些优选实施例中，相邻的腰形孔之间的间隔距离相等。
41.当筛孔设置为圆孔时，可按如下结构设置：如图7、图8所示，筛孔3023为圆孔，且圆孔呈交错排列布局，即是说，筛孔3023呈平行于轴向排列的多排筛孔，相邻排的筛孔交错排列。
42.本实用新型为提高流体进入叶轮室的效率，减轻回流作用，可按如下结构设置：如图5、图6、图8所示，定子的内腔包括一圆柱体内腔30201和一锥台形内腔30202，两者连通，锥台形内腔30202的锥台形结构的较小的底面与定子的内腔的靠近泵主体的入口一侧的开口齐平，从而使定子外罩3021的靠近泵主体入口的一侧开口呈一锥形口，且该锥形口为收拢形开口，从泵主体入口一侧观察时，该锥形口呈一外扩的喇叭形开口，该结构可将流入定子302内腔的流体呈扩散形分配至定子302内腔的圆柱体内腔部分，同时又可在工作时，降低流体返流至定子302开口(回流时，部分流体受到锥形口内壁的阻挡)。
43.综上所述，本实用新型提出了一种叶轮结构改进后的剪切泵技术改进方案，在不改变电机功率的情况下提高了剪切质量。物料进入叶轮室的过程中，在不断流经定子上的筛孔时，被高速旋转的转子上的叶片剪切打碎，物料后续泵送过程中的均质化程度较高。由于改进机构中的电机出力并没有改变，因此叶轮的转子在剪切力输出上并没有本质提高，但是物料在流经筛孔通道时相当于被挤压后重新塑形呈直径较小的结构，从而易于剪切，也降低了反作用于叶片上的作用力，相当于增强了剪切效果。
44.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述
的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。