一種新型旋渦泵的製作方法
2023-10-10 07:12:54
本發明屬於機械製造技術領域，涉及一種泵，特別涉及一種新型旋渦泵。
背景技術：
泵是一種輸送流體或使流體增壓的機械，它可以將原動機的機械能或其他外部能量傳送給液體，使液體能量增加，旋渦泵是泵中的一種，其主要在造船、輕紡、機械製造、水產養殖、農業遠程噴灌等方面有廣泛的應用，旋渦泵具有體積小、重量輕的特點，但由於旋渦泵結構簡單、加工比較容易實現，造成現有市場上的旋渦泵型號和種類比較多，聲音大是現有旋渦泵的普遍存在的一個問題，旋渦泵在啟動的過程中，當葉輪與泵體或支架接觸時，就會產生尖銳的摩擦聲，同時葉輪的結構造就了葉輪的摩擦阻力會很大，如果與泵頭或支架的接觸面積比較大，就會出現卡死，水泵不能運行的狀態。隨著綠色環保，節能減排的發展新方向的要求，安裝便捷無異響旋渦泵的問世和推廣勢在必行。
技術實現要素：
本發明的目的是針對現有技術中存在的上述問題，提供了一種無卡滯、低噪音的新型旋渦泵。
本發明的目的可通過下列技術方案來實現：一種新型旋渦泵，包括電機、泵體以及連接泵體與電機的支架，所述的電機上設置有傳動軸，所述的傳動軸軸向穿過支架伸入泵體內部，所述的泵體內設置有與傳動軸相配合的葉輪,所述的泵體內由吸液腔、排液腔以及供葉輪設置的流道腔組成，所述的泵體上設置有分別與吸液腔和排液腔相連通的進水口與出水口，吸液腔與排液腔之間設置有隔牆將其隔離，所述流道腔內設置有與隔牆相連接的封水環，其特徵在於，所述的封水環的內圓周壁上設置有朝葉輪方向軸向凸起的防卡滯凸環，所述的支架的內端面上也設置有朝葉輪方向軸向凸起的的防卡滯凸環。所述的兩個防卡滯凸環與葉輪之間均留有0.05毫米到0.15毫米的間距之間。
在上述的一種新型旋渦泵中，所述的防卡滯凸環高於封水環端面的凸起高度l為0.01毫米至0.15毫米之間。所述的防卡滯凸環的徑向寬度d為1毫米到5毫米之間。
在上述的一種新型旋渦泵中，所述泵體上的防卡滯凸環與封水環之間一體成型或分體鑲嵌，所述支架上的防卡滯凸環與支架之間一體成型或分體鑲嵌。
在上述的一種新型旋渦泵中，所述的防卡滯凸環分體鑲嵌時可通過不鏽鋼，碳化矽，陶瓷等耐磨性材料加工成型。使得防卡滯凸環更具有靈活性和實用性。
在上述的一種新型旋渦泵中，所述隔牆位於排液腔一側的底部具有隔舌，所述的隔舌通過圓弧過渡，且圓弧的半徑r在1毫米到1.5毫米之間。當泵體管路封閉、關死的時候，泵腔裡的水流能量聚集，泵腔壓力變大，水流不斷衝擊隔舌，將泵體隔舌部位設置成圓弧可以減少水流衝擊時產生的噪聲。
在上述的一種新型旋渦泵中，所述的隔舌底部與排水腔側壁形成供水流通過的喉部，所述喉部的寬度k為15毫米到17毫米。通過增大喉部寬度，增大腔體內水泵的水與空氣的接觸面積，增大水裡面的溶解的空氣的排放速度，從而增大水泵的吸程。
一種新型旋渦泵，包括電機、泵體以及連接泵體與電機的支架，所述的電機上設置有傳動軸，所述的傳動軸軸向穿過支架伸入泵體內部，所述的泵體內設置有與傳動軸相配合的葉輪,所述的泵體內由吸液腔、排水腔以及供葉輪設置的流道腔組成，所述的泵體上設置有分別與吸液腔和排液腔相連通的進水口與出水口，吸液腔與排液腔之間設置有隔牆將其隔離，所述流道腔內設置有與隔牆相連接的封水環，其特徵在於，所述的葉輪包括輪體以及若干周向均勻分布於輪體兩端面的葉輪片，所述的輪體上分別朝向泵體封水環與支架端部的兩端面處均設置有軸向凸起的配合圓環。
在上述的一種新型旋渦泵中，所述的配合圓環的軸向尺寸h為0.01毫米到0.15毫米之間，所述的配合圓環的徑向寬度w為1毫米到5毫米之間，所述的配合圓環與封水環和支架的內端面之間均留有0.05毫米到0.15毫米的間距。
在上述的一種新型旋渦泵中，所述的葉輪與傳動軸之間通過間隙配合相連接。用間隙配合的連接方式來替代傳統過盈配合的連接方式，提高葉輪在裝配過程中的配合精度，降低葉輪在裝配過程中變形的風險，提高旋渦泵工作時的穩定性。
與現有技術相比，本新型旋渦泵具有以下優點:
1、本新型旋渦泵在泵體封水臺與支架上設置有防卡滯凸環，葉輪在工作時可以減少葉片因摩擦造成的噪聲，提高旋渦泵的降噪性能。
2、本新型旋渦泵的隔舌於排水腔一側的底部通過圓弧過渡，當泵腔裡的水流能量聚集壓力變大時，可以減少水流衝擊時產生的噪聲。
3、本新型旋渦泵通過增大喉部寬度，增大腔體內水泵的水與空氣的接觸面積，增大水裡面的溶解的空氣的排放速度，從而增大了旋渦泵的吸程。
4、本新型旋渦泵的葉輪與傳動軸之間通過間隙配合相連接。用間隙配合的連接方式來替代傳統過盈配合的連接方式，提高葉輪在裝配過程中的配合精度，降低葉輪在裝配過程中變形的風險，提高旋渦泵工作時的穩定性。
附圖說明
圖1是本新型旋渦泵的整體結構剖視圖。
圖2是本新型旋渦泵泵體的結構剖視圖。
圖3是本新型旋渦泵泵體的側部剖視圖。
圖4是本新型旋渦泵支架的結構剖視圖。
圖5是本新型旋渦泵葉輪的結構示意圖。
圖中，1、電機；2、泵體；3、支架；4、傳動軸；5、葉輪；6、吸液腔；7、排液腔；8、流道腔；9、進水口；10、出水口；11、隔牆；12、封水環；13、防卡滯凸環；14、隔舌；15、喉部；16、輪體；17、葉輪片；18、配合圓環。
具體實施方式
以下是本發明的具體實施例並結合附圖，對本發明的技術方案作進一步的描述，但本發明並不限於這些實施例。
實施例1
如圖1、2、3、4所示，本新型旋渦泵包括電機1、泵體2以及連接泵體2與電機1的支架3，泵體2可以採用普通ht200鑄鐵，電機1上設置有傳動軸4，傳動軸4軸向穿過支架3伸入泵體2內部，泵體2內設置有與傳動軸4相配合的葉輪5,泵體2內由吸液腔6、排水腔以及供葉輪5設置的流道腔8組成，泵體2上設置有分別與吸液腔6和排液腔7相連通的進水口9與出水口10，吸液腔6與排液腔7之間設置有隔牆11將其隔離，流道腔8內設置有與隔牆11相連接的封水環12，封水環12的內圓周壁上設置有朝葉輪5方向軸向凸起的防卡滯凸環13，支架3的內端面上也設置有朝葉輪5方向軸向凸起的的防卡滯凸環13，防卡滯凸環13的設置降低了卡滯現象的產生，同時也達到了很好的降噪效果，對於封水環12上設置的防卡滯凸環13，我們以0.5hp(370w)的水泵為例進行驗證，當葉輪片17數量為36片，葉輪5旋轉時葉輪片17與支架3摩擦產生摩擦係數μ葉輪片為葉輪5封水環12與支架3摩擦產生的摩擦係數μ封水環的36倍，假設μ封水環＝0.3，葉輪5與支架3卡滯時受到的軸向力f軸＝5n，葉輪片17到轉軸中心的距離d葉輪片＝0.05m，封水環12到轉軸中心的距離為d封水環＝0.031m，則封水環12與支架3接觸所產生的摩擦力為:
f封水環＝μ封水環f傳動軸＝0.3×5n＝1.5n。
轉子所需的扭矩為:
t封水環＝f封水環d封水環＝1.5n×0.05m＝0.075n.m。
葉輪片17與支架3接觸所產生的摩擦力:
f葉輪片＝36μ封水環f傳動軸＝36×0.3×5n＝54n。
轉子所需的扭矩為：
t葉輪片＝f葉輪片d葉輪片＝54n×0.031m≈1.68n.m。
水泵額定扭矩：
t額＝9550×p/n＝9550×0.37kw/2850≈1.24n.m。
假設水泵最大啟動扭矩是額定扭矩的1.5倍，水泵最大啟動扭矩：
t最大＝1.5×9550×p/n＝1.5×9550×0.37kw/2850≈1.86n.m。
可見：
t封水環＜t額＜t最大，t額＜t葉輪片＜t最大。
當葉輪5與支架3卡滯時受到的軸向力f軸＝6n時，葉輪5封水環12與支架3接觸所產生的摩擦力為：
f封水環＝μ封水環f傳動軸＝0.3×6n＝1.8n。
轉子所需的扭矩為：
t封水環＝f封水環d封水環＝1.8n×0.05m＝0.09n.m。
葉輪片17與支架3接觸所產生的摩擦力：
f葉輪片＝36μ封水環f傳動軸＝36×0.3×6n＝64.8n。
轉子所需的扭矩為：
t葉輪片＝f葉輪片d葉輪片＝86.4n×0.031m≈2.01n.m。
可見：
t封水環＜t額＜t最大，t額＜t最大＜t葉輪片。
對支架3防卡滯凸環13進行計算驗證時，會得出與封水環12防卡滯凸環13相一致的結論，不難看出本新型旋渦泵相對與傳統旋渦泵在無卡滯、低噪音等性能上得到了很大的改進，同樣的，在封水環12上設置防卡滯凸環13這種方案也適用於其他泵中，比如潛水泵。
進一步細說，防卡滯凸環13高於封水環端面的凸起高度l為0.01毫米至0.15毫米之間。防卡滯凸環13的徑向寬度d為1毫米到5毫米。
進一步細說，泵體2上的防卡滯凸環13與封水環12之間一體成型或分體鑲嵌，支架3上的防卡滯凸環13與支架3之間一體成型或分體鑲嵌。
為了使防卡滯凸環13更具有靈活性和實用性，防卡滯凸環13分體鑲嵌時可通過不鏽鋼，碳化矽，陶瓷等耐磨性材料加工成型。
為了降低噪聲的產生，隔牆11於排液腔7一側的底部具有隔舌14，隔舌14通過圓弧過渡，且圓弧的半徑r在1毫米到1.5毫米之間。
為了增大吸程，隔舌14底部與排水腔側壁形成供水流通過的喉部15，喉部15的寬度k為15毫米到17毫米。
實施例2
如圖1、2、3、5所示，本新型旋渦泵包括電機1、泵體2以及連接泵體2與電機1的支架3，電機1上設置有電機1軸，電機1軸軸向穿過支架3伸入泵體2內部，泵體2內設置有與電機1軸相配合的葉輪5,泵體2內由洗液腔、排水腔以及供葉輪5設置的流道腔8組成，泵體2上設置有分別與吸液腔6和排液腔7相連通的進水口9與出水口10，吸液腔6與排液腔7之間設置有隔牆11將其隔離，流道腔8內設置有與隔牆11相連接的封水環12，葉輪5包括輪體16以及若干周向均勻分布於輪體16兩端面的葉輪片17，所述的輪體16朝向泵體2封水環12與支架3端部處均設置有軸向凸起的配合圓環18。對於葉輪5上配合圓環18的性能驗證，我們以0.5hp(370w)的水泵為例，葉輪片17數量為36片，葉輪5旋轉時葉輪片17與支架3或泵體2摩擦產生摩擦係數μ葉輪片為葉輪5配合圓環18與支架3或泵體2摩擦產生的摩擦係數μ配合圓環的36倍，假設μ配合圓環＝0.3，葉輪5與支架3或者泵體2卡滯時受到的軸向力f軸＝5n，葉輪片17到轉軸中心的距離d葉輪片＝0.05m，配合圓環18到轉軸中心的距離為d配合圓環＝0.031m，則葉輪5配合圓環18與支架3或者泵體2接觸所產生的摩擦力為：
f配合圓環＝μ配合圓環f軸＝0.3×5n＝1.5n。
轉子所需的扭矩為：
t配合圓環＝f配合圓環d配合圓環＝1.5n×0.05m＝0.075n.m。
葉輪片17與支架3或者泵體2接觸所產生的摩擦力：
f葉輪片＝36μ配合圓環f軸＝36×0.3×5n＝54n。
轉子所需的扭矩為：
t葉輪片＝f葉輪片d葉輪片＝54n×0.031m≈1.68n.m。
水泵額定扭矩：
t額＝9550×p/n＝9550×0.37kw/2850≈1.24n.m。
假設水泵最大啟動扭矩是額定扭矩的1.5倍，水泵最大啟動扭矩：
t最大＝1.5×9550×p/n＝1.5×9550×0.37kw/2850≈1.86n.m。
可見：
t配合圓環＜t額＜t最大，t額＜t配合圓環＜t最大。
當葉輪5與支架3或者泵體2卡滯時受到的軸向力f軸＝6n時，葉輪5配合圓環18與泵體2或支架3接觸所產生的摩擦力為：
f配合圓環＝μ配合圓環f軸＝0.3×6n＝1.8n。
轉子所需的扭矩為：
t配合圓環＝f配合圓環d配合圓環＝1.8n×0.05m＝0.09n.m。
葉輪片17與支架3或者泵體2接觸所產生的摩擦
f葉輪片＝36μ配合圓環f軸＝36×0.3×6n＝64.8n。
轉子所需的扭矩為：
t葉輪片＝f葉輪片d葉輪片＝86.4n×0.031m≈2.01n.m。
可見：
t配合圓環＜t額＜t最大，t額＜t最大＜t葉輪片。
由此可見：葉輪5配合圓環18與支架3或者泵體2接觸遠遠小於水泵啟動扭矩，而葉輪片17與支架3或者泵體2接觸產生的力比較大，葉輪片17與支架3或者泵體2稍微接觸的緊一點，水泵就完全卡滯，不會啟動。而葉輪5上的配合圓環18與支架3或者泵體2接觸啟動會比較輕鬆，不會出現水泵卡死現象。
進一步細說，配合圓環18的軸向尺寸h為0.01毫米到0.15毫米，配合圓環18的徑向寬度w為1毫米到5毫米，配合圓環18與封水環12和支架3的內端面之間均留有0.05毫米到0.15毫米的間距。
為了提高旋渦泵工作穩定性，葉輪5與傳動軸4之間通過間隙配合相連接。
本文中所描述的具體實施例僅僅是對本發明精神作舉例說明。本發明所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或採用類似的方式替代，但並不會偏離本發明的精神或者超越所附權利要求書所定義的範圍。
儘管本文較多地使用了電機1、泵體2、支架3、傳動軸4、葉輪5、吸液腔6、排液腔7、流道腔8、進水口9、出水口10、隔牆11、封水環12、防卡滯凸環13、隔舌14、喉部15、輪體16、葉輪片17、配合圓環18等術語，但並不排除使用其它術語的可能性。使用這些術語僅僅是為了更方便地描述和解釋本發明的本質；把它們解釋成任何一種附加的限制都是與本發明精神相違背的。