一種變螺距螺旋泵的製作方法

2023-08-01 18:56:36

專利名稱：一種變螺距螺旋泵的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及液體泵，尤其是小流量高揚程泵。
背景技術：
隨著國民經濟的發展和人民生活的需要，各種形式泵被廣泛應用於工業、農業、國防及城市設施，在各種形式的泵中，尤其是離心泵使用得最為普遍。因為離心泵是迴轉式機械，因此相對其他泵體積小、結構緊湊、流量連續、穩定、安裝維護較方便。但是離心泵在小流量高揚程場合，由於製造困難、效率低。因此不能使用。但是隨著工業及國防事業的發展，在很多場合需要高揚程小流量泵。當前國內外在高壓小流量場合，採用下列辦法解決1、採用高速泵。由於水泵的轉速與水泵的揚程成平方關係，因此提高泵的轉速即能獲得較高的水泵揚程，由於目前我國的異步電動機的轉速小於3000轉/分，故需要將水泵的轉速提高到10000轉/分，甚至20000轉/分以上。就需要高精度的增速箱，而高精度增速箱造價極貴，而且結構也極其複雜，安裝維修非常困難，但是為了滿足工藝流程的需要，當前在石油化工行業中採用高速泵來達到高揚程、小流量工況，而國內的高速泵價格均在10萬元/臺以上，甚至到20萬元/臺以上。
2、採用多級離心泵。當水泵流量很小時，為了達到高揚程，即採用多級泵，由於小流量泵的單級揚程只有5～8米，因此要達到揚程200米以上，即需要40級以上，故泵的結構複雜、體積大、運行可靠性差、維修極不方便。
3、採用柱塞泵。由於柱塞作往復運動，因此轉速低，體積大結構複雜、維修困難。而且其流量不能連續穩定，有脈衝現象，很多工藝流程中不能應用。如果為了達到穩定的流量，必須安裝穩壓罐，故造價高、佔地面積大。

發明內容
本實用新型的目的在於提供一種揚程高、體積小、結構簡單的液體泵。
本實用新型提供一種變螺距螺旋泵，包括泵體(1)、螺旋轉子(2)、螺旋定子(7)、轉子軸(8)、軸承(3)，螺旋定子(7)固定在泵體(1)裡，螺旋轉子(2)裝在轉子軸(8)上，置於螺旋定子(7)裡，轉子軸通過軸承(3)裝在泵體(1)裡，其特徵在於螺旋轉子(2)由入口段和工作段組成，入口段的螺距小於工作段的螺距。當轉子逆其自身螺旋方向旋轉時，螺紋對槽中液體作用力一方面推動液體克服摩擦阻力作圓周運動，將能量傳遞給定子槽中的液體，使定子槽中的液體增加能量後再返回到轉子槽中，這樣往返多次使液體沿著軸向不斷增加能量，另一方面旋轉的螺紋推動液體軸向前進，轉子螺紋和定子螺紋對液體總的軸向力形成「泵送」壓力，從而完成液體由低壓向高壓輸送。入口段的螺距小於工作段的螺距，以利於減小汽蝕餘量，提高泵的汽蝕性能。
本實用新型提供的變螺距螺旋泵，其螺旋轉子(2)的螺旋方向與螺旋定子(7)的螺旋方向製成相反，以利於提高泵的揚程。
本實用新型提供的變螺距螺旋泵，其螺旋轉子(2)入口段的螺旋升角θ0優選為6～9°，以利提高泵的汽蝕性能，工作段的螺旋升角θ優選為12～15°，以利於提高泵的揚程。
本實用新型提供的變螺距螺旋泵，其螺旋轉子(2)工作段的螺紋法向斷面齒形(如圖3所示)為螺紋深度h＝(0.5～0.7)t，t為齒距，齒頂寬b＝0.2～0.3mm，齒形斷面角α＝55～60°。
本實用新型提供的變螺距螺旋泵，其螺旋轉子(2)和/或螺旋定子(7)的螺紋可以是多頭的，以提高揚程。
本實用新型提供的變螺距螺旋泵，其螺旋轉子(2)和螺旋定子(7)的螺紋頭數Z按下式選取Z＝πDsinθ/t，式中Z取整數部分，D為螺旋轉子(2)直徑。
本實用新型提供的變螺距螺旋泵，其螺旋轉子(2)可以由對稱的兩個入口段和兩個工作段組成，以自身平衡液流的軸向力。
本實用新型提供的變螺距螺旋泵，其泵體(1)可以具有軸承冷卻室(9)，其腔裡存貯流動的冷卻流體。
本實用新型提供的變螺距螺旋泵，其螺旋定子可以有中間抽頭(5)，由此自身提供密封冷卻液冷卻密封。
本實用新型提供的變螺距螺旋泵，其泵體(1)上可以裝有風扇(10)，冷卻滾動軸承，以保證輸送高溫液體。
本實用新型提供的變螺距螺旋泵的優點在於結構簡單、使用壽命長、採用迴轉機械，可用電動機直接驅動，能獲得高揚程。


圖1是軸向吸入型高溫螺旋泵結構示意圖；圖2是雙支撐型高壓螺旋泵結構示意圖；圖3是螺紋法向斷面齒形圖。
具體實施方式
實施例1高溫螺旋泵螺旋泵的結構如圖1所示。由泵體(1)、螺旋轉子(2)、螺旋定子(7)、轉子軸(8)、軸承(3)、懸架(6)、泵支架(4)等組成。
泵體(1)裝在泵支架(4)上，螺旋定子(7)固定在泵體(1)裡，螺旋轉子(2)裝在轉子軸(8)上，置於螺旋定子(7)裡，轉子軸(8)通過軸承(3)裝在泵體(1)裡，螺旋轉子(2)由入口段和工作段組成，入口段的螺距小於工作段的螺距，轉子軸外接電機。
懸架(6)具有軸承冷卻室(9)，懸架(6)上裝有風扇(10)。可用於輸送液體溫度T＝100～350℃。
工作時，液體從泵體(1)左端入口(11)進入泵體(1)，流經螺旋轉子(2)，從泵體(1)上端出口(12)輸出。
參數如下螺旋轉子(2)直徑D＝95mm，長度L＝200mm，螺旋轉子(2)工作段螺紋頭數Z＝30，深度h＝1.8mm，齒距t＝3mm，電機功率P＝2.2kW。
實測值如下

實施例2高壓螺旋泵螺旋泵的結構如圖2所示。由泵體(1)、螺旋轉子(2)、螺旋定子(7)、轉子軸(8)、軸承(3)等組成。
螺旋定子(7)固定在泵體(1)裡，螺旋轉子(2)裝在轉子軸(8)上，置於螺旋定子(7)裡，轉子軸(8)通過軸承(3)裝在泵體(1)裡，螺旋轉子(2)由對稱的兩個入口段和兩個工作段組成，入口段的螺距小於工作段的螺距，轉子軸外接電機。
螺旋定子有中間抽頭(5)。
工作時，液體從泵體(1)下端入口(11)進入泵體(1)，分別從螺旋轉子(2)兩端流經螺旋轉子(2)，從泵體(1)上端出口(12)輸出。部分液體經中間抽頭(5)和外接通道進入密封室(9)。
參數如下螺旋轉子(2)直徑D＝155mm，長度L＝200mm，螺旋轉子(2)工作段螺紋頭數Z＝40，深度h＝2mm，齒距t＝3mm，電機功率P＝22kW。
實測值如下
權利要求1.一種變螺距螺旋泵，包括泵體(1)、螺旋轉子(2)、螺旋定子(7)、轉子軸(8)、軸承(3)，螺旋定子固定在泵體(1)裡，螺旋轉子(2)裝在轉子軸(8)上，置於螺旋定子(7)裡，轉子軸(8)通過軸承(3)裝在泵體(1)裡，其特徵在於螺旋轉子(2)由入口段和工作段組成，入口段的螺距小於工作段的螺距。
2.按照權利要求1所述的變螺距螺旋泵，其特徵在於所述的螺旋轉子(2)的螺旋方向與螺旋定子(7)的螺旋方向相反。
3.按照權利要求1所述的變螺距螺旋泵，其特徵在於所述螺旋轉子(2)入口段的螺旋升角θ0為6～9°，工作段的螺旋升角θ為12～15°。
4.按照權利要求1所述的變螺距螺旋泵，其特徵在於所述的螺旋轉子(2)的螺紋法向斷面齒形為螺紋深度h＝(0.5～0.7)t，式中t為齒距；齒頂寬b＝0.2～0.3mm；齒形斷面角α＝55～60°。
5.按照權利要求1所述的變螺距螺旋泵，其特徵在於所述的螺旋轉子(2)和/或螺旋定子(7)的螺紋都是多頭的。
6.按照權利要求5所述的變螺距螺旋泵，其特徵在於所述的螺旋轉子(2)和螺旋定子(7)的螺紋頭數Z按下式確定Z＝πDsinθ/t，式中Z取整數部分，D為螺旋轉子(2)直徑。
7.按照權利要求1所述的變螺距螺旋泵，其特徵在於所述的螺旋轉子(2)由對稱的兩個入口段和兩個工作段組成。
8.按照權利要求1所述的變螺距螺旋泵，其特徵在於所述的泵體(1)具有軸承冷卻室(9)。
9.按照權利要求1所述的變螺距螺旋泵，其特徵在於所述的螺旋定子(7)具有中間抽頭(5)。
10.按照權利要求9所述的變螺距螺旋泵，其特徵在於所述的泵體(1)上裝有風扇(10)。
專利摘要本實用新型提供一種變螺距螺旋泵，包括泵體、螺旋轉子、螺旋定子、轉子軸、軸承，螺旋定子固定在泵體裡，螺旋轉子裝在轉子軸上，置於螺旋定子裡，轉子軸通過軸承裝在泵體裡，其特徵在於螺旋轉子由入口段和工作段組成，入口段的螺距小於工作段的螺距。本實用新型提供的變螺距螺旋泵的優點在於結構簡單、使用壽命長、採用迴轉機械，可用電動機直接驅動，能獲得高揚程。
文檔編號F04C2/00GK2773348SQ200520089098
公開日2006年4月19日 申請日期2005年1月27日 優先權日2005年1月27日
發明者吳恩沛 申請人:吳恩沛