一种高抗气蚀的一体化管道泵

技术领域

本发明涉及管道泵技术领域，尤其涉及一种高抗气蚀的一体化管道泵。

背景技术

轴流泵是靠旋转叶轮的叶片对液体产生驱动力，使液体沿轴向输送的泵。传统的轴流泵包括同轴布置的泵壳体、泵叶轮和导叶体，泵叶轮与导叶体依次沿着泵壳体内的水流方向布置，泵叶轮和导叶体连接在同一根转轴上，由转轴带动泵叶轮的转动，并以此达到对水流泵送的目的。由于转轴的布置限制，导致泵壳体的出水口侧必须设计为弯管结构，致使轴流泵的进出口流动分布在不同的方向上，除非进一步布置带来相当损失的进水管段与出水管段结构，以保证输运方向，这同时也进一步增加了轴流泵的尺寸。

汽蚀是指流动着的流体因局部压力的降低而产生汽泡的现象。泵在发生汽蚀时，在汽蚀部位会引起机件的侵蚀，进一步发展，则将造成泵的扬程下降，产生振动噪声和振动。对于现有的轴流泵而言，通过优化轴流泵水力设计来提高泵的抗气蚀性能存在一定的极限，在一定程度后难以进一步提升。在实际使用中，轴流泵所采用的传动轴形式的驱动结构也导致其整体结构复杂，设计不够紧凑，抗汽蚀性较差，严重制约着轴流泵的广泛应用。

发明内容

本发明实施例提供一种高抗气蚀的一体化管道泵，用以解决现有的轴流泵的整体设计不够紧凑、抗汽蚀性较差的问题。

本发明实施例提供一种高抗气蚀的一体化管道泵，包括：泵壳体，所述泵壳体的内侧壁上设置有与其同轴布置的电机定子；轮毂，所述轮毂同轴安装于所述泵壳体内；泵叶轮，所述泵叶轮转动安装于所述轮毂上，所述泵叶轮的轮缘上设置有电机转子，所述电机转子对应所述电机定子排布；诱导轮，所述诱导轮同轴连接所述泵叶轮，所述诱导轮位于所述泵叶轮的上游。

根据本发明一个实施例的高抗气蚀的一体化管道泵，还包括：旋转支撑件，所述旋转支撑件转动安装于所述轮毂上，所述旋转支撑件上同时安装所述泵叶轮与所述诱导轮。

根据本发明一个实施例的高抗气蚀的一体化管道泵，所述诱导轮包括设置于所述旋转支撑件上的螺旋状导叶。

根据本发明一个实施例的高抗气蚀的一体化管道泵，所述轮毂的侧壁上形成有第一环形凹槽，所述旋转支撑件转动安装于所述第一环形凹槽中。

根据本发明一个实施例的高抗气蚀的一体化管道泵，所述旋转支撑件与所述第一环形凹槽的槽底之间设置有支撑轴承，所述第一环形凹槽的上游槽壁与所述旋转支撑件的端部之间设置有推力轴承。

根据本发明一个实施例的高抗气蚀的一体化管道泵，所述支撑轴承包括两个，并分别与所述泵叶轮及所述诱导轮相对应。

根据本发明一个实施例的高抗气蚀的一体化管道泵，所述第一环形凹槽的上游槽壁上形成有环形凸起，所述环形凸起的一侧边形成于所述第一环形凹槽的槽口，另一侧边抵接所述推力轴承。

根据本发明一个实施例的高抗气蚀的一体化管道泵，所述泵壳体的内侧壁上形成有第二环形凹槽，所述电机转子伸入至所述第二环形凹槽内，所述电机定子内置于所述第二环形凹槽的槽底。

根据本发明一个实施例的高抗气蚀的一体化管道泵，所述电机转子远离所述轮缘的一侧面与所述电机定子之间形成第一间隙，所述电机转子的下游端与所述第二环形凹槽的下游槽壁之间形成有第二间隙，所述电机转子的上游端与所述第二环形凹槽的上游槽壁之间形成有第三间隙，所述第二间隙、所述第一间隙及所述第三间隙依次连通。

根据本发明一个实施例的高抗气蚀的一体化管道泵，还包括：导叶体，所述导叶体位于所述泵叶轮的下游，所述轮毂与所述泵壳体之间通过所述导叶体相连接。

本发明实施例提供的一种高抗气蚀的一体化管道泵，通过泵叶轮带动上游的诱导轮转动，并在泵叶轮的轮缘上集成电机转子，由电机转子与泵壳体内侧壁上的电机定子相配合构成驱动电机，从而可由驱动电机同时驱动泵叶轮与诱导轮沿着轮毂旋转，不仅确保管道泵整体结构的紧凑性，而且基于诱导轮对流体的初步增压作用，使得流体在流经泵叶轮时不再产生气蚀，并由泵叶轮对流体再次进行增压泵送，有效提高了管道泵的抗气蚀性能，可对流体以直进直出的形式进行泵送。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种高抗气蚀的一体化管道泵的剖面示意图；

图2是本发明实施例所示的图1中K1处的局部放大结构示意图；

图3是本发明实施例所示的图1中K2处的局部放大结构示意图。

图中，1、泵壳体；2、轮毂；3、泵叶轮；4、诱导轮；5、导叶体；6、电机转子；7、电机定子；8、旋转支撑件；9、第一环形凹槽；10、支撑轴承；11、推力轴承；12、环形凸起；13、第二环形凹槽；14、第一间隙；15、第二间隙；16、第三间隙。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参见图1，本实施例提供了一种高抗气蚀的一体化管道泵，包括：泵壳体1，泵壳体1的内侧壁上设置有与其同轴布置的电机定子7；轮毂2，轮毂2同轴安装于泵壳体1内；泵叶轮3，泵叶轮3转动安装于轮毂2上，泵叶轮3的轮缘上设置有电机转子6，电机转子6对应电机定子7排布；诱导轮4，诱导轮4同轴连接泵叶轮3，诱导轮4位于泵叶轮3的上游，其中，图1中箭头方向表示为泵壳体1内流体的泵送方向。

具体的，本实施例所示的管道泵，通过泵叶轮3带动上游的诱导轮4转动，并在泵叶轮3的轮缘上集成电机转子6，由电机转子6与泵壳体1内侧壁上的电机定子7相配合构成驱动电机，从而可由驱动电机同时驱动泵叶轮3与诱导轮4沿着轮毂2旋转，不仅确保管道泵整体结构的紧凑性，而且基于诱导轮4对流体的初步增压作用，使得流体在流经泵叶轮3时不再产生气蚀，并由泵叶轮3对流体再次进行增压泵送，有效提高了管道泵的抗气蚀性能。

在此应指出的是，由于本实施例所示的电机转子6集成于泵叶轮3的轮缘上，且电机转子6与泵壳体1内侧壁上的电机定子7构成了驱动电机，从而本实施例泵叶轮3无需设置与其同轴连接的驱动转轴，如此可大幅度简化管道泵的内部结构，提升泵的紧凑性，并增强其抗气蚀性能；与此同时，本实施例所示的泵壳体1可直接设计为直筒结构，以便由泵叶轮3对流体以直进直出的形式进行泵送，并可将泵壳体1的两端通过法兰分别与直管段相连接，其中，本实施例所示的电机转子6与电机定子7均呈环形结构，并布置于泵壳体1内的同一流向位置。

优选地，为了确保泵叶轮3与诱导轮4同步转动的可靠性，本实施例还设置有旋转支撑件8，旋转支撑件8可以为本领域所公知的轴承，旋转支撑件8转动安装于轮毂2上，在旋转支撑件8上同时安装泵叶轮3与诱导轮4。

如图1所示，本实施例所示的诱导轮4包括设置于旋转支撑件8上的螺旋状导叶。如此，在流体从泵壳体1的入口侧吸入时，由于诱导轮4随着泵叶轮3同步旋转，诱导轮4上的螺旋状导叶可对来流的流体进行引导，在流体获得一定的压力提升后，再由泵叶轮3进行泵送，进而基于诱导轮4的作用，有效提高了管道泵的抗气蚀性能。

如图1与图2所示，基于上述实施例的改进，本实施例所示的轮毂2的侧壁上形成有第一环形凹槽9，旋转支撑件8转动安装于第一环形凹槽9中。在此，通过将旋转支撑件8转动安装于第一环形凹槽9中，一方面可由第一环形凹槽9对旋转支撑件8进行定位，另一方面，也可防止旋转支撑件8直接暴露在轮毂2的外侧，导致对泵壳体1内流体的流动和泵送造成影响。

如图2所示，本实施例所示的旋转支撑件8与第一环形凹槽9的槽底之间设置有支撑轴承10，可由支撑轴承10对旋转支撑件8提供径向支撑，防止旋转支撑件8与轮毂2之间产生较大的摩擦损耗，并由此确保了泵叶轮3与诱导轮4的正常运转。

与此同时，由于在泵壳体1内，处于下游的流体压力大于处于上游的流体压力，本实施例通过在第一环形凹槽9的上游槽壁与旋转支撑件8的端部之间设置有推力轴承11，由推力轴承11对旋转支撑件8提供沿轴向的旋转支撑，可防止泵叶轮3在上、下游的流体压差的作用下朝向上游窜动。

如图2所示，优选地，为了更好地平衡流体作用力，并对旋转支撑件8的重力提供径向支撑，本实施例中支撑轴承10设置有两个，其中一个支撑轴承10与泵叶轮3在沿径向的位置相对应，另一个支撑轴承10与诱导轮4也在沿径向的位置相对应。

如图2所示，为了实现对推力轴承11较好地定位，本实施例在第一环形凹槽9的上游槽壁上形成有环形凸起12，环形凸起12的一侧边形成于第一环形凹槽9的槽口，另一侧边抵接推力轴承11。

在此应指出的是，由于在旋转支撑件8与第一环形凹槽9的槽底之间设置有支撑轴承10，在第一环形凹槽9的上游槽壁与旋转支撑件8的端部之间设置有推力轴承11，从而在旋转支撑件8与第一环形凹槽9之间形成了冷却通道，则可利用泵壳体1内上、下游的流体压差，使得主流流体中的一部分水流从该冷却通道的下游入口进入，并从其上游出口流出，水流在该冷却通道内流动的过程中，实现了对支撑轴承10、推力轴承11的自然水冷却，其中，支撑轴承10可采用深沟球轴承或水润滑轴承，推力轴承11可采用单向推力圆锥滚子轴承或单向推力圆柱滚子轴承或水润滑推力轴承。

如图1与图3所示，本实施例中泵壳体1的内侧壁上形成有第二环形凹槽13，电机转子6伸入至第二环形凹槽13内，电机定子7内置于第二环形凹槽13的槽底。在此，通过将电机转子6伸入至第二环形凹槽13内，可防止电机转子6对泵壳体1内主流流体的流动产生扰动，并便于电机转子6与电机定子7较好地配合，以构成驱动电机，由驱动电机稳定地驱动泵叶轮3环绕着轮毂2旋转。

如图3所示，本实施例中电机转子6远离轮缘的一侧面与电机定子7之间形成第一间隙14，电机转子6的下游端与第二环形凹槽13的下游槽壁之间形成有第二间隙15，电机转子6的上游端与第二环形凹槽13的上游槽壁之间形成有第三间隙16，第二间隙15、第一间隙14及第三间隙16依次连通。

具体的，在实际工作中，电机转子6与电机定子7之间形成的第一间隙14，可防止旋转的电机转子6与静止的电机定子7之间发生摩擦、碰撞，由于第二间隙15、第一间隙14及第三间隙16依次连通，并构成了对电机定子7与电机转子6进行自然水冷的冷却通道，从而管道泵在对流体泵送时，处于下游的流体压力大于处于上游的流体压力，在该压差的作用下，主流流体中的一部分水流会从第二间隙15的入口进入，流经电机定子7与电机转子6之间的第一间隙14，对电机定子7进行自然冷却，再从第三间隙16的出口流出。

参见图1，基于上述实施例的改进，本实施例还包括设置有导叶体5，导叶体5位于泵叶轮3的下游，轮毂2与泵壳体1之间通过导叶体5相连接。

具体的，本实施例所示的导叶体5固定不动，并位于泵壳体1的出口侧，由于泵壳体1固定连接轮毂2与泵壳体1，从而导叶体5一方面作为支撑件，以对轮毂2提供支撑，使其分布于泵壳体1的中心轴向，在另一方面，还回收泵叶轮3对主流流体产生的周向速度，以提升管道泵的效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。