一种泵体设计制造技术

本发明专利技术公开了一种泵体设计，属于泵设计领域，目的是通过泵体的结构和冷却介质流道设计，提高其总体传热系数和降低污垢沉积以及降低热应力变形，并使泵体制造不再受限于铸造技术限制，而可以经济的采用各种材料来满足泵内介质的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种泵体设计
本专利技术属于泵设计
，具体地涉及了一种泵体设计。
技术介绍
在现有的技术体系中，多数的具有旋转转子的设备做功产生的热量会使转子温度升高，尤其是气相输送设备，随着转子的旋转，气体从吸入口进入泵腔，旋转的转子消耗的能量被赋予到气体，以使气体首先获得了动能，受限于气体的理化特性以及速度带来的阻力，气体的压力和温度会同步升高，这将产生压缩，且随着吸入口压力和排气压力之间的差值增大，压缩功耗将成为最为主要的能量消耗，在这个过程中，众所周知的，依据于热力学第一定律，能量最终转化为热量被气体吸收，绝热方程则很好的描述了这个能量转化的过程，而气体状态方程则很好的描述了压力、体积以及温度之间的变化过程。含有这些热量的气体在热传导、热辐射、对流传热等方式下，众所周知的，依据于热力学第二定律，这些热量将向低温物体或介质进行热传导，对于螺杆真空泵或压缩机而言，热量同步传导至泵体和转子，在现有技术体系下，为了使泵体和转子之间的间隙能够满足技术要求，通常采用了两种方式来避免热量造成的影响，一种是泵体和转子采用相同的材质，使两者之间的受热膨胀比例一致，从而使转子和泵体之间的间隙能够稳定在一定的范围之内；另一种方式是在泵体内设计夹层，通过冷却介质来进行换热，以使热量和冷却介质进行热交换，从而使泵体内的温度降低，并进一步的降低了转子受热后的膨胀量。但对于泵体而言，夹层的设计需要考虑到铸造技术制约，在现有技术体系下，为实现泵体夹层铸造，需要在泵体上有多个开口，以使铸造模型能够顺利脱模并能在铸件成型后清除残留物，但这造成了如下缺点：1、泵体传热受到限制，且传热不能均匀，这导致了泵体端面热应力变形导致的形位公差变大；2、夹层内的用来通入冷却介质的腔容易在污垢的沉积下快速降低其传热性能，且难以清洗；3、受限于现有技术的泵体结构形状和材料的铸造性能，当泵体内腔用于输送腐蚀性介质时，这使现有技术体系下的耐腐蚀材料应用受到了限制，且会产生高昂的铸造成本。为解决这些问题，现有技术体系下相关专业
内并没有更好的解决办法，泵体上设计夹层仍是目前广泛使用的一种用来带走泵体内热量的主要方式。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的上述问题，公开了一种泵体设计，用于解决下列技术问题：本专利技术的目的是提供了一种泵体设计，用以解决泵体均匀传热和耐腐蚀泵体的设计制造问题，提高传热性能，降低热应力变形，并不受铸造技术制约，可以经济的采用耐腐蚀材料制造，同时可以便捷的进行污垢清洗，从而进一步的提高泵稳定性和实现用于处理腐蚀性介质的泵设计制造。为实现上述目的，本专利技术通过了如下技术方案来实现：一种泵体设计，泵体含有一个内胆，一个外壳体，将内胆装入外壳体后由内胆上的箍筋(隔板)或由外壳体内腔内的箍筋(隔板)或由两者上的箍筋(隔板)形成冷却介质腔，通过尺寸配合，利用分布在内胆轴向两侧上的内螺纹孔和同样尺寸位置轴向分布在外壳体表面的螺栓孔，使螺栓将内胆和外壳体紧固,内胆和外壳体之间通过静态密封来阻止冷却介质的泄露，冷却介质通过外壳体上的冷却介质进口进入后延冷却介质腔形成多个串起来的环形通道通过内胆壁进行热交换，热交换完成后的冷却介质由出口流出。如上所述的泵体内胆，泵体内胆外表面轴向上分布有用于隔离冷却介质、间隙配合安装、强化泵体内胆承压能力的箍筋(隔板)，箍筋(隔板)和泵体内胆之间可以是焊接的，也可以是整体铸造的，且每根箍筋(隔板)之间留有一定的间隔，以保证每根箍筋(隔板)之间的距离在作为冷却通道时，能够满足通过内胆内腔来进行热量传导时的热交换流量要求，流速范围为0.5m/s～10m/s,每根箍筋(隔板)之间通过一个之字形结构进行连接或一字形结构连接，并在这个之字形结构和箍筋的连接拐角处建立轴向通道，当采用一字形结构连接时，通过在箍筋(隔板)上加工一个豁口使相邻的箍筋(隔板)之间连通，每两根箍筋(隔板)之间的径向通道通过之字形结构或一字形结构隔断，使相邻的由箍筋(隔板)构成的径向通道通过轴向通道连通，优选的，每根箍筋(隔板)之间通过一个之字形结构进行连接，轴向通道上方有垂直于轴向的内螺纹孔用于内胆和外壳体的紧固以及对内胆施加拉力,且相反方向上位置对称的另一侧内胆箍筋(隔板)上也布置有同样作用的内螺纹孔,内胆两侧的端面边缘上分别留有安装密封用的位置，其中一侧的端面处留有作为安装固定用的阶梯，且有一个密封位置处于阶梯内侧的壁上,另一侧的端面靠近边缘的位置上有一个径向尺寸小于箍筋的台阶,该台阶通过和外壳体其中一个端面内侧位置的台阶尺寸配合后固定密封，外壳体的外表面上有用于螺栓和内胆连接的径向通孔,通孔的分布和内胆上的内螺纹孔位置一致,泵体内胆外表面上的箍筋(隔板)可以是径向环形结构的，也可以是轴向长条式结构的，优选的结构为径向环形结构，并延轴向分布成多个。如上所述的外壳体，外壳体的外表面上垂直于轴向的两侧有延轴向分布的用于连接泵体内胆的通孔，外壳体两侧端面上分布有孔或内螺纹，外壳体内壁可以是平坦的也可以是带有同泵体内胆外表面上相同形状的外壳体箍筋(隔板)和之字形结构，优选的，外壳体内壁上有同泵体内胆外表面上相同形状的外壳体箍筋(隔板)和之字形结构，且在将泵体内胆安装进外壳体后，外壳体和内胆上分布的外壳体箍筋(隔板)和之字形结构形状能够吻合，并形成一个把环形通道串起来的结构。相关领域专业技术人员应能理解到，泵体内的夹层设计其本质是一种传热设计，当把泵体内腔作为热流通道时，来通过泵体壁上的夹层内冷却介质进行热交换带走泵做功后产生的热量，但现有技术的下的泵体夹层设计因需要考虑铸造脱模的影响，导致夹层的形状和传热设计受到限制，多数情况下，夹层内用于热交换的冷却介质流道无法设计成更多，这导致每个流道内的流速过低，使冷却介质对流传热受到极大的限制，从而降低了传热性能，且使污垢极其容易积聚，但通过更为复杂的设计使泵体内有更多的夹层时，只能成为形状大小不一的腔体，然后用通道将这些腔体连接，设大腔体的截面积为A1，设小腔体的截面积为A2，设冷却流体的体积流量为Vf,设大腔体内的平均流速为u1，设小腔体内的平均流速为u2，则显而易见的，截面积大流速则小，即u1＜u2，基于傅立叶定律，设通过每个夹层腔体的传热面积为A，设泵腔内壁材料的导热系数为K，设通过泵腔内壁材料的温差为△T，设单位时间内通过传热面积A进行的传热量为Q，设泵腔内壁材料厚度为x，则用于传热的泵腔内壁材料的温差为△T＝Qx/(KA),设冷却介质对流传热系数为h，设冷却介质比热容为cp,设J为Colburn因子，设Npr为普朗特数,设ρ为冷却介质密度，设流速为u，则h＝J(cpρu/Npr2/3),显而易见的，热交换侧低流速的冷却介质受限于对流速度，由对流传热系数公式则能理解到低流速的冷却介质降低了传热性能。如上所述，相关领域专业技术人员应能理解到，在现有的泵体设计技术条件下，如使泵体能够满足强制对流传热和提高传热性能的要求，只能通过增大流量来实现夹层内的冷却介质流速达到一定的范围，然而，这造成了无谓的浪费。相关领域内专业技术人员应能充分理解到，显而易见的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种泵体设计，其特征在于，泵体含有一个内胆，一个外壳体，将内胆装入外壳体后由内胆上的箍筋(隔板)或由外壳体内腔内的箍筋(隔板)或由两者上的箍筋(隔板)形成冷却介质腔，通过尺寸配合，利用分布在内胆轴向两侧上的内螺纹孔和同样尺寸位置轴向分布在外壳体表面的螺栓孔，使螺栓将内胆和外壳体紧固,内胆和外壳体之间通过静态密封来阻止冷却介质的泄露，冷却介质通过外壳体上的冷却介质进口进入后延冷却介质腔形成多个串起来的环形通道通过内胆壁进行热交换，热交换完成后的冷却介质由出口流出。/n

【技术特征摘要】
1.一种泵体设计，其特征在于，泵体含有一个内胆，一个外壳体，将内胆装入外壳体后由内胆上的箍筋(隔板)或由外壳体内腔内的箍筋(隔板)或由两者上的箍筋(隔板)形成冷却介质腔，通过尺寸配合，利用分布在内胆轴向两侧上的内螺纹孔和同样尺寸位置轴向分布在外壳体表面的螺栓孔，使螺栓将内胆和外壳体紧固,内胆和外壳体之间通过静态密封来阻止冷却介质的泄露，冷却介质通过外壳体上的冷却介质进口进入后延冷却介质腔形成多个串起来的环形通道通过内胆壁进行热交换，热交换完成后的冷却介质由出口流出。


2.根据权利要求1所述的一种泵体设计，其特征在于，泵体内胆外表面轴向上分布有用于阻隔冷却介质、间隙配合安装、强化泵体内胆承压能力的箍筋(隔板)，箍筋(隔板)和泵体内胆之间可以是焊接的，也可以是整体铸造的，且每根箍筋(隔板)之间留有一定的间隔，以保证每根箍筋(隔板)之间的距离在作为冷却通道时，能够满足通过内胆内腔来进行热量传导时的热交换流量要求，流速范围为0.5m/s～10m/s,每根箍筋(隔板)之间通过一个之字形结构进行连接或一字形结构连接，并在这个之字形结构和箍筋的连接拐角处建立轴向通道，当采用一字形结构连接时，通过在箍筋(隔板)上加工一个豁口使相邻的箍筋(隔板)之间连通，每两根箍筋(隔板)之间的径向通道通过之字形结构或一字形结构隔断，使相邻的由箍筋(隔板)构成的径向通道通过轴向通道连通。


3.根据权利要求2所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军，徐东旭，
申请(专利权)人：浙江思科瑞真空技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33