本发明专利技术提供一种能够防止叶轮破坏的双级双排出石墨泵。泵内所有与介质接触的过流部件均由石墨制成，电机通过联轴器、长轴和短轴将动力传递给叶轮，该泵包括泵盖、泵体、叶轮、托架和转轴等，该泵采用双级叶轮，分别为一级叶轮和二级叶轮，一级、二级叶轮依次限位安装在同一转轴上，两级叶轮间安装有正、反导叶，二级叶轮所在压水室采用对称双排出结构。采用双级叶轮后，在达到同样扬程和流量的情况下，某一级叶轮所受的扭矩和离心力比采用单级叶轮时小，采用双排出对称结构的压水室后，叶轮所受流体引起的径向力可以相互抵消，这些均可防止叶轮的破坏。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种石墨泵，具体为一种双级双排出石墨泵，该泵主要用于输送腐蚀性介质。
技术介绍
石墨泵是耐腐蚀泵的一种，泵内所有与介质接触的过流部件均由石墨制成。石墨泵广泛应用于腐蚀性介质的输送，从工业生产领域来看，包括化工、农药、冶金、化纤、医药、轻工和环保等领域。使用的温度大多在40 50°C，由于石墨具有良好的耐热冲击性能，骤冷骤热均不会开裂，特殊的可达220°C。石墨泵的流量为3 200m3/h，扬程为10 65m。化 工用石墨泵一般为离心泵，泵的叶轮、蜗室、轴封腔以及吸液管、排液管口等都用不透性石墨制成，适于输送盐酸、氟氢酸、稀硫酸(50%)等。目前使用的石墨泵大多是单级单排出泵，从使用情况看，叶轮在与轴连接处容易损坏，而铸铁制造的叶轮通常不会发生这种情况，这与浸溃石墨的力学性能远差于铸铁有关，其力学性能如表I所列。但是要提高浸溃石墨的力学性能难度很大。从运行过程中叶轮的受力情况看，主要受到扭矩、径向力和轴向力等载荷的作用，在不改变材料力学性能的情况下，可以从改变石墨泵的结构出发，使运行过程中的叶轮所受到的载荷减小，从而降低叶轮破坏的可能。表I浸溃石墨和HT200的主要力学性能参数性能材料I浸渍石墨|ΗΤ200抗拉强度MPa14左右 200抗弯强度MPa— 55~67 400抗压强度 MPa— 18CT220 750硬度 HB|23~25 1160
技术实现思路
为了克服现有石墨泵运行过程中叶轮容易损坏的不足，本专利技术提供一种双级双排出石墨泵，该石墨泵不仅能满足水力性能的要求，而且能避免泵运行过程中叶轮损坏。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是 一种双级双排出石墨泵，泵内与介质接触的过流部件均采用石墨制成，该泵包括泵盖、泵体、叶轮、托架和转轴，其特征是该泵采用双级叶轮，分别为一级叶轮和二级叶轮，一级、二级叶轮依次限位安装在同一转轴上，两级叶轮间安装有正、反导叶，二级叶轮所在压水室采用对称双排出结构。本专利技术的进一步设计在于，所述对称双排出结构的压水室，为螺旋形对称分布，两蜗舌的方向相差180°，两泵出口的方向也相差180°。本专利技术的进一步设计还在于，所述一级、二级叶轮均采用闭式叶轮，其叶片均采用后弯式叶片，两级叶轮叶片数相等，一般采用5 7个叶片。所述转轴包括长轴和短轴，两轴定位连接，所述一级、二级叶轮均安装在短轴上，长轴经联轴器与电机相连。所述一级、二级叶轮采用左旋螺纹与短轴连接，一级叶轮后部连接短轴，二级叶轮穿套在短轴上，两级叶轮间采用短轴套进行限位。所述短轴前部安装所述短轴套，短轴后部安装长轴套，该长轴套与泵体之间密封配合；长轴通过两个支撑的轴承安装在托架上，并设有密封圈。所述泵体分为前泵体、中间泵和后泵体三部分，三部分安装在泵盖和托架之间并密封配合。所述正导叶固定在前泵体上，正导叶叶片数与一级叶轮叶片数量不相等或不互为倍数；反导叶固定在中间泵体上，反导叶叶片数与正导叶叶片数相等。一级叶轮进口与前泵体间安装一级叶轮前口环；二级叶轮进口与中间泵体间安装二级叶轮前口环；二级叶轮与后泵体间安装二级叶轮后口环。两级叶轮的外径、叶片进出口宽度、叶片厚度和叶片型线结构相同。本专利技术的具体设计原理如下 (I)本专利技术采用双级叶轮降低单个叶轮所受的扭矩和离心力。这种结构叶轮的泵内流体的流动情况为流体经一级叶轮升压后流入正导叶，再经反导叶流入二级叶轮，经二级叶轮再次升压后流入双排出压水室，从泵出口流出。由多级泵内各级扬程分布规律可知，双级泵某一级叶轮所贡献的扬程为总扬程的1/2。因此，某一级叶轮的扭矩计算公式为 Psomm ηωCl) 式中 Q 栗的流里，rfl3.s-l ； H-泵的扬程,m ； η——泵的效率； &■-泵的转动角速度，rad · s—1 ； P——流体的密度，kg · m_3 ； g——重力加速度，rn 。由式(I)可知，采用双级叶轮后，在达到同样扬程和流量的情况下，某一级叶轮承受的扭矩是采用单级叶轮情况下的1/2倍，降低了叶轮破坏的可能。另外，由泵的相似理论可知，叶轮直径与扬程的关系为 / \ 2 ^2 K A/'、(2) 式中 ——双级泵某一级的扬程、单级泵的扬程，m ；Dx、D2——双级泵某一级叶轮的直径、单级泵叶轮的直径，m。由式(2)可知，本专利技术采用双级泵后，在总扬程相同的情况下，某一级叶轮的直径为采用单级叶轮情况时的.农&倍。叶轮直径减小了，所受到的离心力显然也会减小，降低了叶轮破坏的可能。(2)本专利技术采用双排出压水室的结构降低叶轮所受的径向力。这种压水室结构对称布置，具有两个蜗舌、两个泵出口，蜗舌的方向相差180°。一般螺旋形压水室是按设计流量设计的，液体在叶轮周围压水室中的速度和压力是均匀的、轴对称的，故作用于叶轮上的合力为零，理论上无径向力作用。但是，当压水室和叶轮相互协调的条件一设计流量，被破坏时，两者出现了尖锐的矛盾，从而破坏了压力沿叶轮轴对称分布的条件，因而产生了径向力。产生径向力的另一个原因是，从叶轮流出液体 的动反力对叶轮的作用。叶轮周围压水室中的压力对液体流出叶轮起阻碍作用。由于压水室的压力不轴对称，液体流出叶轮的速度也是不轴对称的，压力大的地方流速小，压力小的地方流速大，方向与叶轮出口绝对速度方向相反，近似与圆周相切，故动反力引起的径向力的方向大致为压力引起的径向力反旋转方向旋转90°。另外，在运转中由于叶轮叶片与蜗舌的动静干涉，会产生作用于叶轮上交变的径向力，使轴受到交变应力。本专利技术为了降低叶轮所受的径向力，采用双排出对称结构的压水室，这样压水室内的压力和流出液体的动反力产生的叶轮径向力，以及蜗舌与叶片间的动静干涉产生的交变径向力可以相互抵消，降低了叶轮破坏的可能。本专利技术的有益效果是，可以在满足石墨泵水力性能的同时，避免叶轮的损坏，保证泵的安全可靠长周期运行。附图说明下面结合附图和实施例对本专利技术进一步说明。图I是本专利技术的总装图。图2是一级叶轮的结构图。图3是二级叶轮的结构图。图4是图I中正导叶和前泵体的A-A剖视图。图5是图I中反导叶和中间泵体的B-B剖视图。图6是图I中后泵体双排出压水室的C-C剖视图。图中1.正导叶，2.反导叶，3. 二级叶轮前口环，4.中间泵体，5.后泵体，6.圆柱头螺钉，7.冷却室套，8.机械密封，9.圆头普通平键，10.密封圈，11.油塞，12.长轴，13.轴承，14.轴承端盖，15.联轴器，16.单头普通平键，17.电机，18.底座，19.螺栓，20.托架，21.油封，22.长轴套，23. 二级叶轮后口环，24. 二级叶轮，25.双头螺栓，26.螺母，27.垫圈，28. —级叶轮，29. —级叶轮前口环，30.短轴套，31.短轴，32.泵入口，33.接管，34.前泵体，35.泵盖，36.泵出口，37.蜗舌。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步的描述 在图I中，本专利技术的双级双排出石墨泵包括泵盖(35)、泵体、叶轮、托架(20)和转轴。泵体分为前泵体(34)、中间泵体(4)和后泵体(5)。转轴由长轴(12)和短轴(31)连接而成。该泵采用双级叶轮，分别为一级叶轮(28)和二级叶轮(24)，一级、二级叶轮依次串联安装在短轴(31)上，两级叶轮间安装有正、反导叶，二级叶轮(2本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种双级双排出石墨泵，泵内与介质接触的过流部件均采用石墨制成，该泵包括泵盖、泵体、叶轮、托架和转轴，其特征是：该泵采用双级叶轮，分别为一级叶轮和二级叶轮，一级、二级叶轮依次限位安装在同一转轴上，两级叶轮间安装有正、反导叶，二级叶轮所在压水室采用对称双排出结构。
【技术特征摘要】
1.一种双级双排出石墨泵，泵内与介质接触的过流部件均采用石墨制成，该泵包括泵盖、泵体、叶轮、托架和转轴，其特征是该泵采用双级叶轮，分别为一级叶轮和二级叶轮，一级、二级叶轮依次限位安装在同一转轴上，两级叶轮间安装有正、反导叶，二级叶轮所在压水室采用对称双排出结构。2.根据权利要求I所述的双级双排出石墨泵，其特征是所述对称双排出结构的压水室，为螺旋形对称分布，两蜗舌的方向相差180°，两泵出口的方向也相差180°。3.根据权利要求I或2所述的双级双排出 石墨泵，其特征是所述一级、二级叶轮均采用闭式叶轮，其叶片均采用后弯式叶片，两级叶轮叶片数相等，一般采用5 7个叶片。4.根据权利要求3所述的双级双排出石墨泵，其特征是所述转轴包括长轴和短轴，两轴定位连接，所述一级、二级叶轮均安装在短轴上，长轴经联轴器与电机相连。5.根据权利要求4所述的双级双排出石墨泵，其特征是所述一级、二级叶轮采用左旋螺纹与短轴连接，一级叶轮后部连接短轴...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵春雷，顾伯勤，周剑锋，黄星路，程文洁，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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