[實用新型]浸水式立式泵的軸封結(jié)構(gòu)

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200820117934.3
• 申請日: 2008-05-30
• 公開（公告）號: CN201202686Y
• 公開（公告）日: 2009-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王錦城;施志寬;簡淑燕
• 申請（專利權(quán)）人: 協(xié)磁股份有限公司
• 主分類號: F04D29/10
• 分類號: F04D29/10;F04D29/12
• 代理公司: 北京維澳專利代理有限公司
• 代理人: 張應(yīng);吳蘭柱

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種浸水式立式泵的軸封結(jié)構(gòu)，特別涉及一種應(yīng)用于浸在槽液中用支撐管以連結(jié)槽體上方的驅(qū)動馬達以及浸在槽液中的立式泵的軸封結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

請參閱圖1所示，一般現(xiàn)有浸水式立式泵，為使用于化學電鍍或蝕刻制程，用以抽送強酸、強堿或腐蝕性液體，其中馬達軸心3穿過支撐管1中心，馬達軸心3下方直接與葉片5的葉輪轂52相接，葉片5背面設(shè)有背葉片51，用來平衡軸向推力，葉片5則被安裝在前蓋4中，前蓋4對應(yīng)馬達軸心3開設(shè)一泵入口44、旁側(cè)開設(shè)一泵出口45并銜接至出口管43；實際狀態(tài)下，液體由泵入口44被葉片5吸入，流體流經(jīng)葉片5的流道后成為具有壓力的液體，并由泵出口45輸出。

當泵運轉(zhuǎn)時馬達軸心3的密封軸套31的旋轉(zhuǎn)切線速度U，會帶動容室空間12的液體以自由渦旋2的方式流動，其切線流速267分布如圖2所示，并在渦旋中心形成具有向下延伸的漏斗部21，自由渦旋2的流動方向也同時具有r-z面的二次流線22，漏斗部21就是被吸入空氣24與液體互相混合產(chǎn)生微細氣泡241的主要區(qū)域，使得背葉片51得以吸引微細氣泡241向下流動，例如，流向后蓋板孔隙42的微細氣泡242，含微氣泡流體經(jīng)過后蓋板孔隙42后進入泵殼前蓋4內(nèi)加壓成直徑更小的微氣泡243，并由泵出口45經(jīng)出口管43輸出。微氣泡流動方向23也包含有由支撐管下方孔11、支撐管中間孔112、支撐管上方孔111等流向槽液中，這些槽中的微氣泡231會因氣泡直徑微小浮力效應(yīng)弱而能分布全部槽內(nèi)空間，并經(jīng)由泵入口44被吸入加壓成為更細的微氣泡244，這些微氣泡將對制程產(chǎn)生更大的威脅。

請參閱圖1、圖2所示，馬達軸心3的密封軸套31表面附近的液體，在接受泵軸轉(zhuǎn)動的動能后，其旋轉(zhuǎn)流速Cu將接近密封軸套表面的旋轉(zhuǎn)切線速度U，但旋轉(zhuǎn)流速(自由渦旋的切線速度)Cu是隨距離密封軸套31的外表半徑r增大而減少，與半徑r的導(dǎo)數(shù)r-1成正比。所以，自由渦流的中央部分因流速快液位低會成向下延伸的漏斗狀，如圖1所示，也就是在軸心表面附近成為向下延伸的漏斗部21，其渦旋曲面外側(cè)2A因旋轉(zhuǎn)流速Cu較慢而有較高位能，而使其液位高于中心漏斗部21并高于槽的液位29，其原因是液體吸收軸心動能后依流速動能與位能的轉(zhuǎn)換關(guān)系，符合伯努利定律的能量守恒原理。被吸入空氣24會進入自由渦旋2的漏斗部21并在此激烈混合而產(chǎn)生微細氣泡241。

請參閱圖3所示，當泵流量大輸出壓力低時且槽的液位29為低時，背葉片51產(chǎn)生的離心力足以克服泵的輸出壓力時，而且背葉片51靠近葉輪轂52部分會產(chǎn)生足夠的低壓吸力，此一低壓吸力將經(jīng)由后蓋板孔隙42把容室空間12內(nèi)的液體吸入泵殼前蓋4內(nèi)；使得容室空間12內(nèi)的自由渦旋2液位降低，雖然支撐管1上設(shè)有下方孔11來補充槽內(nèi)液體沿液體流動方向26流入，但在容室空間12內(nèi)的渦旋曲面外側(cè)2A的液位與槽的液位29相差不多，這時漏斗部21的液位大幅下降甚至會直接達到后蓋板41，使得被吸入空氣24會經(jīng)由后蓋板孔隙42被吸入泵前蓋4中。所以，最低液位是必要的管制。

當槽的液位(最低液位)29為最低液位時，有一部分微氣泡231是經(jīng)微氣泡流動方向23而流到槽中，另有很多微氣泡243是由被吸入空氣24所形成的，如箭頭所示，在泵殼內(nèi)液體流動方向261，槽中的微氣泡232則會由泵入口44被吸入。

請參閱圖4所示，當泵流量小輸出壓力高時且槽的液位(最高液位)29為高時，背葉片51的離心力不足以平衡高輸出壓力時，液體會由背葉片51側(cè)的后蓋板41上的后蓋板孔隙42泄漏流出，泄漏流動方向262會流入容室空間12中；使得容室空間12內(nèi)的液體液位面上升，也就是自由渦旋2的液位會上升，雖然支撐管1開設(shè)有數(shù)個下方孔11、中間孔112、上方孔111，但液體在接受軸心所傳來的旋轉(zhuǎn)動能時，自由渦旋2液位仍會上升甚至渦旋曲面外側(cè)2A會達到支撐管上方的支撐板下方表面61，并使得液體飛濺在密封環(huán)座64、密封環(huán)71及V型油封72表面上，進而在這些表面產(chǎn)生結(jié)晶并損壞V型油封72，使得腐蝕性蒸氣得以進入馬達導(dǎo)致馬達故障，所以，最高液位是必要的管制。

在容室空間12產(chǎn)生的微細氣泡241，會沿流動方向23由容室空間12經(jīng)下方孔11、中間孔112、上方孔111流入槽液中，并持續(xù)增加微氣泡231的數(shù)量，被泵吸入的微氣泡232也會增加，但向下流動的微氣泡242則顯著減少，所以，經(jīng)泵加壓更細的微氣泡244持續(xù)增加。