[發明專利]高速多相流溶氣泵

無效

• 申請號: 201010574889.6
• 申請日: 2010-12-07
• 公開（公告）號: CN102052354A
• 公開（公告）日: 2011-05-11
• 發明（設計）人: 黃建平;彭智新
• 申請（專利權）人: 湖南耐普泵業有限公司
• 主分類號: F04D31/00
• 分類號: F04D31/00;F04D29/42;F04D29/22;F04D29/08
• 代理公司: 長沙正奇專利事務所有限責任公司 43113
• 代理人: 郭立中

技術領域

本發明涉及流體機械領域,尤其為通過特殊研究的水力部件和結構，用于輸送含氣量達10%-30%的混合式多相流介質，其轉速范圍為3000-7000r/min的高速葉片式泵。

背景技術

現有離心泵在含有5%氣體時，便因產生斷流而無法工作，而在許多工藝和某些重大裝備中，要泵送含有高達30%氣體的介質，且參數仍屬于離心泵范疇，如溶氣氣浮、溶氣工藝、中和工藝、除銹、廢水脫硝、飲用水的臭氧化處理、重水和廢水回用、特種軍工產品等都需要能泵送氣量最高達30%的介質。

對于現有封閉式葉輪葉片泵，當含氣介質通過泵的吸入口經葉輪3做功獲得能量后，被排到壓水室。葉片泵內為帶有前蓋板10、后蓋板11的閉式葉輪3，見圖4、圖5，葉輪的前蓋板10、后蓋板11處與泵體1之間留有較大的空隙，此時，壓水室中的高壓介質便會迅速充滿這些空隙中，并往低壓區，即泵的進口端泄漏，由于氣體的密度小、封閉式葉輪不能防止氣體存留、也不能破碎氣體，使滯留在泵體內的空隙處的氣體不能排出。當泵體1內的氣體存留多了，便會造成泵不能正常工作，如斷流、振動、密封損壞等。停泵后再次啟動要排氣處理。而能夠用于輸送含少量氣體介質的氣液混輸泵，其結構也只能防止少量的氣體不存留在泵體流道內，隨介質一起被輸送出去，但不能破碎氣體、使之高度溶于介質中并隨之排出。由于其結構形式的限制，所輸送氣體的含量一般也不超過6%，如圖10所示。

現有的葉片式泵的葉輪有兩種結構形式，一種如圖4-6所示，是有前、后密封環加平衡孔12的閉式葉輪，這是最常見的結構，它的前蓋板10、后蓋板11處與泵體1間存在著三處較大的空穴，即A、B、C區，從混合介質中析出的氣體往往存留在這些空間，不易排出，且前、后密封環部位密封長度很短，一般只有20mm左右，阻止不了氣體回流到葉輪3吸入口，而氣體回到葉輪3吸入口較多時，會造成斷流，導致泵不能工作。另一種如圖7-9所示，是有前密封環加平衡筋14結構的閉式葉輪。該結構的葉輪3存在兩處處較大空穴A、B區，前部密封環部位長度也很短，不同之處在于后蓋板設有直葉片形式的平衡筋14，而沒有開平衡孔12，直葉片平衡筋14的作用只能降低腔B的壓力，平衡軸向力。不能將存留在此處的氣體排走。故以上兩種普通葉片式泵的葉輪3及其泵腔15流道均不能適應多相流介質的輸送，同時也不能破碎氣體。

而適用于輸送含少量氣體介質的氣液混輸泵，可防止少量氣體存留。如圖10所示，由于其結構形式的限制，只能使氣體伴隨在介質中，隨介質一起被輸送出去，而不能破碎氣體，因此氣體的體積會比較大，當介質中的含氣量較大時，其輸送能力馬上下降。因此所輸送氣體的含量一般不超過6%。

發明內容

針對現有離心泵在含有5%氣體以上無法工作，現有多相流泵轉速不高，且重量重，體積大的缺陷，本發明旨在提供一種高速多相流溶氣泵，它同時解決了溶氣和高轉速的問題，可滿足各種氣液工藝過程、軍工產品、城市給排水的需要。

為實現上述目的，本發明所采用的技術方案是：所述高速多相流溶氣泵，包括泵體，裝在泵體上的泵蓋，裝在泵體內的葉輪，其結構特點是，所述泵體與泵蓋之間形成封閉的泵腔；所述葉輪與泵體、泵蓋組成封閉式流道之間形成封閉式流道。

泵體將被輸送介質均勻地導入葉輪，爾后收集從葉輪獲得能量后的介質，并將其部分速度能轉換成壓力能并送入管網中。

進一步地，所述泵蓋上設有凹槽，所述葉輪的葉片的一端設有一個與該凹槽相配合的圓環，該葉輪葉片與泵蓋之間設有運轉縫隙e，所述葉輪的前蓋板與泵體之間設有運轉間隙，所述葉輪的前蓋板與泵體之間密封環結構，藉由此結構，葉輪將原動機的機械能轉換成被輸送介質的壓力能和速度能，然后排送到管網中，葉輪的這種獨特的結構形式能夠保證對多相流介質的良好的輸送。

所述泵腔外側壓裝有密封部件，機械密封可防止泵腔內的介質泄漏。

所述葉輪通過電機軸與裝在支架上的電機相聯，其中泵體、泵蓋和電機通過支架支撐并連接在一起。所述泵蓋與電機軸之間為機械密封，防止泵體內的介質沿主軸泄漏。

所述電機轉速范圍提高為3000-7000r/min，電機轉速提高在本發明中有二個作用：一是高轉速更有利于氣體達到彌散狀態，更充分的與被輸送介質混合；二是使用高轉速技術可以使泵和電機的整體結構均縮小，能夠適用于安裝空間較小的場所，應用更廣泛。

將支架穿過電機軸裝在電機的安裝法蘭上并緊固；爾后將泵蓋穿過電機軸裝在支架上并緊固，并將機械密封裝于電機軸上，將葉輪用螺紋聯接于電機軸上緊固，同時壓緊機封；最后將泵體裝在泵蓋上并緊固。