本發(fā)明涉及一種自吸屏蔽復(fù)合泵，尤其涉及一種低噪音的自吸屏蔽復(fù)合泵，屬于流體機(jī)械領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在眾多的泵類產(chǎn)品中，屏蔽泵因其獨(dú)特的密封結(jié)構(gòu)和便捷的維護(hù)方法在化工、能源、水利工程及結(jié)構(gòu)工程方面得到廣泛應(yīng)用，特別是在輸送有毒、腐蝕性、易燃易爆等危險(xiǎn)流體方面起關(guān)鍵技術(shù)支撐作用。屏蔽泵獨(dú)特的結(jié)構(gòu)，使得電動(dòng)機(jī)取消了冷卻風(fēng)扇，通過定子與轉(zhuǎn)子之間循環(huán)介質(zhì)對(duì)電動(dòng)機(jī)進(jìn)行冷卻，這使得屏蔽泵比同等常規(guī)帶有動(dòng)密封結(jié)構(gòu)的泵噪音低，特別適用于家用、醫(yī)院等有超靜音要求的場(chǎng)合。

普通離心泵的驅(qū)動(dòng)是通過聯(lián)軸器將泵的葉輪軸與電動(dòng)軸相連，使葉輪與電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子一起旋轉(zhuǎn)而工作，而屏蔽泵是一種無動(dòng)密封泵，泵和驅(qū)動(dòng)電機(jī)都被密封在一個(gè)被泵送介質(zhì)充滿的壓力容器內(nèi)，此壓力容器只有靜密封，并由一個(gè)電線組來提供旋轉(zhuǎn)磁場(chǎng)并驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)子。這種結(jié)構(gòu)取消了傳統(tǒng)離心泵具有的旋轉(zhuǎn)軸密封裝置，而全部采用靜密封結(jié)構(gòu)，故能做到完全無泄漏。利用屏蔽套將電機(jī)的轉(zhuǎn)子和定子隔開，轉(zhuǎn)子在被輸送的介質(zhì)中運(yùn)轉(zhuǎn)，其動(dòng)力通過定子磁場(chǎng)傳給轉(zhuǎn)子。此外，屏蔽泵的制造并不復(fù)雜，其液力端可以按照離心泵通常采用的結(jié)構(gòu)形式和有關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范來設(shè)計(jì)、制造。

盡管如此，多數(shù)的屏蔽泵不具有自吸功能，而無外加噴射器的帶有儲(chǔ)水式的離心自吸式泵的自吸性能難于突破8m甚至9m的吸程，若直接套用現(xiàn)有噴射泵結(jié)構(gòu)，又會(huì)因?yàn)閲娚浔玫碾x心導(dǎo)葉附近強(qiáng)烈的流體沖擊導(dǎo)致很大而難以接受的噪音，破壞屏蔽泵本身所具有的靜音特性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有屏蔽泵不具有自吸或吸力較弱的不足，本發(fā)明的目的在于提供一種低噪音，流量、揚(yáng)程、吸程等工作性能全面，可行性高、結(jié)構(gòu)緊湊的離心噴射式自吸屏蔽復(fù)合泵。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：泵和驅(qū)動(dòng)電機(jī)都被密封在一個(gè)被泵送介質(zhì)充滿的壓力容器內(nèi)；采用單隔舌、單出口或多隔舌、多出口的離心蝸室，經(jīng)離心葉輪增壓后的高速流體大部分由隔舌引流導(dǎo)出進(jìn)入離心導(dǎo)管，與離心導(dǎo)管出口間隔一定距離的離心導(dǎo)管下游布置有噴射器入口導(dǎo)管；離心導(dǎo)管流出的高速高壓流體一部分作為工作流體直接從噴射器入口導(dǎo)管進(jìn)入噴射器，另一部分則經(jīng)由分流壓水室中轉(zhuǎn)，最終從復(fù)合泵出口排出；其中噴射器由噴嘴、喉管及擴(kuò)散管組成，是實(shí)現(xiàn)屏蔽泵自吸的關(guān)鍵部件，有時(shí)可以不設(shè)喉管；離心導(dǎo)管、噴射器入口導(dǎo)管密封布置在分流壓水室內(nèi)部；復(fù)合泵的出口由分流壓水室導(dǎo)出。在高壓工作流體的作用下噴嘴形成的亞超音速或超音速的射流，于是在噴嘴出口高速流體附近產(chǎn)生一個(gè)極強(qiáng)的負(fù)壓，復(fù)合泵入口的被吸流體因此被卷吸與高壓工作流體一起噴射進(jìn)入喉管進(jìn)行混合，然后在擴(kuò)散管內(nèi)減速增壓，當(dāng)無喉管時(shí)直接在擴(kuò)散管內(nèi)混合、減速增壓；混合的流體從離心葉輪入口進(jìn)入離心葉輪進(jìn)行重新增壓，如此循環(huán)往復(fù)，周而復(fù)始；離心葉輪流出的小部分流體經(jīng)泵端蓋板上的冷卻導(dǎo)流孔或從流體高壓區(qū)引流進(jìn)入轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子屏蔽套間的縫隙，再?gòu)膹?fù)合泵中心軸通孔或軸外流道循環(huán)回流至葉輪內(nèi)，對(duì)電機(jī)進(jìn)行充分的強(qiáng)對(duì)流冷卻。

當(dāng)自吸屏蔽復(fù)合泵處于自吸排氣階段，分流壓水室與離心蝸室內(nèi)儲(chǔ)存有預(yù)灌的流體，復(fù)合泵運(yùn)行時(shí)，離心蝸室內(nèi)增壓后的流體相當(dāng)部分作為工作流體流入噴射器，在噴嘴出口形成強(qiáng)負(fù)壓，此時(shí)入口的被吸流體為氣體，其在噴嘴出口負(fù)壓的作用下與預(yù)灌的工作流體一起在噴嘴出口匯流、在喉管混合、在擴(kuò)散管內(nèi)增壓減速后由離心葉輪進(jìn)口導(dǎo)管引流進(jìn)入離心葉輪加速增壓，而后經(jīng)離心導(dǎo)管流入分流壓水室，其中未作為工作流體循環(huán)進(jìn)入噴嘴的這部分氣液混合流體在分流壓水室內(nèi)滯留，由于氣泡的上浮和主流向上的帶動(dòng)而發(fā)生氣液分離，完成排氣最終實(shí)現(xiàn)自吸。

通過采用以上技術(shù)方案，本發(fā)明具有的有益效果是：

1、采用噴射器與屏蔽泵結(jié)構(gòu)的融合，實(shí)現(xiàn)了屏蔽泵的強(qiáng)自吸功能，最高吸程可達(dá)9m以上，同時(shí)由于工作流體的二次增壓，明顯提高了同一規(guī)格下屏蔽泵的揚(yáng)程。

2、離心蝸室采用單隔舌、單出口或多出口、多隔舌流道，并由離心導(dǎo)管順暢地將工作流體導(dǎo)入噴射器，區(qū)別于傳統(tǒng)噴射泵利用導(dǎo)葉和導(dǎo)流盤將離心葉輪出口流體從多個(gè)擴(kuò)散流道垂直擠壓進(jìn)入分流壓水室而誘發(fā)強(qiáng)烈流動(dòng)噪音的方式，確保了屏蔽泵噪音低的優(yōu)點(diǎn)。

3、復(fù)合泵的結(jié)構(gòu)完整保留了屏蔽泵全靜態(tài)密封的優(yōu)點(diǎn)，同樣適用于泵送有毒有害、腐蝕性、易燃易爆等高密封要求的場(chǎng)合。

4、當(dāng)噴射器流向軸線與離心旋轉(zhuǎn)中心軸垂直布置時(shí)，復(fù)合泵的泵體尺寸可以進(jìn)一步減小，使復(fù)合泵整體結(jié)構(gòu)進(jìn)一步緊湊。

5、本發(fā)明復(fù)合泵的結(jié)構(gòu)不復(fù)雜，加工制造工藝可行性強(qiáng)，產(chǎn)業(yè)化前景好。

附圖說明

圖1為軸內(nèi)循環(huán)的結(jié)構(gòu)縱向剖面示意圖；

圖2為軸外循環(huán)的結(jié)構(gòu)縱向剖面示意圖；

圖3為結(jié)構(gòu)橫向剖面示意圖；

圖4 為圖2中A-A剖面圖。

附圖標(biāo)記：1、單出口；2、離心導(dǎo)管；3、噴射器入口導(dǎo)管；4、噴嘴；5、喉管；6、擴(kuò)散管；7、分流壓水室；8、復(fù)合泵出口；9、離心葉輪；10、泵端蓋板；11、冷卻導(dǎo)流孔；12、電機(jī)端蓋；13、轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子屏蔽套間縫隙；14、復(fù)合泵中心軸；15、中心軸通孔；16、轉(zhuǎn)子屏蔽套；17、轉(zhuǎn)子；18、復(fù)合泵入口；19、葉輪進(jìn)口；20、葉輪進(jìn)口導(dǎo)管；21、冷卻液導(dǎo)管；22、離心蝸室；23、軸外流道。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明中的技術(shù)方案，下面將結(jié)合本發(fā)明中的附圖，對(duì)發(fā)明中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整的描述，顯然所描述的僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诎l(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都應(yīng)當(dāng)屬于發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明自吸屏蔽復(fù)合泵的泵體和驅(qū)動(dòng)電機(jī)都被密封在一個(gè)被泵送介質(zhì)充滿的壓力容器內(nèi)。離心蝸室22采用單隔舌、單出口1或多隔舌、多出口，即多個(gè)單隔舌、單出口的形式，經(jīng)離心葉輪9增壓后的高速流體大部分由離心蝸室隔舌引流導(dǎo)出進(jìn)入離心導(dǎo)管2，與離心導(dǎo)管出口間隔一定距離的離心導(dǎo)管下游布置有噴射器入口導(dǎo)管3。自吸屏蔽復(fù)合泵運(yùn)行時(shí)，離心導(dǎo)管2流出的高速高壓流體一部分作為工作流體直接從噴射器入口導(dǎo)管3進(jìn)入噴嘴4，另一部分則經(jīng)由分流壓水室7中轉(zhuǎn)，最終從復(fù)合泵出口8排出。其中，噴射器由噴嘴4、喉管5及擴(kuò)散管6組成，有時(shí)可以不設(shè)喉管5。噴射器是實(shí)現(xiàn)屏蔽泵自吸的關(guān)鍵部件。離心導(dǎo)管22、噴射器入口導(dǎo)管3密封布置在分流壓水室內(nèi)部。復(fù)合泵出口8由分流壓水室7導(dǎo)出。高壓工作流體進(jìn)入噴嘴4形成亞音速或超音速的射流，于是在噴嘴4出口高速流體附近產(chǎn)生一個(gè)極強(qiáng)的負(fù)壓，復(fù)合泵入口18的被吸流體因此被卷吸與高壓工作流體一起噴射進(jìn)入喉管5進(jìn)行混合，然后在擴(kuò)散管6內(nèi)減速增壓?；旌系牧黧w從葉輪進(jìn)口導(dǎo)管20經(jīng)離心葉輪進(jìn)口19進(jìn)入離心葉輪9進(jìn)行新一輪增壓，如此循環(huán)往復(fù)，周而復(fù)始。離心葉輪9流出的小部分流體經(jīng)泵端蓋板10上的冷卻導(dǎo)流孔11或從分流壓水室7、離心導(dǎo)管2、離心蝸室22由冷卻液導(dǎo)管21引流進(jìn)入轉(zhuǎn)子17與轉(zhuǎn)子屏蔽套16間的縫隙13，再?gòu)膹?fù)合泵中心軸通孔15（復(fù)合泵中心軸14內(nèi)的通孔）或軸外流道23循環(huán)回流至離心葉輪9內(nèi)部，對(duì)電機(jī)進(jìn)行充分的強(qiáng)對(duì)流冷卻，電機(jī)自帶電機(jī)端蓋12。

當(dāng)自吸屏蔽復(fù)合泵處于自吸排氣階段，分流壓水室7與離心蝸室22內(nèi)儲(chǔ)存有預(yù)灌的流體，復(fù)合泵運(yùn)行后，離心蝸室22內(nèi)增壓后的流體相當(dāng)部分作為工作流體流入噴射器，在噴嘴4出口形成強(qiáng)負(fù)壓，此時(shí)復(fù)合泵入口18的被吸流體為氣體，其在噴嘴出口負(fù)壓的作用下與預(yù)灌的工作流體一起在噴嘴4出口匯流、在喉管5混合、在擴(kuò)散管6內(nèi)減速增壓后進(jìn)入離心葉輪9加速，而后經(jīng)離心導(dǎo)管2流入分流壓水室7。未作為工作流體循環(huán)進(jìn)入噴嘴4的這部分氣液混合流體在分流壓水室7內(nèi)滯留，由于氣泡的上浮和主流向上的帶動(dòng)而發(fā)生氣液分離，完成排氣、實(shí)現(xiàn)自吸。

所述的被吸流體為氣、水或其它流體及其與氣、固體小顆粒的混合物；工作流體為純水或其它液態(tài)流體及其與氣、固體小顆粒的混合物；

所述的噴射器入口水力直徑為0.1～10.0D₀，等直徑或變直徑，圓截面或非圓截面，D₀為離心蝸室隔舌處垂直于離心流道出口段流道中心線的截面的水力直徑；

所述的離心導(dǎo)管為直管、圓彎管、斜管、螺旋曲線管、任意空間曲線狀管或上述形狀管道的組合；

所述的離心導(dǎo)管出口在分流壓水室內(nèi)距離噴射器入口導(dǎo)管0.1D～10.0D，D為離心導(dǎo)管出口水力直徑；

所述的噴嘴、喉管和擴(kuò)散管組成噴射器，喉管也可不設(shè)，即喉管長(zhǎng)度為0，噴射器流向中心軸線可與離心葉輪旋轉(zhuǎn)中心軸平行、垂直或傾斜一定角度；

所述的離心蝸室為單隔舌、單出口或多隔舌多出口，每個(gè)出口各連接一個(gè)離心導(dǎo)管，離心導(dǎo)管匯合后再進(jìn)入分流壓水室，也可單獨(dú)與分流壓水室相連；

所述的復(fù)合泵出口引流進(jìn)入轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子屏蔽套間的縫隙的導(dǎo)管的直徑為0.01～10.0D₀；

所述的用于電機(jī)冷卻的小部分流體可以從泵端蓋上的冷卻導(dǎo)流孔或從流體高壓區(qū)引出一根冷卻液導(dǎo)管把高壓流體直接引入轉(zhuǎn)子與轉(zhuǎn)子屏蔽套間的縫隙。

所述的流體高壓區(qū)可以是分流壓水室、離心導(dǎo)管或離心蝸室等流體壓力明顯高于葉輪進(jìn)口流體壓力的區(qū)域。

所述復(fù)合泵出口方向可以為水平、與重力方向平行向上或其它任意方向。

綜上本發(fā)明保留了屏蔽泵整體結(jié)構(gòu)緊湊、一體化程度高的特點(diǎn)的同時(shí)，在不增加泵運(yùn)行噪音的前提下，實(shí)現(xiàn)了屏蔽泵的自吸功能，且吸程可達(dá)9m以上。

以上結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式作了說明，但這些說明不能被理解為限制了本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的保護(hù)范圍由隨附的權(quán)利要求書限定，任何在本發(fā)明權(quán)利要求基礎(chǔ)上的改動(dòng)都是本發(fā)明的保護(hù)范圍。