申請日2014.01.20

　　公開(公告)日2015.07.22

　　IPC分類號F04D7/04; F04D29/00

　　摘要

　　本發(fā)明公開了一種污水泵閉式葉輪口環(huán)切割防堵裝置，其主要由軸承、機械密封、葉輪、前泵腔、泵體密封環(huán)、切割防堵結(jié)構(gòu)、葉輪密封環(huán)、葉輪密封環(huán)固定螺釘、吸入口、泵體、泵體上方形凹槽等組成。葉輪密封為一種具有螺旋形式的切割防堵結(jié)構(gòu)，其旋轉(zhuǎn)方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向一致。切割防堵結(jié)構(gòu)與泵體形成銑刀切割面，當大纖維、顆粒在壓力差的作用下從前泵腔向葉輪進口流動時，流經(jīng)該配合面處被該銑刀切割面切碎，使纖維等雜質(zhì)被切碎后在進入污水泵葉輪內(nèi)，并從污水泵輸出至排污管道。本發(fā)明的有益結(jié)果是：解決了污水泵口環(huán)處顆粒堵塞和纖維纏繞問題，實現(xiàn)纖維或者顆粒在口環(huán)內(nèi)直接被多次切割和粉碎，保證了污水泵穩(wěn)定可靠運行，徹底消除了葉輪口環(huán)卡死導(dǎo)致燒毀電機的現(xiàn)象。

　　權(quán)利要求書

　　1.一種污水泵閉式葉輪口環(huán)切割防堵裝置，包括軸承(1)，機械密封(2)，葉輪(3)， 雜質(zhì)(4)，前泵腔(5)，泵體密封面(6)，泵體前泵腔傾斜面(7)，切割防堵結(jié)構(gòu)(8)， 葉輪密封環(huán)(9)，葉輪密封環(huán)固定螺釘(10)，葉輪進口(11)，吸入口(12)，泵體 (13)，泵體上方形銑槽(14)等。葉輪口環(huán)采用切割防堵結(jié)構(gòu)(8)，該切割防堵結(jié) 構(gòu)(8)的旋轉(zhuǎn)方向與葉輪(3)的旋轉(zhuǎn)方向一致。

　　2.如權(quán)利要求1所述的一種污水泵閉式葉輪口環(huán)切割防堵裝置，其特征在于切割防堵 結(jié)構(gòu)(8)為螺旋形結(jié)構(gòu)，通過螺旋輸送的原理將含有纖維、顆粒的污水輸送至葉輪 進口(11)處。

　　3.如權(quán)利要求1所述的一種污水泵閉式葉輪口環(huán)切割防堵裝置，其特征在于切割防堵 結(jié)構(gòu)(8)采用矩形鋸齒結(jié)構(gòu)。

　　4.如權(quán)利要求1所述的一種污水泵閉式葉輪口環(huán)切割防堵裝置，其特征在于泵體(13) 上開1～2道方形銑槽(14)，使切割防堵結(jié)構(gòu)(8)與相配合的泵體(13)形成銑刀切 割面當大纖維在壓力差的作用下從前泵腔(5)向葉輪進口流動時，流經(jīng)該配合面處 被該銑刀切割面切碎，可再次進入泵內(nèi)被輸送至葉輪出口;大的顆粒也可以被該銑刀 切割面直接絞碎，進而從泵內(nèi)輸出。

　　5.如權(quán)利要求1所述的一種污水泵閉式葉輪口環(huán)切割防堵裝置，其特征在泵體(13) 前段有3°～5°的傾斜角度，并且進行倒圓角處理。前泵腔(5)內(nèi)的纖維、顆粒等 雜質(zhì)(4)在壓力差的作用下流經(jīng)切割防堵結(jié)構(gòu)向葉輪進口流動，且越靠近葉輪進口 其受到的切割作用越明顯，使纖維等雜質(zhì)(4)被切碎而二次進入泵內(nèi)、進而從泵內(nèi) 輸出。

　　6.如權(quán)利要求1所述的一種污水泵閉式葉輪口環(huán)切割防堵裝置，其特征在泵體密封面 (6)有2°～3°的傾斜角度，且入口位倒圓角處理。圓角和大間隙引導(dǎo)纖維順利進 入口環(huán)切割防堵結(jié)構(gòu)(8)，對顆粒和纖維預(yù)進行預(yù)切割。隨著泵體密封面(6)和葉 輪密封環(huán)(9)配合間隙逐漸減小，可進一步多次細切割和切碎。

　　7.如權(quán)利要求1所述的一種污水泵閉式葉輪口環(huán)切割防堵裝置，其特征在當葉輪軸偏 心運行時，葉輪密封環(huán)(9)與泵體密封面(6)兩密封環(huán)之間為矩形齒接觸，減小了 接觸面積，不易卡死，提高了運行可靠性。

　　8.如權(quán)利要求1所述的一種污水泵閉式葉輪口環(huán)切割防堵裝置，其特征在葉輪密封環(huán) (9)與葉輪進口通過固定螺釘(10)進行位置固定，葉輪口環(huán)切割防堵裝置長時間 運行磨損后，可進行維護和更換。

　　說明書

　　一種污水泵閉式葉輪口環(huán)切割防堵裝置

　　技術(shù)領(lǐng)域

　　本發(fā)明涉及一種污水泵閉式葉輪口環(huán)切割防堵裝置，屬于流體機械技術(shù)領(lǐng)域，尤 其適用于離心泵輸送污水污物介質(zhì)。

　　背景技術(shù)

　　對于一般離心泵來說，葉輪密封口環(huán)和泵體密封面是一對間隙配合的零部件�？� 環(huán)的作用是在葉輪與泵體間形成狹窄、曲折的通道，來增加介質(zhì)的流動阻力，達到減少介 質(zhì)泄漏的目的。葉輪高速旋轉(zhuǎn)而泵體固定不動，所以葉輪口環(huán)和泵體間為間隙配合。隨著 我國環(huán)保事業(yè)不斷發(fā)展，泵的應(yīng)用領(lǐng)域越來越廣，在市政、生活污水等的排放中都需要可 輸送含有固體顆粒懸浮物或纖維狀懸浮物液體的污水無堵塞泵。目前無堵塞葉片結(jié)構(gòu)主要 有單流道、雙流道、旋流泵和螺旋離心泵等結(jié)構(gòu)，這些葉片結(jié)構(gòu)基本解決了葉輪內(nèi)的污水 污物介質(zhì)的堵塞問題。然而，對于閉式污水離心泵葉輪結(jié)構(gòu)，在輸送含有該固體顆粒和纖 維介質(zhì)的污水時，在其前泵腔內(nèi)易堆積這些顆粒和纖維等雜質(zhì)，容易產(chǎn)生口環(huán)間隙堵塞問 題。葉輪前后蓋板兩側(cè)泵腔與葉輪出口相連，壓力很高，葉輪口環(huán)處于泵腔高壓側(cè)和葉輪 進口低壓側(cè)中間，口環(huán)兩側(cè)存在較大的壓力差，因此在泵輸送介質(zhì)時，必定會有部分含有 顆粒、纖維的污水，在壓差作用下，通過葉輪與泵體間的密封口環(huán)間隙，顆粒和纖維并從 泵腔高壓區(qū)流到進口低壓區(qū)。在污水泵實際運行過程中，經(jīng)常發(fā)現(xiàn)纖維或者顆粒在口環(huán)內(nèi) 將阻礙葉輪的正常旋轉(zhuǎn)，導(dǎo)致軸功率瞬間上升，情況嚴重時，固體顆粒或者纖維等雜質(zhì)會 將葉輪卡死，導(dǎo)致葉輪導(dǎo)致污水泵軸功率超載，燒毀電機，從而降低泵的可靠性和使用壽 命，并影響污水處理流程的工作效率、耽誤工業(yè)生產(chǎn)。由此可見，實現(xiàn)污水泵葉輪口環(huán)處 切割防堵技術(shù)是目前污水設(shè)備急需解決的關(guān)鍵技術(shù)。

　　經(jīng)檢索，基于CFD的離心泵口環(huán)間隙流動研究(趙偉國.基于CFD的離心泵口環(huán)間隙 流動研究.華中科技大學(xué).2006.pp.23～46)一文中涉及離心泵口環(huán)結(jié)構(gòu)，包括前口環(huán)、后 口環(huán)、前泵腔、后泵腔以及葉輪，其為常見的葉輪的口環(huán)結(jié)構(gòu)，由前后兩個口環(huán)組成，各 自形成兩個口環(huán)間隙。葉輪口環(huán)間隙對農(nóng)用離心泵汽蝕性能的影響(牟介剛，蘇苗印等.葉 輪口環(huán)間隙對農(nóng)用離心泵汽蝕性能的影響.農(nóng)機化研究.2010(11)：25-29)一文中所示離 心泵葉輪口環(huán)結(jié)構(gòu)其包括前口環(huán)、后口環(huán)，但其均為普通口環(huán)，不具有切割防堵的功能， 一旦輸送污水時便會導(dǎo)致葉輪的堵塞，導(dǎo)致泵的使用壽命縮短、效率降低，影響生產(chǎn)作業(yè)。 我國現(xiàn)有的污水泵及清水泵葉輪目前均采用普通口環(huán)密封結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)中的葉輪與泵體的 口環(huán)結(jié)構(gòu)為圓柱面環(huán)，只能用于輸送清水介質(zhì)，若輸送還有纖維、顆粒的雜質(zhì)時，該纖維、 顆粒將沉積在前蓋板處，情況嚴重時，常出現(xiàn)葉輪密封口環(huán)處卡死的現(xiàn)象，影響泵的運行 效率和使用壽命，現(xiàn)有技術(shù)的葉輪口環(huán)結(jié)構(gòu)僅能適用于單一液體介質(zhì)輸送，不能用于含有 固體顆粒懸浮物或纖維狀懸浮物液體的輸送。

　　發(fā)明內(nèi)容

　　為解決上述問題，本發(fā)明提供了一種污水泵閉式葉輪口環(huán)切割防堵裝置，其由軸 承、機械密封、葉片、雜質(zhì)、前泵腔、泵體密封環(huán)、切割防堵結(jié)構(gòu)、葉輪密封環(huán)、葉輪密 封環(huán)固定螺釘、吸入口、泵體、泵體上方形銑槽等組成。葉輪口環(huán)采切割防堵結(jié)構(gòu)，其為 一種特殊的矩形螺紋(外螺紋)結(jié)構(gòu)，螺旋線方向與葉輪旋轉(zhuǎn)方向一致。該切割防堵結(jié)構(gòu) 可將泵腔內(nèi)含有固體顆粒懸浮物或纖維狀懸浮物液體輸送至泵的進口側(cè)，同時該纖維、顆 粒輸送螺旋槽采用矩形鋸齒，其與泵體密封端面形成間隙配合，在泵體密封端面上開有若 干刀槽，泵體方形銑槽與葉輪口環(huán)矩形鋸齒配合，兩者形成切碎裝置，口環(huán)矩形鋸齒在輸 送顆粒和纖維的同時，又實現(xiàn)了切碎功能，徹底解決了污水泵葉輪口環(huán)堵塞和卡死問題。

　　本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的方案是：污水泵正常運行時，葉輪高速運轉(zhuǎn)時，泵體 密封面與葉輪密封環(huán)上開設(shè)的方形銑槽之間形成鋒利的高速銑刀切割面，當污水污物介質(zhì) 中所含有的長纖維在葉輪密封環(huán)兩側(cè)壓力差的作用下，從前泵腔向葉輪進口流動時，當介 質(zhì)在葉輪密封環(huán)螺旋輸送過程中，纖維或固體顆粒經(jīng)過矩形鋸齒螺旋切割槽時，雜質(zhì)均被 銑刀切割面粉碎或切割，切碎后的纖維或顆粒繼續(xù)通過方形銑槽輸送至泵進口，在泵進口 來流的沖擊下，切碎物可再次進入泵內(nèi)，再次被輸送至泵葉輪出口，最終排入污水泵出口 輸送管道。

　　所述的靠近前泵腔的泵體密封面有一定的傾斜角度，并且對該處的泵體密封面靠 近前泵腔位置進行倒圓角處理。前泵腔內(nèi)的纖維、顆粒等在葉輪進、出口壓力差的作用下 流經(jīng)切割防堵結(jié)構(gòu)向葉輪進口流動，且越靠近葉輪進口處，葉輪螺旋切割面與泵體密封面 之間的間隙越小，其受到的切割作用越明顯。泵體密封面傾斜與倒圓角共同作用，使纖維 等雜質(zhì)自動進入方形銑槽中。

　　所述的泵體的前泵腔傾斜面有一定的傾斜角度，便于堆積的固體顆粒或纖維在自 身的重力作用下，自動向粉碎槽運動，在切割防堵結(jié)構(gòu)高速旋轉(zhuǎn)作用下自動進入密封口環(huán) 進行粉碎。

　　所述的葉輪密封環(huán)切割防堵結(jié)構(gòu)有一定長度，該葉輪口環(huán)切割防堵結(jié)構(gòu)對效率、 水力損失的影響很小，還可以起到螺旋密封作用，降低容積損失并可實現(xiàn)對長纖維等的多 次切割，使其更易通過葉輪排出，最終提高了污水泵的通過能力。

　　本發(fā)明的有益效果是，解決了污水泵口環(huán)顆粒堵塞和纖維纏繞問題，實現(xiàn)纖維或 者顆粒在口環(huán)內(nèi)直接被多次切割和粉碎，保證了污水泵穩(wěn)定可靠運行，徹底消除了葉輪口 環(huán)卡死導(dǎo)致燒毀電機的現(xiàn)象。