[发明专利]一种无叶顶间隙无泄漏轴流泵

说明书

技术领域

本发明涉及流体机械，特别涉及一种无叶顶间隙无泄漏轴流泵。

背景技术

轴流泵是通过高速旋转的叶轮推动流体做功而增加流体的压能和动能的装置。在轴流式泵或压缩机中由于叶轮叶片与壳体之间存在叶顶间隙，当叶轮工作时，液体会从高压端沿这一间隙回流到低压端，从而降低了轴流泵的输出压力，增加了损失。

流体机械的另一个难题是密封问题。特别是泵类流体机械，经常输送的流体还包括具有腐蚀性或可能对环境造成特别的污染，工作环境中经常就不允许有任何泄漏。另一方面传统流体机械中的动密封或静密封也会在一定程度上增加轴旋转的阻力，增加能耗损失。

中国专利03114588.4公开了一种新型轴流式流体压缩装置，该压缩装置采用将电机轴、叶片与壳体连成一体的转子结构，同时在转子的两端采用用动密封圈的密封形式，有效解决了轴流式流体机械的叶顶间隙损失。但是当轴流式流体压缩装置体积较大时，就得采用很大直径的动密封，这就增加了实施难度和实施成本。

    中国专利200510017430.5提出了一种旋转轴内螺旋泵，其转子（螺杆）与圆筒的连接形式与专利03114588.4有相似之处，但是该专利的转子是将外圆筒作为轴来工作的，在要求较大通道的情况下就需要直径很大的轴承，给实施推广带来了困难。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题在于提供一种无叶顶间隙无泄漏轴流泵，设计轴流泵与电动机为一体，省掉了传统轴流泵上的密封系统，避免了泵内流体的泄露，也减小了摩擦损失。

为解决上述技术问题，本发明的无叶顶间隙无泄漏轴流泵，包括带线圈绕组的定子、内含鼠笼结构的转子、支撑轴承和轴承支架，内含鼠笼结构的转子位于带线圈绕组的定子的中心，内含鼠笼结构的转子是由轴、轮毂、叶片和圆筒形鼠笼外圈组成，轮毂和轴固定连接，轮毂的外表面固定设计有叶片，所述叶片的顶部固定连接内含鼠笼圆筒形外圈的内壁，轴的两端和支撑轴承相连，所述支撑轴承分别由两端的轴承支架支撑。该轴流泵通电工作时，交变电流在带线圈绕组的定子中产生旋转磁场，驱动内含鼠笼结构的转子旋转，转子上旋转的叶片驱动流体从入口进入泵体，经过出口流出进入管道系统。由于轴流泵与电动机设计为一体，省掉了传统轴流泵上的密封系统，避免了泵内流体的泄露，也减小了摩擦损失。

进一步，所述带线圈绕组的定子和内含鼠笼结构的转子之间设置非导磁材料的隔层，采用在定子和转子之间设置非导磁材料的隔层来密封，轴流泵内不需要动密封装置，降低了轴流泵的实施难度和实施成本，也减小了摩擦损失。

进一步，非导磁材料的隔层与转子外圈的圆筒的内表面上有沿轴向设计的一系列环形或螺旋形凹槽，能减小沿转子与非导磁材料的隔层之间从高压端到低压端流体的泄露。

进一步，带线圈绕组的定子可以与非导磁材料的隔层设计成一体，有利于轴流泵的加工组装。

进一步，带线圈绕组的定子与非导磁材料的隔层设计成一体时，定子的圆柱外侧安装有线圈绕组，该线圈绕组外边加一个带散热结构的圆柱筒形外壳。

进一步，轴承支架与带线圈绕组的定子之间设置密封垫片。

进一步，轴承支架的外侧分别设置入口导流管和出口导流管，并与带线圈绕组的定子之间用螺栓连接，入口导流管及出口导流管与轴承支架之间也设置密封垫片。

进一步，轴承支架设计有导流结构、该带导流结构的轴承支架与带线圈绕组的定子之间用螺栓连接。

进一步，内含鼠笼结构的转子可以为与带线圈绕组的定子配套的永久磁铁材料和结构。

该轴流泵与电动机设计为一体，轴流泵内的流体通过电机内部流动，带走了部分电机工作时发出的热量，提高了电机的运行效率和安全性；带导流结构的轴承支架对流入叶轮的液体有一个引导作用，减小了部分叶轮的入口损失，提高了效率；带导流结构的轴承支架对流出叶轮的液体有一个引导作用，减小了部分叶轮流出液体的动能损失。

本发明的轴流泵的入口和出口连接形式可以是直管连接、法兰连接、螺纹连接等形式。

本发明的轴流泵的内含鼠笼结构的转子也可以只由轴、叶片和圆筒形鼠笼外圈组成，轴的外表面固定设计有叶片，所述叶片的顶部固定连接内含鼠笼圆筒形外圈的内壁。

附图说明

图1是轴流泵结构图；

图2是内含鼠笼结构的转子结构图；

图3是入口端带导流结构的轴承支架结构图；

图4是出口端带导流结构的轴承支架结构图；

图5是非导磁体材料隔层结构图；

图6是密封垫片结构图；