[发明专利]一种离心泵的泵轴连接结构及其设计方法

说明书

本发明提供一种离心泵的泵轴连接结构，所述连接结构包括叶轮部、轴部和弹性圈，所述叶轮部位于所述离心泵的叶轮上，所述轴部位于所述离心泵的泵轴，所述弹性圈设置于所述轴部和所述叶轮部之间，用以连接固定所述叶轮部和所述轴部；所述叶轮部朝向所述弹性圈的一侧设有若干第一单侧凸齿，所述轴部朝向所述弹性圈的一侧设有若干第二单侧凸齿；所述弹性圈为双侧凹齿结构，所述双侧凹齿分别与所述若干第一单侧凸齿和所述若干第二单侧凸齿配合连接。本发明连接结构可有效避免因泵内堵塞而造成叶轮折断和电机烧毁的问题，并且不影响泵的能量性能，为泵进行持续稳定工作提供了极大的保障。

技术领域

本发明涉及离心泵技术领域，特别涉及一种离心泵的泵轴连接结构及其设计方法。

背景技术

轴键连接作为传统的离心泵叶轮和泵轴的连接方式，虽然可以保证离心泵的稳定性运行，但也受限于其稳固的连接，在叶轮发生卡死时泵轴难以停下，造成叶轮或轴被强行扭断或者烧毁电机。因此，有必要发明一种新型泵轴连接结构及设计方法，使得其既能保证泵的水力性能，又能在叶轮卡死时保证叶轮和电机的安全。

发明内容

本发明要解决是离心泵在发生叶轮卡死时叶轮和泵轴被折断或者损毁电机的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明第一方面，公开了一种离心泵的泵轴连接结构，所述连接结构包括叶轮部、轴部和弹性圈，所述叶轮部位于所述离心泵的叶轮上，所述轴部位于所述离心泵的泵轴，所述弹性圈设置于所述轴部和所述叶轮部之间，用以连接固定所述叶轮部和所述轴部；

所述叶轮部朝向所述弹性圈的一侧设有若干第一单侧凸齿，所述轴部朝向所述弹性圈的一侧设有若干第二单侧凸齿；

所述弹性圈为双侧凹齿结构，所述双侧凹齿分别与所述若干第一单侧凸齿和所述若干第二单侧凸齿配合连接，所述弹性圈、所述叶轮部和所述轴部三者之间通过间隙配合进行固定。

第二方面，本发明提供一种离心泵的泵轴连接结构设计方法，所述连接结构包括叶轮部、轴部和弹性圈，所述叶轮部位于所述离心泵的叶轮上，所述轴部位于所述离心泵的泵轴，所述弹性圈设置于所述轴部和所述叶轮部之间，用以连接固定所述叶轮部和所述轴部；所述设计方法包括如下具体步骤：

根据泵轴和叶轮侧的间距L与叶轮内径D确定叶轮部的形状；

根据泵轴和叶轮侧的间距L与叶轮内径D确定轴部的形状；

根据叶轮部和轴部设计参数确定弹性圈的形状。

可选地，所述根据泵轴和叶轮侧的间距L与叶轮内径D确定叶轮部的形状具体包括如下步骤：

S101.根据叶轮内径D确定所述叶轮部的凸齿的齿数m₁，并计算各所述叶轮部的凸齿在所述叶轮部分布角度θ₁：

其中，当D120时，m₁＝5；当120≤D≤350时，m₁＝7；当350D≤350时，m₁＝9；

S103.根据叶轮内径D与叶轮和泵轴间距L确定叶轮部基圆半径R₁：

式中，α₁为修正系数，α₁∈[1.06，1.23]；

β₁为修正系数，β₁∈[-4.25，-0.24]；

S105.根据所述叶轮部的基圆半径R₁确定所述叶轮部的凸齿的形状参数：