[发明专利]基于直流永磁电机的自吸式复合屏蔽泵

说明书

本发明公开了一种基于直流永磁电机的自吸式复合屏蔽泵。本发明中的泵进口连接喷射器进口，喷射器的扩散段连接离心端进口，离心端出口与缓冲增压腔入口相连通，缓冲增压腔出口与气液分离室相连通，气液分离室与泵出口相连通；缓冲增压腔用于将离心端出口高速有压流体快速降速并增压；在排气自吸阶段，降低气液混合流体流速的同时消减气泡破碎；在非排气阶段，减小流动阻力降低压损的同时实现对离心端出口流体的缓冲增压。本发明采用直流永磁电机结合喷射器与屏蔽泵，使得屏蔽泵具有强自吸、水力特性好的特点，巧妙设置缓冲增压腔的空间位置和内部结构，有效解决高转速下复合屏蔽泵内气泡破碎严重导致气液分离困难的技术难题。

技术领域

本发明属于流体机械领域，具体涉及一种基于直流永磁电机的自吸式复合屏蔽泵。

背景技术

在各种泵类产品中，屏蔽泵凭借其密封结构、无泄漏风险、高可靠性等特特点在化工、能源、水利工程及结构工程方面获得了广泛应用及推广，特别是在输运贵重、易燃易爆、放射性及腐蚀性等流体介质方面起关键技术支撑作用。屏蔽泵具有独特的结构，能够将电机及泵体部分密封在一定的屏蔽泵泵腔内，泵送介质充满泵腔内壁，整体结构无动密封件，运行十分安全。同时，循环介质能够有效解决电机温升问题，无需电机冷却风扇，降低屏蔽泵噪声，在家用电器、医院检测仪器等有静音需求的场景具有较强的应用价值。

屏蔽泵作为无动密封泵，泵和驱动电机都被密封在一个被泵送介质充满的屏蔽泵泵腔内，此屏蔽泵泵体中只有静密封，并由一个电线组来提供旋转磁场并驱动转子。虽然具有诸多优点，但多数的屏蔽泵不具有自吸功能，为了实现自吸也有直接采用现有喷射泵喷射器结构，并采用常规异步电机驱动离心叶轮的技术方案，但多初级喷射器结构将导致能量转化率降低，再加异步电机温升高等本身问题，自吸屏蔽泵效率严重下降。还有可能经喷射加速后流体因离心叶轮强烈的离心进一步加速容易导致气液分离失效，无法实现屏蔽泵的自吸功能；而为了弥补效率损失带来的复合屏蔽泵性能下降，则一般需要更换更大功率电机和更大直径的叶轮，工程上较难有效推广。

发明内容

针对现有屏蔽泵不具有自吸或吸力弱、能效较低的问题，本发明的目的在于提供一种具有自吸能力、流量、扬程、吸程等工作性能全面，安全性极强、结构紧凑的基于直流永磁电机的自吸复合屏蔽泵。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

本发明包括泵进口、喷射器、离心端、缓冲增压腔、气液分离室和泵出口，泵进口连接位于喷射器进口，喷射器的扩散段连接离心端进口，离心端出口与缓冲增压腔入口相连通，缓冲增压腔出口与气液分离室相连通，气液分离室与泵出口相连通；

所述的离心端包括直流永磁电机、离心叶轮和离心压水室，离心叶轮位于离心压水室内，且与直流永磁电机的转子相连，直流永磁电机的转子与定子通过屏蔽套隔离；所述的直流永磁电机最高转速至少达到3600转/分钟；

所述的缓冲增压腔用于将离心端出口高速有压流体快速降速并增压；在排气自吸阶段，降低气液混合流体流速的同时消减气泡破碎；在非排气阶段，降低流动压损的同时实现对离心端出口流体的缓冲增压。

进一步说，所述的缓冲增压腔出口在平面内沿周向或径向分布，或者在空间上布置孔隙。

进一步说，所述的缓冲增压腔为多孔隙层板串联结构、多孔隙空间结构、多孔隙介质填充结构、单个迂回流道组合的结构或者多个迂回流道组合的结构

进一步说，所述的多孔隙层板串联结构的缓冲增压腔内增设固定式或者转动式导叶，或者将缓冲增压腔进出口设置为可转动导叶。

进一步说，所述缓冲增压腔与离心叶轮上下分布或者同心分布。上下分布时，离心端出口通过导流腔连通缓冲增压腔。

进一步说，所述喷射器喷嘴入口位置布置止回阀，当复合屏蔽泵自吸阶段结束后，止回阀在喷射器内外压差的驱动下关闭，气液分离室内的液体无法再经喷嘴位置进入喷射器内部，泵内循环流动截止。