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专利名称：小流量端面粘流泵的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种新型的小流量端面粘流泵，它是属于流体输送机械特别是流量计量泵技术领域。其工作原理是借助在端面开设流体泵送槽的一旋转动叶轮和与之端面平行的静叶轮作相对运动时，使粘性剪切流大于压差流而实现流体由低压侧向高压侧的净流动即实现流体的输送，利用此原理可以研制开发出一种实现流量精确控制的新型端面流量计量泵。它主要是由在端面上开设了流体泵送槽的旋转动叶轮和旋转静叶轮组成。
目前，国内外在石油化工、化学、制药、食品、造纸等部门普遍采用的计量泵有柱塞式和隔膜式两种形式，它们均是依靠工作容积的周期性变化来输送流体，故而造成流量、压力的波动较大。为了消除流量波动造成化学反应变化无常，影响产品的质量及产量，需增设降低流量不均匀度的附加装置。柱塞式计量泵因柱塞在往复运动过程中与缸体和密封之间的摩擦磨损产生的磨屑而影响产品质量。隔膜式计量泵虽没有摩擦磨损及轴封，但隔膜的疲劳失效使其使用寿命很低(一般不超过一年)，必将影响长周期的连续化生产的正常进行。在文献Tribology Transactions(1999，V42，N2，p425～428)介绍了一种在旋转动叶轮端面开设径向泵送槽的圆盘型粘流泵，试验研究结果表明，该泵能够实现工艺流体的微量输送，但输送流体的温升太高，泵的效率低，不适宜在高速下进行流体的输送。在文献Journal ofTribology(Transactions of the ASME，91-Trib-39，p1～7)提出了一种半圆叶片型和一种改进的直叶片型(V型)粘流泵，是在无泄漏非接触式机械密封的基础上开发出来的，理论分析结果表明，该类粘流泵具有较高的泵送流量，但未经实验验证。在文献Journal ofTribology(Transactions of the ASME，91-Trib-48，p1～5)公开了闭式雷列台阶型和螺旋型端面粘流泵，并对其进行了结构参数的优化分析，指出优化后的螺旋槽型的泵送能力高于雷列台阶型，考虑到制造成本问题，建议采用雷列台阶型结构。但该研究未对粘流泵的工作效率进行探讨，且泵的结构仍较复杂，从流体动力学的角度分析，其效率不会太高。综上所述，目前工业中采用的大量容积式计量泵存在泵送流体压力和流量脉动不稳而难以精确控制、易对工艺流体造成污染、易损件多、效率低、可靠性差等缺点，难以满足现代工业对工艺流体进行精确流量调节、对产品质量要求更加严格、对环境无污染等方面的要求。而已经开发和正在研制的新型粘流泵也有结构复杂、工作效率较低、介质温升高等问题，有待进一步深入研究。
本实用新型的目的就在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种小流量端面粘流泵，它主要是针对现有的容积式计量泵和新型粘流泵存在的问题而研制开发的一种新型的小流量端面粘流泵，是一种工作原理完全不同于目前工业中大量采用的容积式计量泵的新型流量计量泵。其主要的技术特点是该端面粘流泵的做功元件主要由旋转动叶轮和平衡静叶轮组成，在旋转动叶轮或平衡静叶轮的端面开设一列流体泵送槽，每一个泵送槽的两条由外径向内径延伸的边线均为螺旋线型；高速旋转的动叶轮借助泵送槽的粘滞剪切效应把外径侧的低压流体泵送至内径侧，实现流体的连续增压输送，并使动叶轮和静叶轮的两个端面保持非接触状态。
附

图1即为本实用新型的整体结构示意图附图2即为本实用新型的旋转动叶轮的端面结构示意图。
附图的图面说明如下1---旋转动叶轮 2---平衡静叶轮 3---固紧螺钉 4---辅助密封圈5---弹性元件6---辅助密封圈 7---泵体端盖 8---辅助密封圈9---泵壳体 10---轴承压盖 11---轴承 12---轴承油封13---旋转轴14---锁紧螺母 15---垫片 16---定位套17---轴承 18---流体泵送槽 19---隔离坝下面将结合附图和实施例来详叙本实用新型的结构特点在实际设计和制造中，本实用新型的设计者是使粘流泵的做功元件主要由旋转动叶轮和平衡静叶轮组成，在旋转动叶轮的端面开设一列流体泵送槽，每一个泵送槽的两条由外径向内径延伸的边线均为螺旋线型；高速旋转的动叶轮借助泵送槽的粘滞剪切效应把外径侧的低压流体泵送至内径侧，实现流体的连续增压输送，并使动叶轮和静叶轮的两个端面保持非接触状态。这样，在该泵的工作时其工作原理是按如下的方式实现的泵送流体自吸入口进入泵内，高速旋转动叶轮借助其端面泵送槽在粘性剪切力的作用下把外径侧的流体泵入旋转动叶轮和平衡静叶轮之间并形成一层很薄的流体膜，使在静止状态下端面接触的旋转动叶轮和平衡静叶轮保持分离状态，避免了两者之间的摩擦磨损；泵送流体在自外径侧向内径侧的泵送过程中，其压力不断升高，在内径侧其压力达到最高值，由平衡静叶轮的导流孔进入泵的排出口和出口管线；这样一来，输送流体自吸入口、旋转叶轮外侧、两叶轮之间到平衡静叶轮排出口，实现了连续不断的输送。
与现有技术相比，本实用新型具有以下优点和显著的效益1．与普通的工业用容积式流量计量泵和高速小流量离心泵相比，具有无流量、压力波动现象，可以实现流量连续精确的调节，且无需动密封和稳压阀，工作效率高(可达30％以上，)等特点，尤其是端面粘流泵的两个平行端面不接触，可以实现长周期的平稳运转，而且避免了因摩擦件的直接摩擦磨损造成对工艺流体的污染。2．与国外已开发和正在研制开发的粘流泵相比，充分考虑流体流动效率的小流量端面粘流泵具有在相同的泵送压力下有更大的泵送流量，或在相同的泵送流量下有更大的泵送压力的优点；而且，泵的结构较为简单，泵的工作效率更高。3．该端面粘流泵的另一突出特点是壳体和轴承箱为一体式结构。此结构不仅可以降低泵的制造成本，更能大大改善其动态振动特性，使动、静叶轮和轴承的工作状态更趋稳定，使用寿命相应延长。
本实用新型的小流量端面粘流泵的研制开发，既可以满足我国精细化工、石油化工、生物制药、食品加工等领域对能够实现精确流量控制、且相对高效的小流量计量泵的巨大需求，又能提高产品质量及国际竞争力、降低成本和环境污染程度，产生的经济效益和社会效益是相当可观的。
权利要求1．小流量端面粘流泵，它主要是由旋转动叶轮(1)、平衡静叶轮(2)、若干辅助密封圈(4)(6)(8)、弹性元件(5)、泵壳体(9)、轴承(11)、定位套(16)、垫片(15)、锁紧螺母(14)、旋转轴(13)、轴承油封(12)、轴承压盖(10)、泵体端盖(7)和固紧螺钉(3)等构成，其特征在于做功元件主要由一旋转动叶轮(1)和与之匹配的平衡静叶轮(2)组成，两者相平行的端面均与旋转轴(13)保持基本垂直；并在旋转动叶轮(1)或平衡静叶轮(2)的端面开设一列由外径向内径延伸的流体泵送槽(18)，泵送槽(18)的旋转方向与动叶轮(1)的旋转方向是一致的，每两个泵送槽(18)之间的平面区域形成一个隔离坝(19)，并在平衡静叶轮(1)的背面沿周向分布多个弹性元件(5)。
2．根据权利要求1所述的小流量端面粘流泵，其特征在于所述的旋转动叶轮(1)上每一泵送槽(18)的两条边线由叶轮的外径侧向内径侧逐渐收缩而成。
3．根据权利要求1所述的小流量端面粘流泵，其特征在于旋转动叶轮(1)上泵送槽(18)的两条边线可以是螺旋线、直线或圆弧线。
4．根据权利要求1所述的小流量端面粘流泵，其特征在于所述的弹性元件(5)可以是柱形弹簧或碟形弹簧。
专利摘要一种新型的小流量端面粘流泵,它是借助在端面开设流体泵送槽的一旋转动叶轮和与之端面平行的静叶轮作相对运动时,使粘性剪切流大于压差流而实现流体由低压侧向高压侧的净流动即实现流体的输送,利用此原理可以研制开发出一种实现流量精确控制的新型端面流量计量泵。
文档编号G01F1/34GK2432550SQ0023920
公开日2001年5月30日 申请日期2000年6月13日 优先权日2000年6月13日
发明者郝木明, 葛京鹏, 胡丹梅, 杨惠霞 申请人:石油大学(华东)