一种屏蔽泵的固定结构的制作方法

本发明涉及屏蔽泵，具体为一种屏蔽泵的固定结构。

背景技术：

1、屏蔽泵作为一种无泄漏、防腐蚀的流体输送设备，广泛应用于石油、化工、医药、核工业等领域中易燃、易爆、有毒、强腐蚀性介质的输送。其工作原理是将离心泵与屏蔽电机一体化设计，泵与电机共用一根主轴，叶轮安装于主轴端部，转子组件和定子组件之间通过屏蔽套隔离，实现流体介质与电机部件的完全隔离，从而从结构上杜绝了泄漏的可能性。

2、例如，中国专利公开号为cn210531163u的一种耐腐蚀屏蔽电泵，其滑动轴承和主轴均由碳化硅材料构成，碳化硅陶瓷材料具有优异的耐化学腐蚀性、高硬度、良好的自润滑性及耐高温性能，主轴由碳化硅材料构成并贯穿整根轴，能够耐受绝大多数腐蚀性介质。

3、然而，主轴通常通过螺纹与叶轮螺母及转子组件连接，在泵运行过程中，叶轮承受的径向力与轴向力通过螺纹连接传递至主轴，形成交变载荷。局部应力远高于材料的设计许用应力，导致主轴断裂。此外，碳化硅主轴的装配精度要求极高。实际制造过程中，螺纹加工精度、同轴度偏差及装配预紧力控制的微小偏差均可能导致主轴承受额外的弯曲应力。当叶轮螺母预紧力不足时，叶轮在旋转过程中产生微动位移，导致主轴端部承受周期性冲击载荷；当预紧力过大时，螺纹根部初始应力过高，直接逼近材料的强度极限。这种对装配工艺的苛刻要求大大降低了设备的工程适用性和批量生产的一致性。

4、因此，为克服上述现有技术中的技术缺陷，有必要提供一种改进主轴结构的耐腐蚀屏蔽电泵。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种屏蔽泵的固定结构。本发明旨在不牺牲耐腐蚀性能的前提下显著提高主轴的抗断裂能力和整机运行可靠性。

2、本发明的目的可通过下列技术方案来实现：一种屏蔽泵的固定结构，包括主轴，所述主轴依次包括轮固定段、轮限位段、转动连接段和转动固定段，所述轮固定段外周固定有叶轮，所述轮固定段的端部通过第一紧固件将叶轮轴向抵靠固定在轮限位段的一端，所述转动连接段外周固定套设有前止推盘、转动组件和后止推盘，所述转动固定段外周套设有转子组件，所述转动固定段的端部通过第二紧固件将转子组件的一端固定抵靠在转动连接段和转动固定段的连接轴肩处，所述前止推盘、转动组件和后止推盘轴向抵靠固定在转子组件和轮限位段之间。

3、本方案的叶轮、转动组件和转子组件均通过轴段配合、轴肩及端面轴向压紧方式固定，主轴上两端的螺纹连接仅用于施加预紧力，而不再直接承受运行中的交变弯曲载荷和周期性冲击载荷。叶轮通过第三固定嵌块与轮固定段周向固定，叶轮端的轴向力与径向力经轮固定段和第一紧固件传递至轮限位段端面，转子组件轴向力与径向力经转动固定段和第二紧固件传递至连接轴肩，前止推盘、转动组件和后止推盘轴向固定于转子组件和轮限位段之间，使主轴的压紧链均匀传递，主轴主要承受压紧力和扭矩，避免了螺纹根部局部应力集中及预紧力偏差引起的微动位移冲击，从而显著提高主轴的抗断裂能力和整机运行可靠性，主轴还是可以采用陶瓷材质或塑料材质，因此不牺牲耐腐蚀性能。

4、进一步的，所述转动组件包括相对转动设置的内套和外套，所述内套和转动连接段通过第一固定嵌块周向固定，所述转子组件通过第二固定嵌块与转动固定段周向固定。

5、进一步的，所述后止推盘和转子组件之间设置有后止推垫。

6、进一步的，所述后止推垫包括横向圆环部和竖向圆环部，所述横向圆环部固定于后止推盘和转子组件的轴向之间，所述竖向圆环部固定于后止推盘和转子组件的径向之间，所述后止推垫为弹性件。

7、轮限位段作为叶轮与转动组件之间的分隔段，将叶轮端和转子组件端的固定与受力在轴向位置上分割开。叶轮通过第一紧固件压紧在轮限位段一端，其轴向力、径向力及扭矩经轮固定段传递至轮限位段端面；转子组件、前止推盘、转动组件和后止推盘则通过第二紧固件和后止推垫独立压紧于轮限位段另一侧，形成各自的轴向压紧链。这样，叶轮高速转动产生的交变载荷不会经同一螺纹连接直接叠加到转子组件及其紧固螺纹上，转子组件也不会反向干扰叶轮端预紧。轮限位段主要承受端面压紧力而非螺纹根部弯曲应力，使主轴本体主要承受压紧力和扭矩，避免了螺纹根部局部应力集中及预紧力偏差引起的微动位移冲击，从而显著提高主轴的抗断裂能力和整机运行可靠性。

8、轮限位段将叶轮侧和转子组件侧轴向分隔开，叶轮通过第一紧固件独立压紧在轮限位段一端，转子组件、转动组件等通过第二紧固件独立压紧轮限位段的另一端。安装时可以先装叶轮侧，再装转子侧，或反向进行，两侧预紧和定位互不影响，不需要同时兼顾两端螺纹。螺纹仅用于施加轴向压紧力，不承担轴向定位和运行载荷。因此螺纹旋合长度、同轴度偏差对装配的影响减小，预紧力只需保证压紧即可，容差范围大，不易因预紧力过大或过小导致装配失效。

9、进一步的，所述横向圆环部套设在转动连接段的外周，所述横向圆环部的内周面与转动连接段的外周面之间具有间距。本方案中后止推垫的横向圆环部套于转动连接段外周且留有间距，使后止推垫仅通过竖向圆环部承担径向限位、通过横向圆环部承担轴向弹性补偿，避免与主轴转动表面直接接触摩擦。

10、进一步的，还包括电机壳、泵壳和屏蔽罩，所述叶轮位于泵壳内，所述电机壳内设置有定子组件和转子组件，所述屏蔽罩向着电机壳内凸出成型有圆筒固定部，所述外套通过固定件与圆筒固定部固定连接。

11、进一步的，所述圆筒固定部的一端设置有向内凸出的限位环，所述外套的一端设置有向内凹陷的限位槽，所述限位环卡合在限位槽内，所述圆筒固定部和外套的同一端共同形成有固定孔，所述固定孔内设置固定件，所述圆筒固定部的一端还设置有限位孔，所述限位孔内设置有限位件，所述固定件被限位件轴向固定在限位孔内。

12、进一步的，所述转子组件包括转子磁钢和包裹转子磁钢的转子屏蔽套，所述转子屏蔽套的中间具有凹腔，所述圆筒固定部和转动组件均伸入凹腔内，所述凹腔底部设置有环形槽，所述后止推垫固定于环形槽内。

13、进一步的，所述转子屏蔽套向着远离凹腔的一端凸出成型有转子固定部，所述转子固定部通过第二固定嵌块与转动固定段周向固定。

14、本方案将转动组件设置于主轴中部，叶轮和转子组件分别位于转动组件轴向两侧，形成中间支承、两端负载的布局，使主轴在高速转动时由中部转动组件承担径向力，避免叶轮端或转子端形成悬臂载荷，有效改善主轴的受力状态，保证主轴转动的对中和同轴度。同时，外套通过圆筒固定部上的限位环与限位槽卡合定位，并由固定件和限位件双重轴向锁定，使外套与屏蔽罩保持同轴固定，进而使内套及主轴的回转轴线与屏蔽罩轴线重合，提高了转动组件的支承刚度和对中精度。转子固定部通过第二固定嵌块与转动固定段周向固定，也保证了转子组件与主轴的可靠扭矩传递和径向定位，从而进一步减少主轴的偏摆和振动，提升整机运行稳定性。

15、进一步的，所述电机壳和屏蔽罩一体成型。电机壳和屏蔽罩一体成型，消除了两者之间的连接界面和密封环节，从结构上减少了介质渗漏通道，显著提高了屏蔽泵在输送易燃、易爆、有毒、强腐蚀性介质时的密封可靠性；同时一体结构增强了屏蔽罩的刚度以及转子组件和与定子组件的同心度，有利于保持定子组件与转子组件之间屏蔽间隙均匀一致，降低附加涡流损耗和电磁振动，并简化了电机壳与屏蔽罩的装配工序，使整机结构更紧凑、运行更稳定。

16、与现有技术相比，本发明的技术效果为：本发明通过将主轴分为轮固定段、轮限位段、转动连接段和转动固定段，使叶轮、转动组件和转子组件分别依靠轴肩、端面压紧及固定嵌块周向固定，主轴的螺纹仅用于施加预紧力而不再承受运行中的交变弯曲载荷和冲击载荷，从而避免螺纹根部应力集中和预紧力偏差引起的微动损伤；轮限位段将叶轮侧与转子组件侧的受力路径独立分隔，两侧装配互不干涉，降低了螺纹加工和装配精度要求，便于批量安装；转动组件位于主轴中部、叶轮和转子组件分居两端，有利于保证主轴对中和同轴度；电机壳与屏蔽罩一体成型则消除了连接界面，提高了密封可靠性和屏蔽间隙均匀性。由此，本发明在不牺牲耐腐蚀性能的前提下，显著提高了主轴的抗断裂能力、整机运行稳定性、装配一致性和密封防护性能。