一种减小回流的泵结构的制作方法

本技术涉及流体机械的，特别是涉及一种减小回流的泵结构。

背景技术：

1、在节能环保要求日益提高的当下，作为流体输送关键动力源的水泵，需满足高效率、低能耗的核心标准。水泵的核心功能是将原动机的机械能或其他外部能量传递给液体，实现液体输送或增压，可用于输送水、油、酸碱液、乳化液、悬乳液及液态金属等多种介质。

2、其中，电子水泵作为常见的泵型，其基本结构通常包括电机、叶轮（多为闭式叶轮）及泵壳。在工作过程中，叶轮在泵壳内高速旋转以驱动流体流动，但叶轮与泵壳之间因装配需求必然存在间隙。由于叶轮出口为高压区、入口为低压区，两者间的压力差会导致高压流体通过上述间隙回流至低压入口，该回流问题会引发一系列弊端：

3、1、容积效率降低：部分已完成能量传递的流体因回流被循环利用，导致水泵的有效流量与扬程显著下降；

4、2、水力效率降低：回流流体与主流动体相互干扰，易在泵内产生涡流，造成额外的能量损失；

5、3、噪音与振动加剧：回流与涡流诱发流体动力学噪音，同时可能导致泵体振动，影响设备运行稳定性。

6、为解决回流问题，现有技术中常采用固定间隙密封（如迷宫密封）或接触式机械密封，然而，固定间隙密封在静态间隙下无法根据压力变化动态调整，难以完全消除回流；接触式机械密封则因长期接触产生磨损与发热，大幅缩短使用寿命，尤其不适用于高速运行的小型电子水泵。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本实用新型提供一种减小回流的泵结构。

2、本实用新型的一种减小回流的泵结构，包括泵壳、复合密封环、金属支撑圈、钢圈、叶轮及定子机壳组件；所述复合密封环压配在泵壳内圈，所述金属支撑圈嵌入复合密封环内部，所述钢圈固定安装在叶轮上并随叶轮同步转动，所述叶轮与定子机壳组件配合安装于泵壳内，所述复合密封环的主体部分设有朝向叶轮出口侧的v形开口，该v形开口构成柔性唇边；通过“复合密封环（v形开口柔性唇边）+钢圈（随叶轮旋转）”的结构组合，打破传统固定间隙密封或接触式机械密封的单一设计，为“高压密封、低压/停机脱离”的动态自适应功能提供结构载体，从根本上解决传统密封“要么回流严重、要么磨损快”的痛点,金属支撑圈嵌入复合密封环的设计，预先规避了弹性体密封环在高压下“整体挤压变形、密封方向失控”的问题，确保密封环仅向钢圈方向变形，为后续不同工况下的密封效果提供结构可靠性，结构简单且占用空间小，完美适配电子水泵“高速、小型”的应用场景，避免传统复杂密封结构与小泵体的适配冲突。

3、优选的，所述金属支撑圈用于为复合密封环提供结构支撑，限制复合密封环仅能向钢圈所在的旋转部件方向发生弹性变形，避免复合密封环在高压下产生整体挤压变形；通过限定“仅允许复合密封环向旋转部件（钢圈）方向变形”，实现精准控制密封变形方向，延长复合密封环使用寿命，降低装配精度依赖。

4、优选的，所述钢圈为刚性环结构，其与叶轮固定连接的方式为焊接、螺栓连接或过盈配合中的任意一种，钢圈的密封面为光滑平整的环形端面；钢圈的“刚性环结构”与“光滑平整环形密封面”，可与复合密封环的柔性唇边形成“硬-软”适配的密封副——刚性密封面避免了因旋转部件变形导致的贴合间隙，光滑表面则减少了唇边滑动摩擦阻力，既保证密封效果，又降低唇边磨损。

5、优选的，所述复合密封环的材质为弹性体材料，所述弹性体材料为氟橡胶、硅橡胶或聚氨酯中的任意一种，所述金属支撑圈的材质为不锈钢、铝合金或工程塑料中的任意一种；复合密封环材质选用氟橡胶、硅橡胶或聚氨酯中的任意一种，金属支撑圈的材质为不锈钢、铝合金或工程塑料中的任意一种，提高介质与温度适应性，平衡性能与成本。

6、优选的，在低压差状态下，所述复合密封环的v形开口受到的压力较小，复合密封环变形量满足与钢圈保持无接触状态，无干摩擦现象产生。

7、优选的，在高压差状态下，流体压力作用于复合密封环的v形开口，使柔性唇边向叶轮出口侧及钢圈方向弹性变形，柔性唇边紧密贴靠钢圈的密封面，形成接触式密封副。

8、优选的，当泵停机或缺水时，复合密封环的v形开口失去流体压力，柔性唇边脱离钢圈的密封面，恢复至初始未变形状态。

9、与现有技术相比本实用新型的有益效果为：通过“复合密封环（v形开口柔性唇边）+钢圈（随叶轮旋转）”的结构组合，打破传统固定间隙密封或接触式机械密封的单一设计，为“高压密封、低压/停机脱离”的动态自适应功能提供结构载体，从根本上解决传统密封“要么回流严重、要么磨损快”的痛点,金属支撑圈嵌入复合密封环的设计，预先规避了弹性体密封环在高压下“整体挤压变形、密封方向失控”的问题，确保密封环仅向钢圈方向变形，为后续不同工况下的密封效果提供结构可靠性，结构简单且占用空间小，完美适配电子水泵“高速、小型”的应用场景，避免传统复杂密封结构与小泵体的适配冲突。

1.一种减小回流的泵结构，包括泵壳（1）、复合密封环（2）、金属支撑圈（3）、钢圈（4）、叶轮（5）及定子机壳组件（6）；其特征在于，所述复合密封环（2）压配在泵壳（1）内圈，所述金属支撑圈（3）嵌入复合密封环（2）内部，所述钢圈（4）固定安装在叶轮（5）上并随叶轮（5）同步转动，所述叶轮（5）与定子机壳组件（6）配合安装于泵壳（1）内，所述复合密封环（2）的主体部分设有朝向叶轮（5）出口侧的v形开口，该v形开口构成柔性唇边。

2.如权利要求1所述的一种减小回流的泵结构，其特征在于，所述金属支撑圈（3）用于为复合密封环（2）提供结构支撑，限制复合密封环（2）仅能向钢圈（4）所在的旋转部件方向发生弹性变形，避免复合密封环（2）在高压下产生整体挤压变形。

3.如权利要求1所述的一种减小回流的泵结构，其特征在于，所述钢圈（4）为刚性环结构，其与叶轮（5）固定连接的方式为焊接、螺栓连接或过盈配合中的任意一种，钢圈（4）的密封面为光滑平整的环形端面。

4.如权利要求1所述的一种减小回流的泵结构，其特征在于，所述复合密封环（2）的材质为弹性体材料，所述弹性体材料为氟橡胶、硅橡胶或聚氨酯中的任意一种，所述金属支撑圈（3）的材质为不锈钢、铝合金或工程塑料中的任意一种。

5.如权利要求1所述的一种减小回流的泵结构，其特征在于，在低压差状态下，所述复合密封环（2）的v形开口受到的压力较小，复合密封环（2）变形量满足与钢圈（4）保持无接触状态，无干摩擦现象产生。

6.如权利要求1所述的一种减小回流的泵结构，其特征在于，在高压差状态下，流体压力作用于复合密封环（2）的v形开口，使柔性唇边向叶轮（5）出口侧及钢圈（4）方向弹性变形，柔性唇边紧密贴靠钢圈（4）的密封面，形成接触式密封副。

7.如权利要求1所述的一种减小回流的泵结构，其特征在于，当泵停机或缺水时，复合密封环（2）的v形开口失去流体压力，柔性唇边脱离钢圈（4）的密封面，恢复至初始未变形状态。