一种用于输送高粘度易结晶介质的内啮合齿轮泵的制作方法

1.本发明属于齿轮泵技术领域，涉及一种用于输送高粘度易结晶介质的内啮合齿轮泵。


背景技术：

2.目前输送高粘度、易结晶介质是泵输送领域一大难题。对于粘度1cst-10000cst、温度-10℃至200℃、粒度≤0.02mm腐蚀性或非腐蚀性液体介质，例如无固体颗粒酸、碱液、油类、稀有贵重液体，或者易燃易爆介质等，通常采用具有机械密封或填料密封的内啮合齿轮泵进行输送。但由于介质流动性差，分子间内摩檫力大，高速旋转机械密封动环静环之间产生摩擦热，使流动性差介质局部过热而烧结变性成为固体，将动静环粘结，同样填料密封很容易磨坏，若用磁力驱动内啮合齿轮泵输送，流动性差、易结晶介质流入隔离套内，金属隔离套产生涡流热使介质粘结内转子与隔离套，磨坏隔离套或内转子，阻止隔离套内介质流动，隔离套产生涡流热使内转子温度升高，温度高于内转子磁体居里温度，使磁体退磁，隔离套烧穿，非金属隔离套虽不产生涡流热，但介质结晶，粘结内转子与隔离套，内转子与隔离套也容易磨坏。


技术实现要素：

3.本发明的目的就是提供一种用于输送高粘度易结晶介质的内啮合齿轮泵。
4.本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
5.一种用于输送高粘度易结晶介质的内啮合齿轮泵，包括
6.泵腔机构，包括泵体、设于泵体上下两侧并与泵体合围形成泵腔的支撑体与泵盖、偏心设于泵腔内且相互啮合的外齿轮与内齿轮、开设于泵体上且与泵腔相连通的进液口与出液口、设于泵体内且分别绕设于进液口与出液口外的进液控温腔与出液控温腔，以及设于泵盖内且与泵腔相邻设置的泵腔控温腔；
7.磁力驱动机构，包括一端与外齿轮传动连接的外泵轴、套设于外泵轴上的轴承、设于支撑体上的轴承座、设于轴承座上的隔离套、设于外泵轴另一端上的内转子总成、设于隔离套外并与内转子总成对应设置的外转子总成，以及用于驱动外转子总成转动的驱动电机；
8.气密封机构，包括开设于支撑体内的气密封腔，以及与气密封腔相连通的进气管与出气管，所述的气密封腔与泵腔相连通，所述的外泵轴贯穿该气密封腔。
9.进一步地，所述的轴承座与支撑体之间的中心连接处设有通气间隙，该通气间隙外围设有间隙密封圈并与轴承座、支撑体合围形成连接密封腔；
10.在连接密封腔与气密封腔之间，所述的支撑体与外泵轴之间设有连接间隙，所述的进气管依次通过连接密封腔、连接间隙与气密封腔相连通。
11.进一步地，所述的连接间隙处还设有套设于外泵轴外的骨架油封。
12.进一步地，所述的气密封腔侧壁上还设有视窗。
13.进一步地，所述的隔离套与轴承座合围形成内转子容纳腔，所述的轴承座内贯穿开设有连通内转子容纳腔与连接密封腔的导气孔。
14.进一步地，所述的轴承座内贯穿开设有轴承安装孔，所述的轴承设有多个并且一上一下并列设于轴承安装孔内。
15.进一步地，所述的轴承座内设有环绕于轴承安装孔外的水冷腔，所述的轴承座上设有与水冷腔相连通的进水管与出水管。
16.进一步地，所述的泵体上开设有多个热介质进口管与热介质出口管，并分别与相应的进液控温腔、出液控温腔、泵腔控温腔相连通。
17.进一步地，所述的泵盖上设有内泵轴，所述的内泵轴外套设有合金轴套，所述的内齿轮套设于合金轴套上。
18.进一步地，所述的外齿轮包括多个沿周向间隔分布的外齿，使得输送介质能够从相邻外齿之间穿过；
19.所述的外齿轮与内齿轮之间还设有月牙板。
20.与现有技术相比，本发明具有以下特点：
21.1)本发明采用气密封结构，具体为在泵腔上方，即泵腔与轴承及内转子总成之间设置一个与泵腔相连通的气密封腔，使输送介质能够进入，并向该气密封腔内通入适当流量及压力的氮气，使输送介质在气密封腔内维持一个稳定的液位高度，甚至也可以控制液位至不进入气密封腔或在气密封腔内仅露出少许，从而达到密封效果，并具有结构简单、操作方便等优点，还可避免输送介质对内转子总成或轴承产生的不良影响；
22.2)通过在轴承座上开设通孔，将内转子容纳腔与氮气进气管相连通，并通过调整氮气温度，也可以起到对内转子总成或隔离套降温的效果，同时也降低隔离套涡流热的影响；
23.3)隔离套选用pfa等非金属隔离套，避免在内外转子交变磁场中产生涡流热；
24.4)通过在泵体、泵盖上设置相应的控温腔，以保证输送介质温度，从而使其保持良好的流动性，同时在轴承座内设置水冷腔来对轴承进行降温冷却，从而避免轴承过热而结构失效的问题。
附图说明
25.图1为实施例中一种用于输送高粘度易结晶介质的内啮合齿轮泵的结构示意图；
26.图2为图1中a-a断面图；
27.图3为图1中b处的局部放大示意图；
28.图中标记说明：
29.1-泵体、2-泵盖、3-支撑体、4-外齿轮、5-内齿轮、6-进液口、7-出液口、8-进液控温腔、9-出液控温腔、10-泵腔控温腔、11-内泵轴、12-合金轴套、13-外泵轴、14-轴承、15-轴承座、16-隔离套、17-内转子总成、18-外转子总成、19-驱动电机、20-联接架、21-轴承支撑螺母、22-水冷腔、23-气密封腔、24-进气管、25-出气管、26-间隙密封圈、27-视窗、28-骨架油封、29-导气孔、30-环状压盖、31-密封垫、32-挡圈、33-月牙板。
具体实施方式
30.下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
31.实施例：
32.如图1所示的一种用于输送高粘度易结晶介质的内啮合齿轮泵，包括泵腔机构、磁力驱动机构，以及气密封机构。
33.其中泵腔机构包括泵体1、设于泵体1上下两侧并与泵体1合围形成泵腔的支撑体3与泵盖2、偏心设于泵腔内且相互啮合的外齿轮4与内齿轮5、开设于泵体1上且与泵腔相连通的进液口6与出液口7、设于泵体1内且分别绕设于进液口6与出液口7外的进液控温腔8与出液控温腔9，以及设于泵盖2内且与泵腔相邻设置的泵腔控温腔10；相应的，泵体1上还开设有3组热介质进口管与热介质出口管，并分别与对应的进液控温腔8、出液控温腔9、泵腔控温腔10相连通。泵盖2上设有内泵轴11，内泵轴11外套设有合金轴套12，内齿轮5套设于合金轴套12上，以保证内齿轮5的转动润滑性。
34.如图2所示，外齿轮4包括多个沿周向间隔分布的外齿，使得输送介质能够从相邻外齿之间穿过；泵盖2上位于内齿轮5与外齿轮4之间还设有月牙板33，沿转动方向，自内齿轮5与外齿轮4的啮合分离处至月牙板33为吸入室，自月牙板33至内齿轮5与外齿轮4的重新啮合处为压出室。
35.磁力驱动机构包括一端与外齿轮4传动连接的外泵轴13、套设于外泵轴13上的轴承14、设于支撑体3上的轴承座15、设于轴承座15上并与其合围形成内转子容纳腔的隔离套16、设于外泵轴13另一端上并位于内转子容纳腔内的内转子总成17、设于隔离套16外并与内转子总成17对应设置的外转子总成18、用于驱动外转子总成18转动的驱动电机19，以及设于驱动电机19与轴承座15之间的联接架20。
36.在轴承座15内贯穿开设有轴承安装孔，本实施例中的轴承14共有3组并且分别设于轴承安装孔上下两端。在最下位的轴承14底部还设有套设于外泵轴13上起支撑作用的轴承支撑螺母21。
37.为避免轴承14过热，在轴承座15内设有环绕于轴承安装孔外的水冷腔22，轴承座15侧壁上还设有与水冷腔22相连通的进水管与出水管，通过持续流动的冷却水来对轴承14起到降温作用。
38.气密封机构包括开设于支撑体3内的气密封腔23，以及与气密封腔23相连通的进气管24与出气管25，轴承座15与支撑体3之间的中心连接处设有通气间隙，该通气间隙外围设有间隙密封圈26并与轴承座15、支撑体3合围形成连接密封腔；在连接密封腔与气密封腔23之间，支撑体3与外泵轴之间设有连接间隙(如图1及3所示)，并在该连接间隙处安装骨架油封28，进气管24依次通过连接密封腔、骨架油封28与气密封腔23相连通。利用氮气将液位控制在气密封腔23设定液位范围内，实现氮气密封，从而保证较好的密封性，避免输送介质对轴承等部件的污染或温度影响。其中利用骨架油封28良好的液体密封性与较差的气密性，在通入氮气的同时也避免输送介质的飞溅。在骨架油封28上设有挡圈32，以避免骨架油封28工作时产生轴向位移。此外，在气密封腔23侧壁上还设有视窗27，以有效监控气密封腔23内液位情况。
39.同时在轴承座15内还贯穿开设有连通内转子容纳腔与连接密封腔的导气孔29，用于利用流通的氮气对内转子总成进行冷却降温。为保证内转子容纳腔的密封性，隔离套16边缘通过环状压盖30以及螺栓压制固定，并在隔离套16边缘与轴承座15之间还设有密封垫31。同样的，在支撑体3与泵体1之间、泵体1与泵盖2之间均设有密封垫，以提高密封性避免介质泄露。
40.泵启动前，将导热油通过相应的热介质进口管分别输入相应的进液控温腔8、出液控温腔9、泵腔控温腔10内循环流动，以保证泵输送部分的工作温度，从而提高介质流动性，或避免结晶情况的出现。同样的，通过进水管经冷却水导入水冷腔22内，以对轴承14进行降温冷却。之后开启泵前后的进口阀与出口阀进行灌泵，同时通过氮气控制柜向气密封腔23内通入氮气，使气密封腔内压力高于泵进口压力。随后，启动驱动电机19使外齿轮4在传动作用下绕外泵轴13转动，并带动与之啮合的内齿轮5绕内泵轴11旋转，在外齿轮4与内齿轮5的啮合分离处，即吸入室，由于两者逐渐退出啮合状态，使吸入室容积增大，压力降低，从而不断吸入介质，同时进入齿槽的介质被转动的轮齿经过月牙板33进入压出室，在这里轮齿又逐渐进入啮合，齿槽被与之啮合轮齿嵌入，纳液容积减小，压力升高，将液体压出。内齿轮5轮毂端面均布6枚副叶片，其产生的压力将介质送入气密封腔，之后慢慢关闭出口阀，使泵出口压力慢慢增大至泵的使用工况压力，此时调节气密封腔23内压力使其压力为1.1倍出口压力，并稳定压力不变，同时通过视窗27观察气密封腔23，使介质不要进入气密封腔。
41.上述的对实施例的描述是为便于该技术领域的普通技术人员能理解和使用发明。熟悉本领域技术的人员显然可以容易地对这些实施例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其他实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本发明不限于上述实施例，本领域技术人员根据本发明的揭示，不脱离本发明范畴所做出的改进和修改都应该在本发明的保护范围之内。