一种改善机械密封运行环境的潜水泵

1.本发明属于水泵技术领域，具体来说，涉及一种改善机械密封运行环境的潜水泵。


背景技术：

2.潜水排污泵广泛应用于生活污水和工业废水的输送，但生活污水和工业废水成分复杂，含有大量的砂粒和纤维，会对潜水泵的安全运行造成较大的影响。
3.潜水泵在运行中，砂粒和细小纤维会进入到机械密封所在的腔体内，纤维缠绕在机械密封上，砂粒和纤维影响其密封效果，从而使液体进入电机腔，造成电机损坏。同时降低机械密封的散热性能，影响机械密封的可靠使用。


技术实现要素：

4.本发明针对上述不足，提供一种改善机械密封运行环境的潜水泵，能够有效阻止砂粒和纤维进入到机械密封所在的腔体内，从而避免纤维缠绕在机械密封上，以及保护机械密封摩擦面，以保证机械密封的长期安全使用。
5.为解决上述技术问题，本发明实施例采用如下技术方案：
6.本发明实施例提供一种改善机械密封运行环境的潜水泵，包括从上到下依次连接的潜水电泵、涡壳和底盖，还包括叶轮、机械密封座和机械密封，所述机械密封座穿过潜水电泵的转子轴设置在潜水电泵端部；所述叶轮设置在潜水电泵的转子轴端部，且位于涡壳内；叶轮与机械密封座之间形成第一腔体，机械密封设置在机械密封座上，且位于第一腔体内；所述叶轮端部与机械密封座端部间隙配合，形成依次连接的第一切割副、密封副和第二切割副。
7.作为本发明实施例的进一步改进，所述第一切割副和第二切割副水平布设，密封副竖直布设。
8.作为本发明实施例的进一步改进，所述第二切割副、密封副和第一切割副从第一腔体由内向外依次布设；且第一切割副位于第二切割副的下方。
9.作为本发明实施例的进一步改进，所述第二切割副可剪切的纤维直径小于第一切割副可剪切的纤维直径。
10.作为本发明实施例的进一步改进，所述叶轮包括轮毂轴、轮毂、环形的第一密封体和叶片，所述轮毂同轴设置在轮毂轴上，第一密封体设置在轮毂的上端，叶片设置在轮毂的下端；第一密封体外圈与轮毂上端之间形成第一密封位；所述机械密封座包括本体，本体的下端设有环形的第二密封体，第二密封体内圈与本体下端之间形成第二密封槽；第一密封体位于第二密封槽内且间隙配合，第二密封体位于第一密封位内且间隙配合。
11.作为本发明实施例的进一步改进，轮毂位于第一密封位内的上端面设有第一刀刃，第二密封体的下端面设有第三刀刃，第一刀刃和第三刀刃间隙配合形成所述第一切割副。
12.作为本发明实施例的进一步改进，所述第一密封体的外圆表面一周设有螺旋，第
二密封体的内圆表面与螺旋形成所述密封副。
13.作为本发明实施例的进一步改进，所述螺旋旋转产生的水流流向为从上向下。
14.作为本发明实施例的进一步改进，所述第一密封体的上端面设有第二刀刃，本体位于第二密封槽内的下端面设有第四刀刃，第二刀刃和第四刀刃间隙配合形成所述第二切割副。
15.作为本发明实施例的进一步改进，所述轮毂体与轮毂的连接处设有导流板，导流板位于第一腔体内。
16.与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下有益效果：本发明提供的改善机械密封运行环境的潜水泵，叶轮端部与机械密封座端部间隙配合，形成依次连接的第一切割副、密封副和第二切割副，能够对机械密封所在的第一腔体内外的纤维进行切割，并有效阻止砂粒和纤维进入到第一腔体内，防止纤维缠绕在机械密封上，防止砂粒磨损机械密封摩擦面，保护机械密封摩擦面，保证机械密封的长期安全使用。
附图说明
17.图1是本发明实施例的改善机械密封运行环境的潜水泵的结构示意图；
18.图2是本发明实施例中叶轮的结构示意图；
19.图3是本发明实施例中机械密封座的结构示意图。
20.图中有：潜水电泵1、机械密封座2、本体21、第二密封槽22、安装孔23、第四刀刃24、第三刀刃25、第二密封体26、叶轮3、轮毂轴31、第一密封体32、轮毂33、叶片34、第一刀刃35、螺旋36、第二刀刃37、导流板38、涡壳4、底盖5、第一切割副6、密封副7、第二切割副8、机械密封9。
具体实施方式
21.下面结合附图，对本发明的技术方案进行详细的说明。
22.以下的说明本质上仅仅是示例性的而并不是为了限制本公开、应用或用途。应当理解的是，在全部附图中，对应的附图标记表示相同或对应的部件和特征。
23.需要说明的是，为方便描述，以下术语“下端”为图1～图2中叶轮相对于电机的安装方位；“上端”为图1～图2中电机相对于叶轮的安装方位。
24.本发明实施例提供一种改善机械密封运行环境的潜水泵，如图1所示，包括潜水电泵1、涡壳4、底盖5、叶轮3、机械密封座2和机械密封9。涡壳4的上端与潜水电泵1的下端连接，底盖5的上端与涡壳4的底部连接。机械密封座2穿过潜水电泵1的转子轴设置在潜水电泵1端部，叶轮3设置在潜水电泵1的转子轴端部，且位于涡壳4内。叶轮3与机械密封座2之间形成第一腔体，机械密封9设置在机械密封座2上，且位于第一腔体内。叶轮3端部与机械密封座2端部间隙配合，形成依次连接的第一切割副6、密封副7和第二切割副8。
25.上述实施例的潜水泵，叶轮3端部与机械密封座2端部间隙配合，形成依次连接的第一切割副6、密封副7和第二切割副8，密封副7用于阻止第一腔体外的砂粒和纤维进入到机械密封9所在的第一腔体内，第一切割副6和第二切割副8用于切割第一腔体内外的纤维，第一切割副6、密封副7和第二切割副8构成迷宫密封，形成三重保护，不仅能有效阻止砂粒和纤维进入机械密封所在的第一腔体内，防止纤维缠绕在机械密封上，防止砂粒磨损机械
密封摩擦面，还能够对第一腔体内外的纤维进行切割，即使被切割后的细小纤维进入第一腔体内，也不会缠绕在机械密封上，保证机械密封的长期安全使用。
26.作为优选例，第一切割副6和第二切割副8水平布设，密封副7竖直布设。水平设置的第一切割副6、竖直设置的密封副7和水平设置的第二切割副8形成z字形的迷宫密封，z字形的迷宫密封具有两个垂直拐点，第一腔体外的砂粒和纤维在迷宫密封中需改变两次方向才能进入第一腔体内，增加了砂粒和纤维进入第一腔体内的难度，能有效阻止砂粒和纤维进入第一腔体内，防止纤维缠绕在机械密封上，防止砂粒磨损机械密封摩擦面，保证机械密封的长期安全使用。即使有少数砂粒和纤维进入迷宫密封的前段，第一切割副6对其进行剪切，形成更细小的砂粒和纤维；更细小的砂粒和纤维从水平方向很难变成竖直方向进入密封副7，同时密封副7再次阻止更细小的砂粒和纤维继续向第一腔体内移动；即使有极少数更细小的砂粒和纤维通过了密封副7，从竖直方向很难变成水平方向进入第二切割副8，第二切割副8能对更细小的砂粒和纤维进行剪切，形成更更细小的砂粒和纤维。
27.本优选实施例通过第一切割副6的切割作用、密封副7的密封作用以及第二切割副8的切割作用，以及第一切割幅6、密封副7和第二切割幅8形成的z字形布设，进一步提高阻止砂粒和纤维进入第一腔体内的效果，进一步有效防止纤维缠绕在机械密封上，防止砂粒磨损机械密封摩擦面，保证机械密封的长期安全使用。
28.作为优选例，如图2所示，叶轮3包括轮毂轴31、轮毂33、环形的第一密封体32和叶片34。轮毂轴31设置在叶轮中心部位，轮毂轴31为包含轴孔的圆柱体，叶轮3通过轴孔装配在潜水电泵1的下端。轮毂33设置在轮毂轴31的下部，轮毂33为圆形板状，轮毂33与轮毂轴31同轴设置。环形的第一密封体32垂直设置在轮毂33的上端面，第一密封体32与轮毂33同轴。叶片34设置在轮毂33的下端面，叶片34对水体做功，产生所需的流量和扬程性能。第一密封体32将轮毂33上部分为两部分，一部分是第一密封体32外圈与轮毂33上端之间形成第一密封位，与机械密封座2端部间隙配合。另一部分是第一密封体32内圈、轮毂33上端以及轮毂轴31外圈之间，与机械密封座2内壁共同形成第一腔体。
29.如图3所示，机械密封座2包括本体21，本体21上部的中间位置设有安装孔23，机械密封座2通过安装孔23装配在潜水电机1端部，并且用于安装机械密封9。本体21的下端垂直设有环形的第二密封体26。第二密封体26内圈与本体21下端之间形成第二密封槽22。
30.第一密封体32位于第二密封槽22内且间隙配合，第二密封体26位于第一密封位内且间隙配合。即第一密封体32的上端面与第二密封槽22中本体21的下端面间隙配合，第一密封体32的外圈圆周面与第二密封体26的内圈圆周面间隙配合，第一密封位中轮毂33的上端面与第二密封体26的下端面间隙配合，从而形成z字形的迷宫密封。
31.优选的，如图2所示，第一密封位中轮毂33的上端面设有第一刀刃35，第二密封体26的下端面设有第三刀刃25，旋转的第一刀刃35和静止的第三刀刃25间隙配合形成水平布设的第一切割副6，第一剪切副6用于对进入到迷宫密封前段的细小砂粒和纤维进行切割，第一次改善机械密封的工作环境。第一刀刃35的长度与第三刀刃25的长度相适配，以保证第一切割副6的切割效果。
32.第一密封体32的外圆表面一周设有螺旋36，第二密封体26的内圆表面与螺旋36形成竖向布设的密封副7。螺旋36旋转产生的水流流向为从上向下，产生的高速水流从上向下流动，阻止碎纤维或更细小纤维和细小砂粒向第一腔体内移动，并且将这些纤维排出迷宫
密封，第二次改善机械密封的工作环境。
33.如图3所示，第一密封体32的上端面设有第二刀刃37，第二密封槽22中本体21的下端面设有第四刀刃24，旋转的第二刀刃37和静止的第四刀刃24间隙配合形成水平布设的第二切割副8。第二切割副8用于对进入迷宫密封后段的碎段纤维或更细小纤维进行切割。第二切割副8有两个方面的作用：一是对通过第一切割副6以及密封副7进入到迷宫密封后段的更细小纤维进行切割，第三次改善机械密封的工作环境；二是当第一腔体中的更细小纤维运动到第二切割副8时，被第二切割副8切割，以防止极细小的纤维缠绕在机械密封上，第四次改善机械密封的工作环境，保证机械密封长期安全可靠使用。
34.从而，形成的第一切割副6和第二切割副8水平布设，密封副7竖直布设。且第二切割副8、密封副7和第一切割副6从第一腔体由内向外依次布设，第一切割副6位于第二切割副8的下方。在从第一腔体外到第一腔体内的移动方向上，第一切割副6位于迷宫密封的前段，密封副7位于迷宫密封的中段，第二切割副8位于迷宫密封的后端。砂粒和纤维若要进入第一腔体内，需依次经过第一切割副6、密封副7和第二切割副8，从外向内、从下向上移动。进入到第一切割副6中被第一切割副6进行切割后形成的更细小砂粒和纤维，在高速旋转的螺旋36产生的从上向下流动的水流的阻挡下，很难进入到密封副7中，即使有很少量的更细小砂粒和纤维进入到密封副7中，由于密封副7为竖直设置，其进口位于密封副7的下端，而出口位于密封副7的上端，进入到密封副7中的更细小砂粒和纤维只能瞬时进入到密封副7的底部，在高速旋转的螺旋36作用下被迅速排出密封副7，再进入到第一切割副6中，随后被高压水流排出第一切割副6。因此，更细小砂粒和纤维无法通过密封副7进入到第一腔体中，从而有效保护机械密封的运行环境。
35.进一步，第二切割副8可剪切的纤维直径小于第一切割副6可剪切的纤维直径。处于迷宫密封外端的第一切割副6切割细小纤维类物质，第一切割副6将细小纤维类物质切割成碎纤维段。密封副7阻止第一切割副6中的碎纤维段和更细小的纤维以及细小砂粒进入到第二切割副8中。经过第一切割副6和密封副7的共同作用，很难有更细小纤维和细小砂粒进入到第二切割副8中。即使有毛发等更细小的纤维进入到第二切割副8中，由于第二切割副8可剪切的纤维直径更小，第二切割副8对其进行切割，将这些极细小的纤维切割成碎段，进一步提高切割的效率。
36.作为优选例，轮毂体31与轮毂33的连接处设有导流板38，导流板38位于第一腔体内。导流板38旋转，在第一腔体内形成紊流效应。一方面将机械密封产生的热量及时带走，另一方面，使第一腔体中的更细小的碎段纤维不断的改变位置，当它们运动到第二切割副8时，在较高的第一腔体内压力作用下进入第二切割副8。由于第二切割副8的长度较小，在密封副7的螺旋带动下，碎段纤维在密封副7中从上向下移动，然后移动到第一切割副6中，在具有一定压力的流体作用下被排出第一腔体。流体的压力为导流板38产生的压力与螺旋36产生的压力之和。
37.本发明实施例的改善机械密封运行环境的潜水泵的工作流程如下：
38.启动潜水泵，污水通过底盖5的下方进入到涡壳4中，高速旋转的叶轮3对液体做功，将液体排出。
39.高速旋转的叶轮3与静止状态的机械密封座2形成由第一切割副6、密封副7和第二切割副8构成的z字形迷宫密封，该迷宫密封具有较好的密封性能，阻止第一腔体外的较大
纤维和较大砂粒进入到第一腔体中，同时还对进入到迷宫密封中的细小砂粒和纤维进行切割，以及强力阻止细小砂粒和纤维进入到第一腔体中。
40.高速旋转的的第一刀刃35和处于静止状态的第三刀刃25形成水平方向的第一切割副6，第一切割副6处于迷宫密封的前段，当细小纤维进入到第一切割副6中时，第一切割副6将其切割成碎段纤维。处于迷宫密封中段的密封副7为竖直设置，与第一切割副6和第二切割副8均呈垂直状态，第一切割副6中的碎段纤维和更细小纤维及细小砂粒，要想从水平状态改变方向，然后从下向上运动，再改变方向进入到第二切割副8中非常困难。同时，密封副7中的螺旋36随叶轮3高速旋转，产生的水流从上向下流动，阻挡第一切割副6中的碎段纤维和更细小纤维及细小砂粒进入密封副7中，阻止其向迷宫密封的后段运动，从而防止更细小纤维进入到机械密封9所在的第一腔体内。即使有很少量的更细小砂粒和纤维进入到密封副7中，由于密封副7为竖直设置，其进口位于密封副7的下端，而出口位于密封副7的上端，进入到密封副7中的更细小砂粒和纤维只能瞬时进入到密封副7的底部，在高速旋转的螺旋36作用下被迅速排出密封副7，再进入到第一切割副6中，随后被高压水流排出第一切割副6。如果有极少量且极细小的砂粒和纤维进入迷宫密封后段中，高速旋转的第四刀刃24和处于静止状态的第二刀刃37形成第二切割副8，对极细小的纤维、砂粒和细小碎段纤维进行切割，将其切割成更小的碎段，即使这些纤维进入到第一腔体中，它们不会缠绕在机械密封上，对机械密封无任何影响。
41.叶轮3上的导流板38随叶轮高速旋转，在第一腔体内形成紊流。该流体一方面将机械密封副产生的热量及时带走，另一方面，使腔体中的更细小的碎段纤维不断的改变位置，当它们运动到第二切割副8时，在较高的第一腔体内压力作用下进入第二切割副8。由于第二切割副8的长度较小，在密封副7的螺旋带动下，碎段纤维在密封副7中从上向下移动，然后移动到第一切割副6中，在具有一定压力的流体作用下被排出第一腔体。
42.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本领域的技术人员应该了解，本发明不受上述具体实施例的限制，上述具体实施例和说明书中的描述只是为了进一步说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护的范围由权利要求书及其等效物界定。