一种离心泵的泵轴连接结构及其设计方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110374914A(43)申请公布日2019.10.25(21)申请号201910674810.8(22)申请日2019.07.25(71)申请人江苏大学镇江流体工程装备技术研究院地址212009江苏省镇江市新区丁卯经十五路99号大学科技园43栋申请人江苏大学(72)发明人谈明高田骁吴贤芳刘厚林王凯王勇董亮(51)Int.Cl.F04D29/044(2006.01)F04D29/22(2006.01)权利要求书4页说明书11页附图3页(54)发明名称一种离心泵的泵轴连接结构及其设计方法(57)摘要本发明提供一种离心泵的泵轴连接结构，所述连接结构包括叶轮部、轴部和弹性圈，所述叶轮部位于所述离心泵的叶轮上，所述轴部位于所述离心泵的泵轴，所述弹性圈设置于所述轴部和所述叶轮部之间，用以连接固定所述叶轮部和所述轴部；所述叶轮部朝向所述弹性圈的一侧设有若干第一单侧凸齿，所述轴部朝向所述弹性圈的一侧设有若干第二单侧凸齿；所述弹性圈为双侧凹齿结构，所述双侧凹齿分别与所述若干第一单侧凸齿和所述若干第二单侧凸齿配合连接。本发明连接结构可有效避免因泵内堵塞而造成叶轮折断和电机烧毁的问题，并且不影响泵的能量性能，为泵进行持续稳定工作提供了极大的保障。CN110374914ACN110374914A权利要求书1/4页1.一种离心泵的泵轴连接结构，其特征在于，所述连接结构包括叶轮部、轴部和弹性圈，所述叶轮部位于所述离心泵的叶轮上，所述轴部位于所述离心泵的泵轴，所述弹性圈设置于所述轴部和所述叶轮部之间，用以连接固定所述叶轮部和所述轴部；所述叶轮部朝向所述弹性圈的一侧设有若干第一单侧凸齿，所述轴部朝向所述弹性圈的一侧设有若干第二单侧凸齿；所述弹性圈为双侧凹齿结构，所述双侧凹齿分别与所述若干第一单侧凸齿和所述若干第二单侧凸齿配合连接，所述弹性圈、所述叶轮部和所述轴部三者之间通过间隙配合进行固定。2.一种离心泵的泵轴连接结构设计方法，其特征在于，所述连接结构包括叶轮部、轴部和弹性圈，所述叶轮部位于所述离心泵的叶轮上，所述轴部位于所述离心泵的泵轴，所述弹性圈设置于所述轴部和所述叶轮部之间，用以连接固定所述叶轮部和所述轴部；所述设计方法包括如下具体步骤：根据泵轴和叶轮侧的间距L与叶轮内径D确定叶轮部的形状；根据泵轴和叶轮侧的间距L与叶轮内径D确定轴部的形状；根据叶轮部和轴部设计参数确定弹性圈的形状。3.根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于：所述根据泵轴和叶轮侧的间距L与叶轮内径D确定叶轮部的形状具体包括如下步骤：S101.根据叶轮内径D确定所述叶轮部的凸齿的齿数m1，并计算各所述叶轮部的凸齿在所述叶轮部分布角度θ1：其中，当D＜120时，m1＝5；当120≤D≤350时，m1＝7；当350＜D≤350时，m1＝9；S103.根据叶轮内径D与叶轮和泵轴间距L确定叶轮部基圆半径R1：式中，α1为修正系数，α1∈[1.06，1.23]；β1为修正系数，β1∈[-4.25，-0.24]；S105.根据所述叶轮部的基圆半径R1确定所述叶轮部的凸齿的形状参数：式中，R1w为叶轮部凸齿外侧基圆直径；D为叶轮内径；Q为离心泵的流量；H为离心泵的扬程；α2为修正系数，取值范围为α2∈[0.92，1.14]；B1为叶轮部凸齿外侧长度；2CN110374914A权利要求书2/4页β2为修正系数，取值范围为β2∈[0.84，1.08]；C1为叶轮部凸齿外侧角度；γ1为修正系数，取值范围为γ1∈[2.78，4.37]。4.根据权利要求3所述的设计方法，其特征在于，所述根据泵轴和叶轮侧的间距L与叶轮内径D确定轴部的形状具体包括：S201.根据泵轴直径D1确定所述轴部的凸齿的齿数m2，并计算出各所述轴部的凸齿在所述轴部的分布角度θ2：其中，当D1＜90时，m2＝2；当90≤D1≤200时，m2＝4；当D1＞200时，m2＝6；S203.根据轴部基圆半径R2确定所述轴部的凸齿的形状参数：式中，R2w为轴部凸齿外侧基圆直径；R2为轴部基圆半径；α4为修正系数，取值范围为α4∈[0.92，1.14]；L为叶轮和泵轴之间的间距；Q为离心泵的流量；H为离心泵的扬程；B2为轴部凸齿外侧长度；β4为修正系数，取值范围为β4∈[0.83，1.11]；C2为轴部凸齿外侧角度；γ2为修正系数，取值范围为γ2∈[2.46，4.14]。5.根据权利要求4所述的设计方法，其特征在于，所述根据叶轮部和轴部设计参数确定弹性圈的形状具体包括：S301.根据叶轮部和轴部的齿数确定弹性部齿数，并确定相应的分布角度，其中，所述弹性部A侧的凸齿数记为m3a，m3a＝m1；所述弹性部B侧的凸齿数记为m3b，m3b＝m2；各凸齿在弹性圈A侧分布角度θ3a和