[01271672]高性能双支承旋涡泵的研制及应用

“高性能双支承旋涡泵”由西安航空学院与西安红庆机械厂以产学研的形式，于2010年8月进行研制;2011年1月研制出第一台样机，经试验，完全达到了预期的效果，现已进行了小批量生产。

项目创新点： ①采用內包骨架旋转轴唇形密封圈，突破现有机械密封方式的技术局限。 目前国内众多泵类产品尤其是水泵均采用机械密封方式。在长期使用过程中，或多或少都会出现一定的泄漏，特别在低温下更为明显。对于泵类产品，密封是重点需要解决的问题，通常也是一个难点。特别对于水泵，其密封难度要更大些。因为一是水的密度比较小，渗漏性强，本身不利于密封;另外水的润滑性较差，在长期高速运转中，容易发生密封件磨损，导致其产品密封失效。本项目采用內包骨架旋转轴唇形密封圈，经过西安红庆机械厂其它类型旋涡泵的长时间使用，密封效果十分理想。

②建立整体式叶轮轴结构，突破了叶轮侧隙调整困难的束缚，消除了流量脉动、运行不平稳的问题。 在叶轮的优化设计上，建立了两侧双肩式叶轮结构，突破了叶轮侧隙调整困难的束缚，消除了流量脉动、运行不平稳的问题。从而保证了叶轮与泵体和泵盖的轴向间隙最小。

在旋涡泵的支承结构方式上，采用双支承结构，有效地避免了叶轮轴在工作中的弯曲变形，从根本上保证了产品的工作可靠性，提高了产品的抗冲击性能。

在设计时，叶轮、泵体、泵盖等凡是与工作液相接触的材料，均选用不锈钢并进行特殊的热处理强化处理，在提高材料强度和耐磨性的同时，可强化材料耐蚀性和消震性;接头用机械方式，连接可靠，拆卸方便，并可有效的避免焊接缺陷;连接件之间采用防腐密封材料，可防止接触腐蚀的产生;产品安装上采用卡毂式钢带固定，并用消震材料隔离，进一步提高其抗冲击防振性能。

主要技术指标

①额定出口压力：0.1MPa

②泵的供水量：10L/min

③外形尺寸：120mm×140mm×200mm

④重量：≤5Kg

拟解决的关键技术问题

①旋涡泵密封问题。 目前国内众多泵类产品尤其是水泵在长期使用过程中，或多或少都会出现一定的泄漏，特别在低温下更为明显。对于泵类产品，密封是重点需要解决的问题，通常也是一个难点。特别对于水泵，其密封难度要更大些。因为一是水的密度比较小，渗漏性强，本身不利于密封;另外水的润滑性较差，在长期高速运转中，容易发生密封件磨损，导致其产品密封失效。

设计合理的密封结构并选择适合的密封胶料，是本课题的关键技术之一。

泵的结构优化设计。由于目前国内众多旋涡泵采用单支承悬浮式的分离式结构，此结构虽然具有结构简单、用料少的优点。但是，单支承容易造成悬臂，工作时叶轮的受力会向一个方向传递，从而引起变形。叶轮长时间的变形最终会导致叶片几何尺寸发生变化。其次，采用分离式结构中的几个零件在装配时存在配合误差，叶轮与传动轴之间需要定位辅助零件进行连结。这样会造成泵的结构复杂化、泵的整体尺寸变大以及传动精度无法保证等严重问题。因此，必须进行旋涡泵结构设计的优化设计，结构设计的优劣直接关系到泵运行平稳性。结构尺寸设计是否合理，直接关系到叶轮的侧隙大小是否合适，最终造成能否保证旋涡泵的流量、出口压力等性能指标。因此，旋涡泵结构优化设计是本课题的另一个关键技术。

产品的抗振防腐问题。目前的泵类产品在环境适应性试验中的抗冲击加速度一般为30g，在特殊场合甚至要求其抗冲击加速度为60g。因此，必须进行抗冲击防振动可靠性设计和验证，以满足产品的使用要求。

同时，由于本产品工作介质和使用环境的特殊性，长期使用过程中，工作介质和环境对产品的腐蚀性极强要保证产品长期稳定的进行工作，产品的耐腐蚀措施，也是本课题所要的关键技术之一。

社会经济效益

①本项目可在国内实现具有自主创新知识产权的旋涡泵，打破欧美等发达国家目前对我国此类技术的长期封锁和产品垄断。

②该产品的研制成功，除了用于激光冷却系统外，还适用于载重汽车、船舶、大型挖掘机、铁路机车、煤炭和石油开采机械等领域。充分显示了我市高校科研队伍在科研成果转化、促进经济发展方面的重要作用，必将能够发展成为我市车辆技术和工业化的支柱产业。

③目前，该产品已研制成功并进行批量生产，已经与北方激光科技集团有限公司及河南光电有限公司、无锡开普动力泵业有限公司等单位签订了供货了价值1200万元的供货合同。