[實用新型]一種軸向力自平衡多級離心泵

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420047759.0
• 申請日: 2014-01-24
• 公開（公告）號: CN203730333U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 汪國慶;王英;黃勁峰
• 申請（專利權(quán)）人: 昆明冶金高等專科學(xué)校
• 主分類號: F04D1/06
• 分類號: F04D1/06;F04D29/041
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種輸送液體的多級離心泵，特別是一種軸向力自平衡多級離心泵。

背景技術(shù)

多級離心泵轉(zhuǎn)動時，在軸上產(chǎn)生較大的軸向力，該軸向力將會拉動轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向移動，因此，必須平衡或消除軸向力。在現(xiàn)有的多級離心泵中，多采用平衡盤為軸向力平衡結(jié)構(gòu)，該平衡結(jié)構(gòu)由固定在主軸上的平衡盤和固定在泵體上的平衡環(huán)構(gòu)成，平衡盤與平衡環(huán)相互配合，通常平衡盤與平衡環(huán)配合的徑向間隙很小(0.05mm)，而軸向距離較大(45mm)，高壓流體從高壓腔流經(jīng)徑向間隙到平衡盤處，壓強損失巨大，壓力作用已無法克服軸向力，平衡盤在軸向力作用下只能推壓在平衡環(huán)上，依靠平衡環(huán)的支撐克服軸向力。如果增加徑向間隙，流量和壓強不易控制，泵軸容易來回串動產(chǎn)生振動和沖擊。當(dāng)多級離心泵工作時，由于設(shè)計不當(dāng)，裝配、或工藝波動等原因，平衡盤不能平衡運轉(zhuǎn)時所產(chǎn)生的軸向力時，軸向力將會拉動轉(zhuǎn)子產(chǎn)生軸向移動，使平衡盤貼靠在平衡環(huán)上，平衡盤和平衡環(huán)發(fā)生干磨擦，造成平衡盤和平衡環(huán)的嚴(yán)重磨損，在泵運行后期，引起泵內(nèi)工作葉輪與機體的磨損、及其它部件的損壞，維修工作量增加，同時因軸向力作用造成高壓離心泵運行阻力增大，電耗增加，泵效率降低，使用中因電機過載頻繁，出現(xiàn)燒毀電機，使得高壓離心泵運行成本較高。對于級數(shù)多壓力大產(chǎn)生軸向力大的離心泵存在的問題尤其突出。

發(fā)明內(nèi)容

本實用新型的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足之處，提供一種新型的軸向力自平衡多級離心泵，防止平衡盤貼靠在平衡環(huán)上發(fā)生干磨擦，延長泵的使用壽命，提高整機效率，降低電耗，保證生產(chǎn)安全。

本實用新型以如下方式實現(xiàn)其目的：所述的軸向力自平衡多級離心泵包括泵體、端蓋、泵軸、軸套、軸承、入水口、入口支撐坐吸入室、吸入口葉輪、吸入口固定葉輪、中段葉輪、固定葉輪、高壓水出口、盤根密封、加水閥、聯(lián)軸器，泵軸是浮軸，可作軸向移動，其特征在于在泵的高壓水壓出室壁上開有一個高壓水引水孔，平衡環(huán)上開有一個與高壓引水孔連通的阻尼孔，平衡盤與平衡環(huán)之間留有一定的間隔，形成一個壓力室，高壓水引水孔、阻尼孔與壓力室相連通，平衡盤工作面外緣上有環(huán)狀V形凹槽，平衡環(huán)工作面外緣上有環(huán)狀V形凸起，位于平衡盤工作面上的環(huán)狀V形凹槽與平衡環(huán)工作面上的V形凸起相套，形成環(huán)狀V型流道，控制高壓水流出，V型流道與回水腔相連通，回水腔上有一個出水管，出水管與回水管相連通，回水管又與泵的進(jìn)水口相連通。平衡環(huán)工作面上的V形環(huán)狀凸起與平衡盤工作面上的環(huán)狀V形凹槽相嵌合，V型凸起V型凹槽的V型角度相同。平衡環(huán)上開有4個不同孔徑的阻尼孔，可根椐多級泵的實際工作點，確定最佳工作效率時采用的阻尼孔。從泵的入水口吸入的水經(jīng)多級葉輪的加速，在泵的壓出室形成高壓水，這時，泵的高壓水壓出室壁上的高壓水引水孔經(jīng)阻尼孔將高壓水直接引入平衡盤與平衡環(huán)之間的壓力室，引入壓力室的高壓水壓強損失不大，平衡盤在高壓水的壓力作用下平衡軸向力，并且在V形縫隙間存在液膜，平衡盤與平衡環(huán)之間形成液體潤滑。從壓力室流出的高壓水通過V型流道、回水腔、出水管、回水管重新流入泵的吸入室。當(dāng)離心泵正常工作時，平衡盤的平衡作用基本不變；當(dāng)平衡盤失衡而不能平衡軸向力時，平衡盤在軸向力的作用下向平衡環(huán)靠近，平衡盤工作面外緣上的環(huán)狀V形凹槽與平衡環(huán)工作面外緣上的V形凸起也逐漸靠近，V型流道逐漸閉合，流道斷面逐漸減小，這時，從壓力室中流出的高壓水流量逐漸減少，流通不暢，壓力室中的高壓水所產(chǎn)生的壓力急劇增加，在平衡盤工作面上形成的與軸向力相反的平衡力也急劇增加。當(dāng)平衡盤工作面與平衡環(huán)工作面相距越近時，V型流道越閉合，流道斷面越小，壓力室中的高壓水所產(chǎn)生的壓力越大，所產(chǎn)生的平衡力也越大，從而達(dá)到平衡軸向力、防止的平衡盤與平衡環(huán)工作面接觸而發(fā)生磨擦的目的。當(dāng)泵軸向力小的時候，主軸向出口方向移動，V型流道斷面面積增大，阻力減小，流量增加，壓力室壓力降低，使平衡力減小至與軸向力相當(dāng)，達(dá)到軸向力平衡。從而使多級離多泵在工作狀態(tài)下始終處于軸向力自平衡狀態(tài)。

本實用新型具有下列優(yōu)點和極積效果：結(jié)構(gòu)簡單，安裝方便，性能穩(wěn)定，多級離多泵在工作時始終處于軸向力自平衡狀態(tài)，能完全防止多級離心泵的平衡盤貼靠在平衡環(huán)上發(fā)生干磨擦，防止工作葉輪與機體的磨損，延長泵的使用壽命，提高整機效率，降低電耗，保證生產(chǎn)安全。

附圖說明

圖1是軸向力自平衡多級離心泵結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本實用新型的壓力室結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本實用新型的平衡環(huán)剖面圖；

圖4是本實用新型的平衡環(huán)平面圖

圖5是本實用新型的平衡盤剖面圖；