[實(shí)用新型]一種新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420592680.6
• 申請(qǐng)日: 2014-10-14
• 公開（公告）號(hào): CN204186654U
• 公開（公告）日: 2015-03-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王宏;張勤昭;張作義;吳宗鑫
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號(hào): F04D29/66
• 分類號(hào): F04D29/66;F04D29/08
• 代理公司: 西安智大知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及葉輪機(jī)械工程技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)

對(duì)于離心式泵、風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)，由于葉輪的輪盤和輪蓋外側(cè)所受流體作用力不同，相互抵消后還剩下一部分軸向力，這部分軸向力作用在葉輪上，而由于葉輪布置在軸上，因此軸向力也作用在轉(zhuǎn)子上，其作用方向從高壓端指向低壓端。必須設(shè)法平衡或消除轉(zhuǎn)子上的軸向力，否則它將使轉(zhuǎn)子竄動(dòng)，甚至與固定零部件接觸，造成零部件損壞。多數(shù)情況下，只靠推力軸承來承受是不夠的，需要用水力/氣動(dòng)平衡的方法來平衡部分軸向力。

傳統(tǒng)的平衡軸向力的方法包括：設(shè)置平衡孔、背葉片和平衡盤，這些方法在平衡軸向力的同時(shí)存在一些弊端，使用場(chǎng)合受限。例如設(shè)置平衡孔，其弊端是對(duì)葉輪進(jìn)口流動(dòng)有影響，降低葉輪效率，不適用于葉輪性能要求高的場(chǎng)合；設(shè)置背葉片的弊端是增加了軸長，對(duì)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)有一定影響，且加工復(fù)雜，不適用于軸長的場(chǎng)合；設(shè)置平衡盤的弊端是：1)增加了軸長；2)對(duì)于介質(zhì)具有危險(xiǎn)性、且葉輪輪盤與輪盤后的隔板或機(jī)殼空間有限時(shí)，例如高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)，平衡盤與葉輪將處于兩種環(huán)境，則在從葉輪進(jìn)口引入介質(zhì)至平衡盤側(cè)時(shí)會(huì)存在介質(zhì)泄漏的危險(xiǎn)。所以平衡盤的使用場(chǎng)合也是受限的。為此，提出了一種新的針對(duì)離心閉式葉輪的軸向力平衡結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能平衡軸向力，且能克服上述傳統(tǒng)方法的各種弊端，適用于更多場(chǎng)合。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)，能夠滿足平衡軸向力的要求，且不影響葉輪效率，不增加軸長，不存在介質(zhì)泄漏風(fēng)險(xiǎn)，并且易于實(shí)施。

為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

一種新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在葉輪輪蓋4與機(jī)殼6之間靠近離心閉式葉輪3出口處的密封環(huán)5，設(shè)置在靠近離心閉式葉輪3進(jìn)口處的葉輪進(jìn)口密封8，設(shè)置在機(jī)殼6上的機(jī)殼進(jìn)口孔7，所述葉輪輪蓋4、機(jī)殼6、密封環(huán)5和葉輪進(jìn)口密封8間形成空腔，高壓介質(zhì)通過機(jī)殼進(jìn)口孔7從外部引入所述空腔內(nèi)，所述高壓介質(zhì)的壓力大于離心閉式葉輪3出口處的介質(zhì)壓力；所述機(jī)殼6為對(duì)應(yīng)葉輪輪蓋4的機(jī)殼部分。

所述密封環(huán)5以轉(zhuǎn)軸1軸向投影點(diǎn)為圓心所處半徑小于等于離心閉式葉輪3出口以轉(zhuǎn)軸1軸向投影點(diǎn)為圓心的半徑。

所述機(jī)殼進(jìn)口孔7沿機(jī)殼6周向均勻分布，其數(shù)量大于等于2。

所述高壓介質(zhì)的來源為離心閉式葉輪后的擴(kuò)壓器出口處的介質(zhì)或高壓容器供應(yīng)的高壓介質(zhì)。

和現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具備如下優(yōu)點(diǎn)：

眾所周知，如果不采取任何軸向力平衡結(jié)構(gòu)，離心閉式葉輪3承受從輪盤2指向葉輪輪蓋4的軸向力。本實(shí)用新型通過機(jī)殼進(jìn)口孔7從外部引入高壓介質(zhì)，且高壓介質(zhì)的壓力大于離心閉式葉輪出口處的介質(zhì)壓力，高壓介質(zhì)從機(jī)殼進(jìn)口孔7進(jìn)入葉輪輪蓋4與機(jī)殼6之間的空間內(nèi)，由于葉輪輪蓋4與機(jī)殼6之間的空間兩端設(shè)密封，靠近離心閉式葉輪3出口處設(shè)密封環(huán)5，靠近離心閉式葉輪3進(jìn)口處設(shè)葉輪進(jìn)口密封8，使得高壓介質(zhì)不會(huì)從葉輪輪蓋4與機(jī)殼6之間的空間流出。由于高壓介質(zhì)的壓力大于離心閉式葉輪3出口處的介質(zhì)壓力，所以對(duì)應(yīng)從葉輪進(jìn)口密封8至密封環(huán)5徑向部分的離心閉式葉輪3的軸向投影面積處承受從葉輪輪蓋4指向輪盤2的軸向力，與離心閉式葉輪3在不加任何軸向力平衡結(jié)構(gòu)時(shí)承受從輪盤2指向葉輪輪蓋4的軸向力方向相反，故能發(fā)揮軸向力平衡作用。由于此平衡結(jié)構(gòu)對(duì)離心閉式葉輪內(nèi)部介質(zhì)流動(dòng)沒有影響，不會(huì)影響葉輪效率，不增加軸長；另外，所述高壓介質(zhì)的來源可以為離心閉式葉輪后的擴(kuò)壓器出口處的介質(zhì)，也不存在介質(zhì)泄漏風(fēng)險(xiǎn)；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)施。

附圖說明

附圖為本實(shí)用新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)示意圖。

其中：1、轉(zhuǎn)軸；2、輪盤；3、離心閉式葉輪；4、葉輪輪蓋；5、密封環(huán)；6、機(jī)殼；7、機(jī)殼進(jìn)口孔；8、葉輪進(jìn)口密封。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。