[發明專利]一種離心泵軸向力自平衡結構

在審

• 申請號: 202011334880.8
• 申請日: 2020-11-25
• 公開（公告）號: CN112524084A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 顧嘉嶸;高波;張寧;倪丹
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F04D29/041
• 分類號: F04D29/041;F04D29/42;F04D29/22
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明涉及一種離心泵軸向力自平衡結構，屬于流體機械領域。本發明通過減小后蓋板外徑D，后蓋板外徑D為葉輪外徑D₂的70％～80％，使得在葉輪出口附近前蓋板與后蓋板不對稱，作用在前蓋板內側上的軸向力未能被完全平衡，未平衡的軸向力指向后蓋板方向，可抵消約80％～90％泵前口環以下前蓋板與后蓋板不對稱產生的軸向力，以達到減小總軸向力的目的。現有的單級離心泵軸向力平衡方法需在后蓋板上開設平衡孔，經平衡孔的泄漏流會與主液流相沖擊，破壞正常的流動狀態從而導致水力性能下降。區別于現有技術，本發明無需開設平衡孔，避免了因正常流動被破壞而引起的水力性能下降。

技術領域

本發明涉及一種離心泵軸向力自平衡結構，屬于流體機械領域。

背景技術

離心泵在運轉工作時，轉子上作用著軸向力，該力將拉動轉子軸向移動。因此必須設法消除或平衡此軸向力，才能使正常工作。當前離心泵軸向力產生因素已被廣泛探究，軸向力組成包括蓋板力、動反力、軸臺或軸端引起的軸向力和轉子重量引起的，其中蓋板力是最主要的軸向力組成成分。蓋板力產生原理為：在葉輪旋轉時，液體會給前、后蓋板內外兩側相同的壓力，而在口環下部由于葉輪吸入口的存在，使得前、后蓋板不對稱，產生了一個指向吸入口方向的軸向力。

軸向力平衡裝置是泵的重要組成部分，對泵運行的安全性、可靠性和壽命起著關鍵性的作用。傳統的單級離心泵軸向力平衡方法是在后蓋板上開平衡孔同時在葉輪后蓋板上附設密封環。其平衡原理是液體流經密封環間隙產生阻力損失，密封環下部液體壓力下降，從而減少作用在后蓋板上的軸向力，但是這個過程中經平衡孔的泄漏流會與主液流相沖擊，破壞了正常的流動狀態，水力性能下降。“軸向力平衡的單級離心泵”(專利號：201110266578.8)則是通過增大后蓋板口環直徑，傾斜平衡孔的方法來平衡軸向力。“一種能夠平衡離心泵軸向力的泵殼”(專利號：201910350802.8)則是通過采用特殊的泵殼以平衡軸向力。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種減少泄漏、對入口流態破壞小的軸向力自平衡結構，本發明是通過改變后蓋板外徑尺寸以減小蓋板力的軸向力平衡結構。本發明具有實際意義。

本發明一種離心泵軸向力自平衡結構，該結構包括泵體、葉輪、中段和后泵蓋，其中葉輪包括前蓋板、葉片和后蓋板。該結構的主要特征為葉輪出口附近前蓋板與后蓋板關于葉輪中間軸線不對稱，后蓋板外徑D小于葉輪外徑D₂，后蓋板外徑D為葉輪外徑D₂的70％～80％。在葉輪后蓋板上附設后口環，后口環所在直徑與后蓋板外徑D相等，后口環長度L₁與前口環長度L₂相同。泵體與葉輪配合工作，泵體與后泵蓋通過螺栓連接。中段通過后泵蓋與泵體壓緊。中段與葉片的軸向間隙C₁的取值范圍為0.5～1.5mm。中段與葉輪后口環的徑向間隙C₂的取值和泵體與葉輪前口環處間隙保持一致。該結構適用于比轉速范圍為30～150的離心泵。

本發明通過減小后蓋板外徑D，后蓋板外徑D為葉輪外徑D₂的70％～80％，使得在葉輪出口附近前蓋板與后蓋板不對稱，作用在前蓋板內側上的軸向力未能被完全平衡，未平衡的軸向力指向后蓋板方向，可抵消約80％～90％泵前口環以下前蓋板與后蓋板不對稱產生的軸向力，以達到減小總軸向力的目的。現有的單級離心泵軸向力平衡方法需在后蓋板上開設平衡孔，經平衡孔的泄漏流會與主液流相沖擊，破壞正常的流動狀態從而導致水力性能下降。區別于現有技術，本發明無需開設平衡孔，避免了因正常流動被破壞而引起的水力性能下降。

附圖說明

下面結合附圖對本發明作進一步說明：

圖1是本發明的整體結構示意圖

圖2是本發明的葉輪示意圖

具體實施方式