CN100398785C - 微型汽轮高速泵 - Google Patents

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Abstract

一种微型汽轮高速泵，属于机械技术领域。本发明由微型汽轮机和高速泵组成。所述的微型汽轮机是一种单级轴流式高速汽轮机，它由汽缸、主汽门、调节汽门、喷嘴、叶轮、叶片、转轴、汽封体、滑动轴承、轴承座以及机泵公共底盘构成，叶轮与转轴是一个整体，高速泵整体布置于轴承座中，高速泵泵壳与轴承座连接，高速泵的工作轮套在转轴右端，与叶轮分置于前径向轴承和后径向推力联合轴承的两侧，形成悬臂式的布置，主汽门和调节汽门为一体式，汽封体位于汽缸右端的汽封档内，喷嘴固定在汽缸上，叶片设在叶轮上形成叶栅流道，轴承座与机泵公共底盘连接。本发明可利用工业废热或工艺蒸汽源作为汽源，具有结构简单紧凑、设备投资和运行成本低、调节方便、寿命长等优点。

Description

微型汽轮高速泵
技术领域
本发明涉及一种机械技术领域的装置，具体的说，涉及的是一种微型汽轮高速泵。
背景技术
高速泵是一种高速高压单级的部分流泵，它在低比转速时比离心泵的效率高，在工业中可以代替多级离心泵，适合在小流量和高扬程的场合使用，目前正得到越来越广泛的应用。高速泵小而轻，由普通电机通过齿轮增速器驱动，泵轴和增速器输出轴直联(关醒凡.现代泵技术手册[M].北京：宇航出版社，1995：pp366-387.)。但这种装置的不足是，由于低速的电机需要通过增速器而不能采用直联方式驱动高速泵，这样就会增加装置的复杂性，不仅会提高产品成本，齿轮增速器还会产生振动、噪音、磨损等复杂的问题，会严重影响到产品的寿命；另外，由于在整个装置中还需要使用联轴器和多副轴承，在齿轮增速器、轴承和联轴器这些环节都会产生能量损失，会降低整个装置的运行效率。
发明内容
本发明针对以上不足，提供一种微型汽轮高速泵。本发明采用一种用微型汽轮机同轴直联驱动高速泵的技术方案，从而省去了中间增速器这一中间环节，降低了装置的复杂性。
本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括微型汽轮机和高速泵两部分。所述的微型汽轮机是一种单级轴流式高速汽轮机，它由汽缸、主汽门、调节汽门、喷嘴、叶轮、叶片、转轴、汽封体、滑动轴承、轴承座以及机泵公共底盘构成。
叶轮与转轴是整体锻造经加工而成的，二者组成微型汽轮机的转子。高速泵整体布置于轴承座中，高速泵泵壳与轴承座用法兰配螺栓连接，高速泵的工作轮采用间隙配合套装在转轴右端，与叶轮分置于滑动轴承的两侧，形成悬臂式的布置。高速泵的工作轮与转轴间采用单键定位，通过导向轮和导向螺栓固定。
用于支撑微型汽轮机的转子的滑动轴承为高速可倾瓦滑动轴承，它由前径向轴承和后径向联合推力轴承组成。滑动轴承为中分面结构，其下半部分固定在轴承座的轴承档内，上半部用轴承压盖配螺栓固定，用斜角对称的锥销定位。滑动轴承的润滑可以采用外管路或内置管路型式，润滑油从下半部进入滑动轴承内。
汽封体由炭精汽封或钢制汽封环组合而成，位于汽缸右端的汽封档内，用整圈的压紧法兰加螺栓予以压紧。单个汽封体由上、下两半组成，用螺钉在水平中分面上固定成一体。
喷嘴采用单个铣制的喷嘴片，与内、外环一起焊接而成，用螺钉固定在汽缸内腔的蒸汽室出口处。叶片采用铣切工艺制成，通过其根部安装在叶轮上形成叶栅流道。
汽缸与蒸汽室铸成一体，汽缸设计有垂直中分面，采用法兰配螺栓连接方式。前缸与轴承座采用半法兰连接，用螺栓固定，用两个径向定位销定位。主汽门和调节汽门做成一体式的，采用法兰连接、螺栓螺母固定到汽缸前缸上。轴承座与机泵公共底盘采用螺栓连接。
装置工作时，高温高压的新蒸汽经主汽门和调节汽门进入微型汽轮机蒸汽室，在喷嘴中膨胀加速后，进入叶轮的叶片流道中做功，冲转微型汽轮机，从而驱动高速泵工作，做功之后的乏汽从汽缸排出微型汽轮机进入下一道工艺流程。另一方面，油或水等液体工质从本发明的右侧进入高速泵的工作叶轮加压后从排出口流出。
与现有电动机加增速器的驱动方案相比，本发明的方案具有如下优点：首先，由于采用的是微型汽轮机和高速泵两者共用同一根转轴的直联驱动方案，无需增速器，并且两者不用联轴器，只需共用一副轴承，因而使装置结构得以简化，产品制造成本和运行效率提高，并且由于结构简化和运动部件减少，将会使装置低振动和低噪音，提高产品工作寿命。其次，由于微型汽轮机高速运行，因此径向尺寸较小，同时将高速泵内置到微型汽轮机轴承座中并与微型汽轮机共轴将减小装置的整体轴向尺寸，这样装置的结构简单紧凑。第三，运行时可采用转速调节，调节方便，即使不是满负荷运转，也具有很高的效率。最后，一般工业企业都有工艺蒸汽或可能会白白浪费掉的废热汽源，如果能利用这些汽源在微型汽轮机中做功而驱动高速泵的话，就无需消耗高品位的电能，从而产生经济效益。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图中：1-汽缸，2-叶片，3-调节阀，4-汽封体，5-主汽门，6-前径向轴承，7-后径向推力轴承，8-高速泵，9-轴承座，10-转轴，11-机泵公共底盘，12-蒸汽室，13-喷嘴，14-叶轮。
具体实施方式
在图1所示的本优选实施例中，本发明由微型汽轮机和高速泵8组成，所述的微型汽轮机是一种单级轴流式高速汽轮机，它由汽缸1、叶片2、调节汽门3、汽封体4、主汽门5、前径向轴承6、后径向推力联合轴承7、轴承座9、转轴10、和机泵公共底盘11、喷嘴13、叶轮14组成。
叶轮14与转轴10是整体锻造经加工而成的，二者组成微型汽轮机的转子。高速泵8整体布置于轴承座9中，高速泵8泵壳与轴承座9用法兰配螺栓连接，高速泵8的工作轮采用间隙配合套装在转轴10右端，与叶轮14分置于轴承6、7的两侧，形成悬臂式的布置。高速泵8的工作轮与转轴10间采用单键定位，通过导向轮和导向螺栓固定。
用于支撑转子的前径向轴承6和后径向联合推力轴承7均为高速可倾瓦滑动轴承。前径向轴承6和后径向推力联合轴承7为中分面结构，它们下半部分固定在轴承座9的轴承档内，上半部分用轴承压盖配螺栓固定，用斜角对称的锥销定位。前径向轴承6和后径向推力联合轴承7的润滑可以采用外管路或内置管路型式，润滑油从它们下半部进入。
汽封体4由炭精汽封或钢制汽封环组合而成，位于汽缸1右端的汽封档内，用整圈的压紧法兰加螺栓予以压紧。单个汽封体4由上、下两半组成，用螺钉在水平中分面上固定成一体。
喷嘴13采用单个铣制的喷嘴片，与内、外环一起焊接而成，用螺钉固定在汽缸1内腔的蒸汽室12出口处。叶片2采用铣切工艺制成，通过其根部安装在叶轮14上形成叶栅流道。
汽缸1与蒸汽室12铸成一体，汽缸1设计有垂直中分面，采用法兰配螺栓连接方式。汽缸1前缸与轴承座9采用半法兰连接，用螺栓固定，用两个径向定位销定位。主汽门5和调节汽门3做成一体式的，采用法兰连接、螺栓螺母固定到汽缸1前缸上。轴承座9与机泵公共底盘11采用螺栓连接。
本发明工作时，一定压力的循环润滑油进入前径向轴承6和后径向联合推力轴承7中，在其中建立起稳定的油膜从而支撑起本发明的转动部分，同时润滑油带走该处产生的热量。高温高压的新蒸汽经开启的主汽门5和调节汽门3进入微型汽轮机蒸汽室12，从中流出的蒸汽在喷嘴13中膨胀加速后，流入叶轮14的叶片2流道中做功，从而冲转微型汽轮机，做功之后的乏汽从汽缸1排出微型汽轮机进入下一道工艺流程。汽封体4起密封作用，它防止蒸汽从微型汽轮机的转轴10和汽缸1之间的动静间隙泄漏出来把热量传到轴承座9。另一方面，微型汽轮机通过转轴10驱动同轴的高速泵8，油或水等液体工质从本发明的右侧进入高速泵8的加压后从排出口流出。本发明的重量都由轴承座9传递到固定在地面基础上的机泵公共地盘11上。

Claims (8)

1.一种微型汽轮高速泵，包括：微型汽轮机和高速泵(8)，其特征在于，所述的微型汽轮机是一种单级轴流式高速汽轮机，包括：汽缸(1)、叶片(2)、调节汽门(3)、汽封体(4)、主汽门(5)、前径向轴承(6)、后径向推力联合轴承(7)、轴承座(9)、喷嘴(13)、转轴(10)、机泵公共底盘(11)、叶轮(14)，叶轮(14)与转轴(10)是一个整体，高速泵(8)整体布置于轴承座(9)中，高速泵(8)泵壳与轴承座(9)连接，高速泵(8)的工作轮套在转轴(10)右端，与叶轮(14)分置于前径向轴承(6)和后径向推力联合轴承(7)的两侧，形成悬臂式的布置，主汽门(5)和调节汽门(3)为一体式，汽封体(4)位于汽缸(1)右端的汽封档内，喷嘴(13)固定在汽缸(1)上，叶片(2)设在叶轮(14)上形成叶栅流道，轴承座(9)与机泵公共底盘(11)连接。
2.根据权利要求1所述的微型汽轮高速泵，其特征是，高速泵(8)的工作轮采用间隙配合套在转轴(10)右端，采用单键定位，通过导向轮和导向螺栓固定。
3.根据权利要求1所述的微型汽轮高速泵，其特征是，前径向轴承(6)和后径向推力联合轴承(7)均为中分面结构，它们的下半部分固定在轴承座(9)的轴承档内，它们的上半部分用轴承压盖配螺栓固定，用斜角对称的锥销定位。
4.根据权利要求1所述的微型汽轮高速泵，其特征是，汽封体(4)由炭精汽封或钢制汽封环组合而成，位于汽缸(1)右端的汽封档内，用整圈的压紧法兰加螺栓予以压紧，单个汽封体(4)由上、下两半组成，用螺钉在水平中分面上固定成一体。
5.根据权利要求1所述的微型汽轮高速泵，其特征是，喷嘴(13)采用单个铣制的喷嘴片，与内、外环一起焊接而成，用螺钉固定在汽缸(1)内腔的蒸汽室(12)出口处。
6.根据权利要求1所述的微型汽轮高速泵，其特征是，汽缸(1)与蒸汽室(12)铸成一体，汽缸(1)设有垂直中分面，采用法兰配螺栓连接。
7.根据权利要求1所述的微型汽轮高速泵，其特征是，汽缸(1)前缸与轴承座(9)采用半法兰连接，用螺栓固定，用两个径向定位销定位。
8.根据权利要求1所述的微型汽轮高速泵，其特征是，主汽门(5)和调节汽门(3)采用法兰连接、螺栓螺母固定到汽缸(1)前缸上。
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