CN101070854A - 一种高效高压卧式多级离心泵 - Google Patents

Abstract

一种高效高压卧式多级离心泵，涉及离心泵技术领域，包括吸入段、中段、导叶、叶轮、泵轴、水润滑轴承、出口段、轴向力平衡机构及密封等，其特征在于泵的吸入口不同于以往所有卧式多级泵的径向布置，而为轴向布置，大大提高了首级叶轮的水力效率和泵的汽蚀性能；泵采用液体润滑轴承，采用输送介质润滑，液体润滑轴安装在水力部件内部；靠近出口段的滑动轴承同时又起到平衡轴向力的平衡毂的作用，与平衡盘一起构成轴向力自动平衡机构；泵采用内部液体滑动轴承，只有一个轴伸，结构紧凑，只需一套密封。具有摩擦副少、效率高、可靠性好、易损件少、便于快速拆装的优点。本发明适用于所有输送清洁液体的场合。

Description

一种高效高压卧式多级离心泵

技术领域

本发明属于离心泵技术领域，特别涉及一种高效高压卧式多级离心泵，主要用于万吨级以上反渗透海水淡化生产装置中提供海水反渗透高压能量，也可以应用于清洁介质的输送。

背景技术

在反渗透海水淡化生产装置中提供反渗透压力的高压泵的耗电量占整过产水流程中耗电量的70％，因此，高压泵效率的高低直接影响海水淡化吨产水价格，且生产装置绝大部分是无人看管和无专业设备维护和维修人员，这样一来，对泵的效率要求、可靠性和维修性方面要求都非常高。万吨级以上反渗透海水淡化生产装置中提供反渗透压力的高压泵主要是多级离心泵，传统的多级离心泵采用双轴伸结构，由于结构的特点，需要有更长更粗的轴，泵进口直径就需要更大尺寸，直接影响泵的效率。泵的支撑一般采用外部的滚动轴承或压力油润滑滑动轴承结构，需要有一套滑动轴承供油系统或滚动轴承的冷却系统，结构复杂；双轴伸结构在泵的进水段和出水段各需要一套机械密封，降低了泵的可靠性；更换机械密封和平衡盘、毂要对泵进行全面解体，必须配有专业维护和维修人员，而且需要有更多维修时间，不能满足快速维修的要求。

发明内容

为了解决现有技术中效率低，结构复杂，维修困难的不足，本发明提供一种高效高压卧式多级离心泵，是由进出水部件-进水段、出水段，能量转换的水力部件-首级叶轮、导叶、中段、次级叶轮、轴向力自动平衡装置-滑动轴承(排出段)、平衡毂-轴承、耐磨环、平衡盘、回流管，支撑部件-滑动轴承(吸入段)、轴套，机械密封部件-后盖、机械密封和联接件-叶轮螺母、穿杠螺栓组成，其特征在于多级离心泵的进口由传统的径向吸入改为轴向吸入，支撑部件由设置在水力部件内部的液体润滑轴承取代金属轴承，轴向力自动平衡装置采用滑动轴承作为平衡鼓，水力部件由首级悬臂布置的叶轮和简支的次级叶轮和导叶、中段构成，首级导叶同时作为轴承支座，取消了一端轴伸，只需要一套机械密封密封。

进口为轴向吸入，首级叶轮悬臂布置，大大提高了首级叶轮效率和泵的汽蚀性能；单轴伸结构只需要一套机械密封密封，提高了泵运转的可靠性；设置在水力部件内部的液体润滑轴承，取代金属轴承，采用自身母液冷却和润滑，由于取消了外部的支撑结构，轴向尺寸能大大缩短，在相同刚度情况下，能减少泵的轴径，总体结构更紧凑，泵重量更轻，结构更简单，更换易损件只需要局部拆卸，不需要对泵进行全面解体。新型高效多级离心泵满足了万吨级以上海水淡化高压泵的性能、效率、汽蚀要求，可靠性和维修性大大提高，在其他输送清洁介质的场合，新型高效多级离心泵也适用。

附图说明

图1是本发明的具体实施例剖面图

图1中，1.叶轮螺母2.进水段3.首级叶轮4.导叶5.滑动轴承(吸入段)6.轴套7.键8.中段9.次级叶轮10.轴  11.穿杠螺栓  12.滑动轴承(排出段)13.平衡毂-轴承  14.耐磨环  15.平衡盘16.后盖17.机械密封  18.回流管19.出水段

具体实施方式

本发明作为万吨级反渗透海水淡化生产装置配套的高压泵(2台，流量220m³/h，扬程600m，单级扬程100m，六级泵)，如图1所示，它是由进出水部件、能量转换的水力部件、轴向力自动平衡装置、支撑部件、机械密封部件和联接件组成。

进出水部件包括：进水段2、出水段组成19。主要起进水引导和出水收集作用。

能量转换的水力部件包括：首级叶轮3、导叶4、中段8、次级叶轮9组成。首级叶轮3和次级叶轮9起将能量转换作用，使输送液体获得能量；导叶4起收集液体，将动能转换成压力能，并将液体引入下一级叶轮或出水段；中段8起安装定位和承受液体高压作用；考虑到提高泵的汽蚀性能，首级叶轮3和次级叶轮9采用不同的进口直径和叶片型线。

轴向力自动平衡装置包括：排出段滑动轴承12、平衡毂-轴承13、耐磨环14、平衡盘15、回流管18。平衡毂-轴承13和排出段滑动轴承组成固定间隙，在平衡毂-滑动轴承13前后保持固定的压力降和固定的平衡力。耐磨环14和平衡盘15组成可变的间隙，压力降和平衡力随耐磨环14和平衡盘15间隙不同而不同，使转子保持动态平衡。回流管18作用是将平衡装置的泄露流量引回到吸入口。末级叶轮处的势扬程为高压部分，经过固定的间隙、可变间隙、回水管回到泵入口低压部分，形成自动平衡装置的水力回路。

泵的支撑部件是由设置在泵水力部件内部的两滑动轴承5、6、12、13组成，可以使泵的结构大大简化。与传统的双支撑结构多级泵相比较，减少了外部两端的滚动轴承或油润滑轴承，总轴向长度是传统泵的70％左右，支撑跨局距是传统泵的45％左右。

机械密封部件包括：机械密封17和后盖16。

联结件包括：穿杠螺栓11、键7和叶轮螺母1。

泵吸入端滑动轴承结构，泵可以实现轴向吸入，首级叶轮由原来的穿轴结构变成了悬臂结构，在相同技术参数下，悬臂叶轮比穿轴叶轮效率要高4％左右，泵的总效率也相应提高。

支撑跨距的大大缩短，在保持轴系刚度不变的情况下，泵轴径由原来的85mm减少到70mm。轴径的减少，能减少叶轮轮毂直径，也就能减少叶轮进口直径，有利于泵的效率提高。

泵总体轴向尺寸的减少，支撑部件的简化，使泵的重量更轻，比传统泵重量减少250kg以上。

泵的总体结构重大改变和水力部件的优化，使泵的效率达到80％，与GB/T13007《离心泵效率》的A线规定值提高了4～7％，比现有泵的效率提高了15个百分点。

由于泵排除端设置了内部的滑动轴承，使得更换机械密封、平衡盘、耐磨环、排出段滑动轴承12、平衡毂-轴承13等易损件更容易、方便，只需要拆卸局部而无需整体拆卸。

吸入端的滑动轴承结构，减少了吸入端机械密封，提高了泵的可靠性。

内部设置的滑动轴承结构，采用母液自润滑和冷却，解决了两端轴承结构的滚动轴承冷却或两端滑动轴承的外接润滑油系统。

Claims (3)

1、一种高效高压卧式多级离心泵，是由进出水部件-进水段、出水段，能量转换的水力部件-首级叶轮、导叶、中段、次级叶轮、轴向力自动平衡装置-滑动轴承(排出段)、平衡毂-轴承、耐磨环、平衡盘、回流管，支撑部件-滑动轴承(吸入段)、轴套，机械密封部件-后盖、机械密封和联接件-叶轮螺母、穿杠螺栓组成，其特征在于：多级离心泵的进口由传统的径向吸入改为轴向吸入，支撑部件由设置在水力部件内部的液体润滑轴承取代金属轴承，轴向力自动平衡装置采用滑动轴承作为平衡鼓，水力部件由首级悬臂布置的叶轮和简支的次级叶轮和导叶、中段构成，首级导叶同时作为轴承支座，取消了一端轴伸。

2、根据权利要求1所述的一种高效高压卧式多级离心泵，其特征在于：泵吸入口中心线与泵轴中心线同心，为轴向布置。

3、根据权利要求1所述的一种高效高压卧式多级离心泵，其特征在于靠近出口段的液体润滑轴承同时又起到平衡轴向力的平衡毂的作用，与平衡盘一起构成轴向力自动平衡机构。

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