CN101504001A - 节能卧式多级离心泵 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种离心泵，尤其是一种节能卧式多级离心泵。按照本发明提供的技术方案，在底座上间隔设置出水段壳体与进水段壳体，出水段壳体与进水段壳体之间具有中段壳体，在出水段壳体与进水段壳体上横向转动架设有泵轴，在泵腔内的泵轴上设有叶轮与导叶，进水段壳体与泵轴之间具有泵尾密封装置，在出水段壳体与进水段壳体上设有回水管道，在出水段壳体上固定有盘状的泵端密封体，泵端密封体与出水段壳体之间设有泵端平衡体，在静平衡盘与紧靠出水端的叶轮之间的泵轴上固定有动平衡盘，在面对静平衡盘的动平衡盘侧壁上围绕泵轴开设有环状安装凹槽，在该环状安装凹槽内嵌有耐磨环。本发明具有很好地平衡泵的轴向力，可消除高压水大量回流损耗现象，从而大幅提高泵效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种离心泵，尤其是一种节能卧式多级离心泵。
背景技术
自世界发明卧式多级离心泵至今一直没有改变，所以称其谓“传统卧式多级离心泵”，见图1，它主要由泵端轴承(圆柱滚子轴承)1’、泵轴2’、泵端轴承托架3’、泵端填料密封4’、出水段5’、平衡盘6’、末级导叶7’、导叶8’、叶轮9’、中段10’、拉紧螺栓11’、进水段12’、泵尾填料密封(石棉盘根)13’、泵尾轴承托架14’、泵尾轴套15’、泵尾轴承(圆柱滚子轴承)16’、泵联轴器17’、底座18’、回水管路19’与泵端轴套20’等构成。
传统卧式多级离心泵的最大缺点是它用平衡盘6’平衡泵的轴向力，它是靠平衡盘6’带动泵轴来回窜动达到平衡泵轴向力的作用。与此同时，泵体内的高压水有10％～15％从平衡盘的间隙中流失，使传统卧式多级离心泵存在严重的高能耗问题，而这种高压水的损耗现象是用户从泵体外部所看不到的，但又实际存在的，而且世界水泵理论工作者一直在研究消除这种高能耗问题的办法，然而至今未能解决。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中存在的不足，提供一种能够很好地平衡泵的轴向力，消除高压水大量回流损耗现象，从而大幅提高泵效率、节能效果好的节能卧式多级离心泵。
按照本发明提供的技术方案，在底座上间隔设置出水段壳体与进水段壳体，出水段壳体与进水段壳体之间具有中段壳体，拉紧螺栓的两端分别设置在出水段壳体与进水段壳体上并将出水段壳体、中段壳体与进水段壳体压紧构成泵腔，在出水段壳体与进水段壳体上横向转动架设有泵轴，在泵腔内的泵轴上设有叶轮与导叶，进水段壳体与泵轴之间具有泵尾密封装置，在出水段壳体与进水段壳体上设有回水管道，在出水段壳体上固定有盘状的泵端密封体，泵端密封体与出水段壳体之间设有泵端平衡体，泵端平衡体上固定静平衡盘，在泵端平衡体与静平衡盘之间设有压紧的顶压弹簧，在静平衡盘与紧靠出水端的叶轮之间的泵轴上固定有动平衡盘，动平衡盘一侧壁抵在紧靠出水端的叶轮上，在面对静平衡盘的动平衡盘侧壁上围绕泵轴开设有环状安装凹槽，在该环状安装凹槽内嵌有耐磨环，所述耐磨环另一端部嵌入静平衡盘侧壁围绕泵轴开设有的环状安装凹槽内，在泵端平衡体与泵轴之间具有泵首密封装置。
所述泵尾密封装置包括进水段壳体与泵轴之间设置的泵尾轴套，在靠近叶轮的进水段壳体内孔壁体上设有向泵轴伸出的尾端安装挡边，使得尾端安装挡边与泵轴形成围绕泵轴的安装凹陷，在该安装凹陷内设有泵尾密封填料。
在进水段壳体上设有泵尾轴承托架，在泵尾轴承托架上设有泵尾轴承，所述泵轴转动连接在该泵尾轴承的安装孔内。在泵尾端的泵轴上设有联轴器。
所述泵首密封装置包括套接在泵端泵轴上的泵首轴套，在靠近叶轮的泵端密封体内孔壁体上设有向泵轴伸出的首端安装挡边，使得首端安装挡边与泵轴形成围绕泵轴的安装凹陷，在该安装凹陷内设有泵首密封填料，在泵端平衡体上固定有泵端填料压盖，所述泵端填料压盖嵌入该安装凹陷的开口端并将泵首密封填料封堵。它是泵端的第二道密封，可以使泵端无外泄露。
在靠近叶轮的泵端密封体侧壁围绕泵轴的安装凸环，在安装凸环与泵轴之间嵌有唇型油封环，所述唇型油封环在靠近叶轮的侧壁上围绕泵轴开设有环状凹槽。在泵首端的泵轴外具有泵端轴承体，泵端轴承体内的安装孔内设有间隔套接在泵轴上的向心推力球轴承，在向心推力球轴承之间设有套接在泵轴上的轴承垫圈。
在泵首端的泵轴上套接有挡水套，所述挡水套两端部分别抵在向心推力球轴承与泵首轴套上，且位于泵首端的向心推力球轴承有两只，安装时认准相反方向安装。在泵端轴承体上固定抵在泵端平衡体上的泵端密封体，泵端密封体内壁与泵轴外壁之间存在空腔，在泵端密封体上开设有与该空腔连通的通孔。在泵端轴承体上设有泵端轴承压盖。
本发明可大幅提高泵的效率并有效节能。
附图说明
图1是现有的卧式多级离心泵结构示意图。
图2是本发明的卧式多级离心泵结构示意图。
图3是本发明中的节能平衡装置结构示意图。
具体实施方式
如图所示：在底座20上间隔设置出水段壳体8与进水段壳体14，出水段壳体8与进水段壳体14之间具有中段壳体12，拉紧螺栓13的两端分别设置在出水段壳体8与进水段壳体14上并将出水段壳体8、中段壳体12与进水段壳体14压紧构成泵腔，在出水段壳体8与进水段壳体14上横向转动架设有泵轴2，在泵腔内的泵轴2上设有叶轮11与导叶10，进水段壳体14与泵轴2之间具有泵尾密封装置，在出水段壳体8与进水段壳体14上设有回水管道21，在出水段壳体8上固定有盘状的泵端密封体4，泵端密封体4与出水段壳体8之间设有泵端平衡体5，泵端平衡体5上固定静平衡盘6，在泵端平衡体5与静平衡盘6之间设有压紧的顶压弹簧25，在静平衡盘6与紧靠出水端的叶轮11之间的泵轴2上固定有动平衡盘7，在面对静平衡盘6的动平衡盘7侧壁上围绕泵轴2开设有环状安装凹槽，在该环状安装凹槽内嵌有耐磨环26，所述耐磨环26另一端部嵌入静平衡盘6侧壁围绕泵轴2开设有的环状安装凹槽内，在泵端平衡体5与泵轴2之间具有泵首密封装置。
静平衡盘6靠顶压弹簧25作用始终紧贴住动平衡盘7，阻挡住泵出水段的高压水往泵的回水管内大量流失。在静平衡盘6和动平衡盘7的紧贴面上，两盘选定相互对应同样的位置，围绕泵轴开设环状的安装凹槽，并在凹槽内嵌入硬质合金的耐磨环26，增加耐磨寿命。在静平衡盘6的外侧面与平衡体之间用O型橡胶密封圈阻挡高压水进入平衡体内。在水泵启动运转后，动平衡盘7、静平衡盘6就起到了节能平衡装置的作用，同时起到了在泵端平衡体与泵轴之间的首道密封装置的作用。
所述泵尾密封装置包括进水段壳体14与泵轴2之间设置的泵尾轴套16，在靠近叶轮11的进水段壳体14内孔壁体上设有向泵轴2伸出的尾端安装挡边14a，使得尾端安装挡边14a与泵轴2形成围绕泵轴2的安装凹陷，在该安装凹陷内设有泵尾密封填料15。在进水段壳体14上设有泵尾轴承托架17，在泵尾轴承托架17上设有泵尾轴承18，所述泵轴2转动连接在该泵尾轴承18的安装孔内。在泵尾端的泵轴2上设有联轴器19。所述泵首密封装置包括套接在泵端泵轴2上的泵首轴套27，在靠近叶轮11的泵端密封体4内孔壁体上设有向泵轴2伸出的首端安装挡边4a，使得首端安装挡边4a与泵轴2形成围绕泵轴2的安装凹陷，在该安装凹陷内设有泵首密封填料28，在泵端平衡体5上固定有泵端填料压盖29，所述泵端填料压盖29嵌入该安装凹陷的开口端并将泵首密封填料28封堵。
在靠近叶轮11的泵端密封体4侧壁围绕泵轴2的安装凸环4b，在安装凸环4b与泵轴2之间嵌有唇型油封环30，所述唇型油封环30在靠近叶轮11的侧壁上围绕泵轴2开设有环状凹槽。在泵首端的泵轴2外具有泵端轴承体3，泵端轴承体3内的安装孔内设有间隔套接在泵轴2上的向心推力球轴承1，在向心推力球轴承1之间设有套接在泵轴2上的轴承垫圈31。
在泵端的泵轴2上套接有挡水套24，所述挡水套24两端部分别抵在向心推力球轴承1与泵首轴套27上。位于泵端的向心推力球轴承1共有两只，是相反方向安装的。在泵端轴承体3上固定抵在泵端平衡体5上的泵端密封体4，泵端密封体4内壁与泵轴2外壁之间存在空腔，在泵端密封体4上开设有与该空腔连通的通孔4c。在泵端轴承体3上设有泵端轴承压盖32。
本发明是利用传统卧式多级离心泵的基本结构，把传统泵的平衡盘6’去除，然后装上创新发明的节能平衡装置，就成为全新的卧式多级离心泵。
当节能泵启动运转后，高压水从末级导叶9中泵出后，有99.5％的高压水从泵出口(向上方向)泵出去，供用户使用。在同时，有同等高压水的力量，压向(左侧)动平衡盘7的底面，使动平衡盘7产生往左方向的压力来平衡泵的轴向力(一股向右的力)。而同时又有一股微量的高压水(约0.5％以下)从动平衡盘7、静平衡盘6之间钻进去，后又进入泵端平衡体5内，变成微压力水，最后从回水管路19流入进水段内。
由此可见，节能泵只有0.5％以下的润滑水损耗，而传统泵有10％～15％的高压水损耗。因此，本发明的离心泵可以平均提高泵效率达5％，平均节能达7％。
新的节能平衡装置主要是动平衡盘7固定于泵轴之上，当高压水压力压向动平衡盘7底面时，产生一股向左方向的力来平衡掉泵的轴向力(向右方向的力)。静平衡盘6由顶压弹簧25(共8根)的作用，使它与动平衡盘7紧紧贴住，在泵启动运转后，一股微量(约0.5％以下)从动平衡盘7贴面中间钻进去成为润滑水膜，后变成无压力水进入平衡体内，而其他高压水由静平衡盘6与泵端平衡体5之间的O型圈、泵端平衡体5与出水段壳体8之间的O型圈封住，进不了泵端平衡体5内。在动平衡盘7的外面是高压水，在动平衡盘7左方是微压水，利用节能平衡装置内外的压差来平衡泵的轴向力。节能泵的轴向力向右，节能泵平衡轴向力向左，这个节能平衡装置可以平衡掉95％的轴向力，剩余5％的轴向力靠泵首的两只相反方向安装的向心推力球轴承1来承担。
Claims (10)
1、一种节能卧式多级离心泵，包括在底座(20)上间隔设置的出水段壳体(8)与进水段壳体(14)，出水段壳体(8)与进水段壳体(14)之间具有中段壳体(12)，拉紧螺栓(13)的两端分别设置在出水段壳体(8)与进水段壳体(14)上并将出水段壳体(8)、中段壳体(12)与进水段壳体(14)压紧构成泵腔，在出水段壳体(8)与进水段壳体(14)上横向转动架设有泵轴(2)，在泵腔内的泵轴(2)上设有叶轮(11)与导叶(10)，进水段壳体(14)与泵轴(2)之间具有泵尾密封装置，在出水段壳体(8)与进水段壳体(14)上设有回水管道(21)，其特征是：在出水段壳体(8)上固定有盘状的泵端密封体(4)，泵端密封体(4)与出水段壳体(8)之间设有泵端平衡体(5)，泵端平衡体(5)上固定静平衡盘(6)，在泵端平衡体(5)与静平衡盘(6)之间设有压紧的顶压弹簧(25)，在静平衡盘(6)与紧靠出水端的叶轮(11)之间的泵轴(2)上固定有动平衡盘(7)，在面对静平衡盘(6)的动平衡盘(7)侧壁上围绕泵轴(2)开设有环状安装凹槽，在该环状安装凹槽内嵌有耐磨环(26)，所述耐磨环(26)另一端部嵌入静平衡盘(6)侧壁围绕泵轴(2)开设有的环状安装凹槽内，在泵端平衡体(5)与泵轴(2)之间具有泵首密封装置。
2、如权利要求1所述的节能卧式多级离心泵，其特征是：所述泵尾密封装置包括进水段壳体(14)与泵轴(2)之间设置的泵尾轴套(16)，在靠近叶轮(11)的进水段壳体(14)内孔壁体上设有向泵轴(2)伸出的尾端安装挡边(14a)，使得尾端安装挡边(14a)与泵轴(2)形成围绕泵轴(2)的安装凹陷，在该安装凹陷内设有泵尾密封填料(15)。
3、如权利要求1或2所述的节能卧式多级离心泵，其特征是：在进水段壳体(14)上设有泵尾轴承托架(17)，在泵尾轴承托架(17)上设有泵尾轴承(18)，所述泵轴(2)转动连接在该泵尾圆柱滚子轴承(18)的安装孔内。
4、如权利要求3所述的节能卧式多级离心泵，其特征是：在泵尾端的泵轴(2)上设有联轴器(19)。
5、如权利要求1所述的节能卧式多级离心泵，其特征是：所述泵首密封装置包括套接在泵端泵轴(2)上的泵首轴套(27)，在靠近叶轮(11)的泵端密封体(4)内孔壁体上设有向泵轴(2)伸出的首端安装挡边(4a)，使得首端安装挡边(4a)与泵轴(2)形成围绕泵轴(2)的安装凹陷，在该安装凹陷内设有泵首密封填料(28)，在泵端平衡体(5)上固定有泵端填料压盖(29)，所述泵端填料压盖(29)嵌入该安装凹陷的开口端并将泵首密封填料(28)封堵。
6、如权利要求1所述的节能卧式多级离心泵，其特征是：在靠近叶轮(11)的泵端密封体(4)侧壁围绕泵轴(2)的安装凸环(4b)，在安装凸环(4b)与泵轴(2)之间嵌有唇型油封环(30)，所述唇型油封环(30)在靠近叶轮(11)的侧壁上围绕泵轴(2)开设有环状凹槽。
7、如权利要求1所述的节能卧式多级离心泵，其特征是：在泵首端的泵轴(2)外具有泵端轴承体(3)，泵端轴承体(3)内的安装孔内设有间隔套接在泵轴(2)上的两只相反方向安装的向心推力球轴承(1)，在向心推力球轴承(1)之间设有套接在泵轴(2)上的轴承垫圈(31)。
8、如权利要求1所述的节能卧式多级离心泵，其特征是：在泵尾端的泵轴(2)上套接有挡水套(24)，所述挡水套(24)两端部分别抵在向心推力球轴承(1)与泵首轴套(27)上。
9、如权利要求1所述的节能卧式多级离心泵，其特征是：在泵端轴承体(3)上固定抵在泵端平衡体(5)上的泵端密封体(4)，泵端密封体(4)内壁与泵轴(2)外壁之间存在空腔，在泵端密封体(4)上开设有与该空腔连通的通孔(4c)。
10、如权利要求1所述的节能卧式多级离心泵，其特征是：在泵端轴承体(3)上设有泵端轴承压盖(32)。
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