CN101649839A - 每级叶轮有两个推力轴承副的深井离心泵 - Google Patents

Abstract

本发明是一种每级叶轮有两个推力轴承副的深井离心泵，其叶轮是具有前、后盖板的闭式叶轮，叶轮后盖板的直径小于叶轮前盖板的直径，叶轮进口采用端面密封，且叶轮进口的端面密封副做成能够承受轴向力的推力轴承副，叶轮轴孔与泵轴的配合是间隙配合，叶轮轮毂与导流壳轮毂组成了第二个推力轴承副，叶轮轮毂下端是一块与叶轮轮毂同步旋转的耐磨橡胶，导流壳轮毂上端是一块与导流壳一体的不锈钢平板，耐磨橡胶与不锈钢平板的接触面就是第二个推力轴承副的承载面。本发明的有益效果是其叶轮的轴向力都可以依靠叶轮自身平衡和承受，大大延长了深井离心泵的使用寿命，而且这个解决办法简单、可靠、制造成本低。

Description

每级叶轮有两个推力轴承副的深井离心泵

所属技术领域

本发明是一种用来抽取深井地下水的流体机械，尤其是一种需要克服轴向力的深井离心泵。

背景技术

目前，公知的深井离心泵都存在严重的轴向力问题，因为在叶轮工作时，会在叶轮上产生轴向力，深井离心泵的叶轮多了，其轴向力问题也就严重了。一般深井离心泵在叶轮上采用径向密封环加平衡孔的方法来平衡部分轴向力，剩余轴向力由电机内部的推力轴承承担，对深井离心泵来说，剩余轴向力有时会很大，而潜水电机内的推力轴承承受轴向力的能力有限，因此仍有造成损坏的可能。专利号为ZL200610038596.X的发明专利“一种叶轮自身平衡轴向力的多级离心泵”采用减小叶轮后盖板直径平衡叶轮轴向力的方法存在水泵效率降低的缺陷，即要达到叶轮轴向力的自动平衡，必须大大减小叶轮后盖板直径，则此时的水泵效率会明显降低，为了提高水泵效率，只能适当减小叶轮后盖板直径，而此时叶轮上仍有轴向力作用在叶轮的端面密封上，当井水中含有沙子时，叶轮的端面密封会很快损坏。

发明内容

为了克服现有深井离心泵的不足，本发明提供一种新型深井离心泵，其叶轮的轴向力可以依靠叶轮自身平衡和承受，使潜水电机内的推力轴承承受的轴向力完全得到控制，大大提高深井离心泵的使用可靠性。

本发明的技术方案是：

在两级以上叶轮和导流壳连同一个进水段和一个出水段串联而成的深井离心泵中，采用具有前、后盖板的导流壳和具有前、后盖板的闭式叶轮，叶轮后盖板的直径小于叶轮前盖板的直径，叶轮进口采用端面密封，且叶轮进口的端面密封副做成能够承受轴向力的推力轴承副，叶轮轴孔与泵轴的配合是间隙配合，其创新在于：

1.叶轮轮毂与导流壳轮毂组成了第二个推力轴承副；

2.叶轮轮毂下端是一块与叶轮轮毂同步旋转的耐磨橡胶，导流壳轮毂上端是一块与导流壳一体的不锈钢平板，耐磨橡胶与不锈钢平板的接触面就是第二个推力轴承副的承载面。

在上述深井离心泵中，由于耐磨橡胶在叶轮轮毂下端并与叶轮轮毂同步旋转，所以耐磨橡胶实质上是叶轮轮毂的一部分，这块耐磨橡胶的作用仅仅是改变了推力轴承副的材质。又因为叶轮后盖板的直径小于叶轮前盖板的直径，所以叶轮上的轴向力要小于前、后盖板直径相同的普通离心泵叶轮，也就是说这种叶轮具有一定的轴向力平衡功能。但是为了提高水泵效率，叶轮后盖板的直径不能太小，因此叶轮上还会有剩余轴向力，本发明采用叶轮进口的端面密封副组成的第一个推力轴承副和叶轮轮毂与导流壳轮毂组成的第二个推力轴承副共同来承受叶轮上的剩余轴向力，这比ZL200610038596.X仅仅依靠叶轮进口的端面密封副组成的推力轴承副来承受剩余轴向力要可靠得多，这不仅是因为多一个推力轴承副来分担剩余轴向力，而且还因为增加的叶轮轮毂与导流壳轮毂组成的第二个推力轴承副比叶轮进口的端面密封副组成的第一个推力轴承副具有更长的使用寿命。一是因为第二个推力轴承副比第一个推力轴承副的直径小、线速度低，所以使用寿命长；二是因为第一个推力轴承副的外侧是高压区，也是一个容易沉积水中沙子的区域，而内侧是低压区，在压力差作用下，外侧的沙子很容易进入叶轮进口的端面密封副，从而损坏这个推力轴承副，而第二个推力轴承副，其外侧压力与内侧压力差不多，水中的沙子很难进入这个推力轴承副，所以不容易损坏；三是因为第二个推力轴承副采用了耐磨橡胶和不锈钢板，这比由工程塑料与不锈钢板组成的第一个推力轴承副的使用寿命要长。

实践证明，仅仅依靠叶轮进口的端面密封副组成的第一个推力轴承副来承受叶轮的剩余轴向力，在含沙水中的使用寿命是半年左右，那么在增加了叶轮轮毂与导流壳轮毂组成的第二个推力轴承副之后，其使用寿命必定大大延长。

本发明的有益效果是其叶轮的轴向力都可以依靠叶轮自身平衡和承受，大大延长了深井离心泵的使用寿命，而且这个解决办法简单、可靠、制造成本低。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的一个实施例。

图中：1.进水段，2.泵轴，3.叶轮轴孔，4.叶轮进口端面密封的静环，5.叶轮进口端面密封的动环，6.叶轮前盖板，7.叶轮，8.叶轮后盖板，9.导流壳前盖板，10.导流壳轮毂镶嵌的不锈钢板，11.导流壳后盖板，12.橡胶推力轴承13.叶轮轮毂，14.导流壳，15.出水段。

具体实施方式

图1所示实施例是一台叶轮7和导流壳14都用工程塑料制作的井用潜水泵，也是一台深井离心泵，它由两级叶轮7和导流壳14连同一个进水段1和一个出水段15串联而成，叶轮7是具有叶轮前盖板6和叶轮后盖板8的闭式叶轮，叶轮后盖板8的直径小于叶轮前盖板6的直径，其轴向力比常规叶轮有所降低。叶轮进口采用端面密封，由叶轮进口端面密封的动环5和叶轮进口端面密封的静环4组成的叶轮进口端面密封副，其材料是不锈钢板和工程塑料，也是能够承受轴向力的一个推力轴承副，叶轮轴孔3与泵轴2的配合是间隙配合，叶轮在泵轴上可以沿轴向自由活动。导流壳14的下部是导流壳前盖板9，导流壳14的上部是导流壳后盖板11，导流壳前盖板9的导流壳轮毂处镶嵌了不锈钢板10，它是第二个推力轴承副的静环，叶轮轮毂13下部是橡胶推力轴承12，它是第二个推力轴承副的动环，橡胶推力轴承12与叶轮轮毂13同步旋转，可以看作叶轮轮毂13的一部分，也可以与叶轮轮毂13做成一体，橡胶推力轴承12用耐磨橡胶制作，与导流壳轮毂镶嵌的不锈钢板10共同组成的第二个推力轴承副有较高的使用寿命。

在本实施例工作初期(第一阶段)，叶轮进口端面密封副是紧密贴合的，此时叶轮7上的轴向力主要由叶轮进口端面密封副组成的第一个推力轴承副承受，而叶轮轮毂与导流壳轮毂组成的第二个推力轴承副由于制造的尺寸公差，动环12和静环10之间会有一点间隙，同时叶轮轴孔3与泵轴2的配合是间隙配合，所以叶轮7上的轴向力不会传递到泵轴2上，无论有多少叶轮都不会增加泵轴2上的轴向力，叶轮进口端面密封副的紧密贴合也使本实施例的容积效率提高。在本实施例工作一段时间后(第二阶段)，叶轮进口端面密封副组成的第一个推力轴承副会有些磨损，使叶轮轮毂与导流壳轮毂组成的第二个推力轴承副也紧密贴合，此时叶轮7上的轴向力由第一个推力轴承副和第二个推力轴承副共同承受，这是本实施例的主要工作状态，如果说第一阶段的工作状态不会维持很长时间的话，那么第二阶段的工作状态一定会维持很长时间，因为第二个推力轴承副有很长的使用寿命，而第二个推力轴承副承受部分轴向力之后也减轻了第一个推力轴承副的负担，因此也可以维持很长的使用寿命。在本实施例工作很长时间后(第三阶段)，第一个推力轴承副会比第二个推力轴承副磨损得更多一些，由于第二个推力轴承副的支撑，第一个推力轴承副会出现间隙，这会加大轴向力，并且使轴向力全部由第二个推力轴承副承受，从而加快第二个推力轴承的磨损，但第二个推力轴承的磨损又会使第一个推力轴承副再次表面接触，从而再一次发挥推力轴承的作用，重现第二阶段的良好工作状态，由于第三阶段中包含了很多个第二阶段的工作状态，所以本实施例的使用寿命会很长很长。

Claims (2)

1.一种每级叶轮有两个推力轴承副的深井离心泵，由两级以上叶轮和导流壳连同一个进水段和一个出水段串联而成，采用具有前、后盖板的导流壳和具有前、后盖板的闭式叶轮，叶轮后盖板的直径小于叶轮前盖板的直径，叶轮进口采用端面密封，且叶轮进口的端面密封副做成能够承受轴向力的推力轴承副，叶轮轴孔与泵轴的配合是间隙配合，其特征是：叶轮轮毂与导流壳轮毂组成了叶轮上的第二个推力轴承副。

2.如权利要求1所述的每级叶轮有两个推力轴承副的深井离心泵，其特征是：叶轮轮毂下端是一块与叶轮轮毂同步旋转的耐磨橡胶，导流壳轮毂上端是一块与导流壳一体的不锈钢平板，耐磨橡胶与不锈钢平板的接触面就是第二个推力轴承副的承载面。