CN101892990B - 一种中开多级泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种中开多级离心泵，开多级泵，包括壳体、多级叶轮和传动轴，其还包括叶轮独立定位装置、轴向力平衡装置和级间密封结构。本发明解决了现有多级离心泵轴承载荷变大，寿命短、转子刚性低的技术问题。本发明所提供的中开多级离心泵，简化了装配过程，提高了泵的维护性、可平衡残余的轴向力、缩短了轴的长度及泵的轴向尺寸。

Description

一种中开多级泵
技术领域
本发明涉及一种中开多级离心泵。
背景技术
目前现有的中开多级离心泵存在以下问题：
1、叶轮多使用轴套安装在传动轴上，这种结构往往使用多个轴套(尤其是多级泵)，使转子上零件较多，当零件安装过紧时可能造成轴套变形，甚至造成叶轮或轴套抱死在传动轴上，并且零件装配过程较为复杂。
2、多级泵平衡轴向力的方式一般采用的是叶轮背对背布置，但是由于结构所限不能完全平衡轴向力，导致承受轴向力的轴承载荷变大，寿命缩短。
3、级间密封采用的结构是在叶轮之间增加密封轴套，与壳体上安装的密封外套共同起到密封作用，这种结构使对称叶轮之间的安装距离比较大，导致泵轴较长，降低了转子的刚性，并导致泵轴的尺寸较大。
发明内容
为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本发明提供了一种无轴套、可完全平衡轴向力、级间密封性能好的中开多级泵。
本发明的技术解决方案是：
一种中开多级泵，包括壳体、多级叶轮和传动轴，其特殊之处在于：其还包括叶轮独立定位装置、轴向力平衡装置和级间密封结构，
所述叶轮独立定位装置包括位于叶轮进口轮毂卡环安装面并镶嵌于传动轴相应槽内的定位环以及位于叶轮尾部且嵌于传动轴相应槽内的轴用弹性挡圈；所述定位环由两个半环对接而成；
所述轴向力平衡装置包括安装在传动轴上的平衡套以及安装在壳体上的外套，所述平衡套的外侧面与外套的内侧面均加工旋向相反的多头螺旋密封槽，所述平衡套和外套的间隙为0.5～0.7mm；所述平衡套的直径按照以下方法确定：通过计算残余轴向力以及平衡套两侧的压力差来确定平衡套的受力面积，通过平衡套的受力面积确定平衡套的直径；
所述级间密封结构包括设置在对称的两级叶轮尾部外侧面与壳体之间的密封环，所述的对称两级叶轮尾部延伸至密封环中部，所述对称两级叶轮尾部之间设置有减压腔。
上述定位环的外侧面全部或部分位于叶轮进口轮毂内。
上述密封环与对称的两级叶轮尾部外侧面之间设置有迷宫槽。
上述密封环与对称两级叶轮尾部外侧面之间的间隙为0.5～1mm。
本发明的优点是：
1、本发明中开多级泵所提供的离心泵叶轮独立定位装置，其叶轮独立安装在轴上，为间隙配合，在叶轮的进口处安装由两个半环组成的定位环，定位环外表面部分或全部压在叶轮进口轮毂中，定位环固定叶轮在轴上的位置并将叶轮的轴向力传递到轴上，而叶轮轮毂压住定位环，使之在旋转时不会抛离脱开。由于泵启动时叶轮会受到短暂的、方向指向叶轮尾部的轴向力，因此在叶轮尾部用弹性挡圈卡住。这种结构避免了传统的轴套定位由于安装过紧造成的轴套变形，并减少了转子上的零件数量，简化了装配过程，提高了泵的维护性。
2、本发明中开多级泵可平衡残余的轴向力。本发明通过计算残余轴向力以及平衡套两侧的压力差，可以确定平衡套的受力面积，通过平衡套的受力面积确定平衡套的直径，平衡套受到的轴向力通过轴台阶54传递到轴上，起到平衡轴向力的作用。
3、本发明中开多级泵在多级离心泵对称两级叶轮尾部相应的位置上安装密封环，通过密封环上的迷宫密封槽与叶轮尾部外表面密封液体，密封直径间隙为0.5～1mm，并利用两个叶轮尾部之间的间隙形成减压腔，使通过的液流产生扩散损失，增加阻力，从而减少了泄露量。这种结构与传统结构相比，缩短了轴的长度及泵的轴向尺寸。
4、本发明中开多级泵可起到良好的密封作用。安装在轴上的平衡套与安装在壳体上的外套均加工旋向相反的多头螺旋密封槽，间隙大约是0.5～0.7mm，能起到密封两侧流体的作用。
附图说明
图1是本发明中开多级泵结构示意图；
图2是图1中A部分放大示意图，即本发明中轴向力平衡装置结构示意图；
图3是图1中B部分放大示意图，即本发明中叶轮独立定位装置结构示意图；
图4是图1中C部分放大示意图，即本发明中级间密封结构的结构示意图；
其中：10-一级入口，11-一级叶轮，12-一二级过渡流道，20-二级进口，21-二级叶轮，22-二三级过渡流道，30-三级进口，31-三级叶轮，32-三四级过渡流道，40-四级进口，41-四级叶轮，42-出口，51-平衡套，52-外套，53-螺旋密封槽，54-轴台阶，61-定位环，62-槽，63-叶轮尾部，64-轴用弹性挡圈，65-叶轮进口轮毂，71-减压腔，72-壳体，73-密封环，74-迷宫槽，75-传动轴。
具体实施方式
图1是本发明中开多级泵结构示意图，中开四级离心泵包括以及入口10、一级叶轮11、二级叶轮21、二级进口20以及一二级过渡流道12，三级进口30、三级叶轮31、四级进口40、四级叶轮41以及三四级过渡流道32，叶轮上设置有出口42，传动轴75，其二级叶轮、四级叶轮为对称叶轮，叶轮独立安装在转动轴上。
参见图2，多级泵轴向力平衡装置包括安装在轴上的平衡套51以及安装在壳体72上的外套52，平衡套51的外侧面与外套52的内侧面均加工旋向相反的多头螺旋密封槽53，平衡套51和外套52的间隙为0.5～0.7mm；平衡套51的直径按照以下方法确定：通过计算残余轴向力以及平衡套51两侧的压力差来确定平衡套51的受力面积，通过平衡套51的受力面积确定平衡套51的直径。
参见图3，离心泵叶轮独立定位装置包括定位环61和标准轴用弹性挡圈64，定位环61设置于叶轮入口处并安装在传动轴75的相应槽62中，定位环61压在叶轮进口轮毂65中，弹性挡圈设置在叶轮尾部63并安装在传动轴75的相应槽62中。定位环61外表面可以全部或者部分压在叶轮进口轮毂65中。定位环61由两个半环组成。在使用时，叶轮独立安装在轴上，为间隙配合，叶轮进口处安装有两个半环组成的定位环61，定位环61外表面可以全部或者部分压在叶轮进口轮毂65中，定位环61固定叶轮在轴上的位置并将叶轮的轴向力传递到轴上，而叶轮轮毂压住定位环61使之在旋转时不会抛离脱开。由于泵启动时叶轮会受到短暂的、方向由进口指向叶轮尾部63的轴向力，因此在叶轮尾部63用弹性挡圈卡住。
参见图4，二四级叶轮级间密封结构包括设置在二级叶轮尾部外侧面与壳体72之间以及四级叶轮尾部外侧面与壳体72之间的密封环73，二级叶轮尾部延伸至密封环73中部，四级叶轮尾部延伸至密封环73中部，二级叶轮尾部端面与四级叶轮尾部端面之间设置有减压腔71。为了增加密封效果，密封环73与二级叶轮尾部外侧面之间以及密封环73与四级叶轮尾部外侧面之间还可设置迷宫槽74。为了保证密封效果，密封环73与二级叶轮尾部外侧面之间以及密封环73与四级叶轮尾部外侧面之间的直径间隙为0.5～1mm。

Claims (4)

1.一种中开多级泵，包括壳体、多级叶轮和传动轴，其特征在于：其还包括叶轮独立定位装置、轴向力平衡装置和级间密封结构，
所述叶轮独立定位装置包括位于叶轮进口轮毂卡环安装面并镶嵌于传动轴相应槽内的定位环以及位于叶轮尾部且嵌于传动轴相应槽内的轴用弹性挡圈；所述定位环由两个半环对接而成；
所述轴向力平衡装置包括安装在传动轴上的平衡套以及安装在壳体上的外套，所述平衡套的外侧面与外套的内侧面均加工旋向相反的多头螺旋密封槽，所述平衡套和外套的间隙为0.5～0.7mm；所述平衡套的直径按照以下方法确定：通过计算残余轴向力以及平衡套两侧的压力差来确定平衡套的受力面积，通过平衡套的受力面积确定平衡套的直径；
所述级间密封结构包括设置在对称的两级叶轮尾部外侧面与壳体之间的密封环，所述的对称两级叶轮尾部延伸至密封环中部，所述对称两级叶轮尾部之间设置有减压腔。
2.根据权利要求1所述的中开多级泵，其特征在于：所述定位环的外侧面全部或部分位于叶轮进口轮毂内。
3.根据权利要求1或2所述的中开多级泵，其特征在于：所述密封环与对称的两级叶轮尾部外侧面之间设置有迷宫槽。
4.根据权利要求3所述的中开多级泵，其特征在于：所述密封环与对称两级叶轮尾部外侧面之间的间隙为0.5～1mm。
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