CN102146925A - 高效节能低故障组合式长轴液下泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，包括电机、其特征在于：还包括将液体输送到液面以上的轴流泵和将液体排出的排出泵，所述轴流泵的泵轴和排出泵的泵轴通过联接夹套相连接，所述轴流泵与电机相连接。本发明解决了现有技术中立式自吸泵能耗惊人和长轴液下泵运行不稳定、故障频繁的问题，提供了一种长期运行安全、无故障并具有较高效率的水泵。

Description

高效节能低故障组合式长轴液下泵

 

技术领域

本发明涉及水力水泵技术领域，特别是涉及一种高效节能低故障组合式长轴液下泵。

背景技术

目前用于液体介质输送的泵体主要包括各种立式自吸泵和长轴液下泵。

1、现在的立式自吸泵，以WFB型为主。该泵号称无密封自吸泵，实际上是靠副叶轮密封。这种自吸泵率效特别低。我们以比转数分类，分别举列：

比转数在50-100之间，其效率≤30%

比转数在100-150之间，其效率≤40%

比转数在150-250之间，其效率≤50%

比转数在250-400之间，其效率≤60%

比转数在大于400，其效率≤68%

注：泵的比转数公式：

Ns=(3.65n√Q)/H^(3/4)

（Ns代表泵的比转数，Q代表流量，H代表扬程；i表示泵的叶轮级数。）

据不完全统计，全国现在在使用运行的无密封自吸泵多达十多万台，总千瓦数达两千万千瓦，每年浪费大量的电能。

2、传统的长轴液下泵，普遍采用两种方式：

一种是液下带机封、带钢性滚动轴承的，这种泵由于长年浸泡在液下，且液下污水中杂质较多，机封一旦损坏、轴承也就损坏、维修频繁，维修费用很高，安全运行性能很差，很多设计院和用户都头疼这种泵。

另一种是液下带滑动轴承的液下泵，由于液下泵要输送一定的距离，这样流体对叶轮产生较强的径向力，这个径向力全部由液下的滑动轴承来承受，而且如果水池较深的话，轴必须很长，轴径必须相应加粗，滑动轴承内径必须较大。运行中线速就很大，对滑动轴承磨损就很快。造成频繁修理更换。特别是高扬程的长轴液下泵，故障率更高。

总之现有的长轴液下泵普遍存在运行不稳定、故障频繁、维修成本大等缺点；而现有的无密封自吸泵虽然长时间运行无故障，但效率太低、能耗惊人，浪费大量能源，不符合当今世界节能减排要求。

发明内容

为了解决现有技术中立式自吸泵能耗惊人和长轴液下泵运行不稳定、故障频繁的问题，本发明的目的在于提供一种长期运行安全、无故障并具有较高效率的水泵。

本发明的工作原理是：

一般工矿企业输送污水或各种介质，都是将介质集中到一个池子中。再在池上安装一台或多台泵，将其抽走并输送出去。

各企业所需泵的流量，扬程各不相同。将它按比转数划分为三个型式：

1、比转数小于100

2、比转数在100-250之间

3、比转数大于250

本发明改变了传统泵只采用一种水力模型的泵体和叶轮的形式。本发明将轴流泵和混流泵，轴流泵的离心泵，轴流泵和节段式多级泵组合在一起。也就是说将一台泵用两种水力模型型式组合在一起。

具体做法是：在本发明泵的液下部分安装一只轴流泵的泵体和叶轮，要求它的流量和额定的流量相等，但扬程只要等于泵的液下长度就可，或者说只要保证轴流泵能把介质输送到泵的底座上部即可。（轴流泵的水力模型可采用标准水力设计模型）；在泵的底座上部，安放一台混流泵（或离心泵、或节段式多级泵）的泵体和叶轮。并让这两种泵共用一根轴、一个轴承座。

为了达到上述目的，本发明所采取的技术方案是：

一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，包括电机、其特征在于：还包括将液体输送到液面以上的轴流泵和将液体排出的排出泵，所述轴流泵的泵轴和排出泵的泵轴通过联接夹套相连接，所述轴流泵与电机相连接。

前述的一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，其特征在于：在排出泵的底部设置有底板，底板以下为液下部分，底板以上为液上部分，在液下部分设置有中间支架，在中间支架的底部设置有轴流泵，在中间支架内安装有用于向轴流泵输送液体的导流体，在导流体内设置有排出泵的泵轴和轴流泵的泵轴，在液上部分轴流泵的外侧设置有联接座，所述联接座与用于放置电机的电机座相连接，所述电机轴通过联轴器与排出泵的泵轴相连接。

前述的一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，其特征在于：所述排出泵的泵轴直径大于轴流泵的泵轴直径。

前述的一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，其特征在于：在轴流泵的导叶体内设置有叶轮，在叶轮上设置有三个角度可调的叶片，所述轴流泵泵轴与叶轮相连接。

前述的一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，其特征在于：在液下部分的泵轴外侧设置有若干滑动轴承，在液上部分的泵轴外侧设置有钢性滚动轴承，在钢性滚动轴承外侧设置有轴承座。

前述的一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，其特征在于：在导流体内的泵轴上设置有若干叶轮。

前述的一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，其特征在于：在排出泵的外侧设置有机械密封。

前述的一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，其特征在于：所述排出泵为混流泵、单级离心泵、节段式多级离心泵的一种。

本发明的有益效果是：本发明把两种不同水力模型型式的泵组合为一体。使泵的使用寿命，比原来传统的长轴液下泵的使用寿命提高5-10倍，效率比现在的无密封自吸泵和传统的长轴液下泵效率均有提高。

本发明的液下部分轴流泵由于扬程很低、耗功很小，液下滑动轴承承受的径向力就很小，而且由于扬程低、径向力小，泵轴也可做得较细，滑动轴承在运行时的线速度也很小。综合磨损程度只有传统液下泵的十分之一，也就是说液下部分滑动轴承的磨损率降低了90%。

而轴流泵将介质抽到泵上部以后，由泵上部的叶轮和涡壳加速，达到要求的流量和扬程，输送出去。上部的叶轮上方是泵轴承体，是由两只钢性滚球轴承承受叶轮的径向力。钢性轴承由于有油脂润滑，耐磨程度和承受力远远大于滑动轴承的承受力。

上部的涡壳直接固定在泵底板上，径向力全部由底座承受。

这样做，就使得泵的运行稳定性和使用寿命大大增加。

在效率上，由于把泵分为两体或多体结构，把两种水力模型组合，并采用“优选法”优化，加大了泵的比转数。比转数大的泵效率相应增高。

以下是本发明泵的效率数据：

1、轴流泵加混流泵的组合体：效率≥80%，最高可达90%

2、轴流泵加单级离心泵的组合体：效率≥70%，最高可达85%

3、轴流泵加节段式多级离心泵的组合体：效率≥62%，最高可达75%。

本发明比无密封自吸泵效率提高了20%多，比传统的长轴液下泵效率提高了3%-5%。

附图说明

图1是本发明长轴液下泵的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的描述。

如图1所示，一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，包括电机15、将液体输送到液面以上的轴流泵和将液体排出的排出泵，排出泵可根据扬程和流量的大小采用混流泵、单级离心泵、节段式多级离心泵的一种。在排出泵的底部设置有底板7，用来承受排出泵的整体重量。设计时底板7以下为液下部分，底板7以上为液上部分，在液下部分设置有中间支架3，在中间支架3的底部设置有轴流泵，在中间支架3内安装有用于向轴流泵输送液体的导流体6，在导流体6内设置有排出泵的泵轴9和轴流泵的泵轴8，在液上部分轴流泵的外侧设置有联接座11，联接座11与其上部的电机座14相连接，电机座14上部用于放置电机15，电机15的电机轴通过联轴器13与排出泵的泵轴9上端相连接，轴流泵泵轴8的上端和排出泵泵轴9的下端通过联接夹套5相连接。在液下部分的泵轴外侧设置有若干滑动轴承4，在液上部分的泵轴外侧设置有钢性滚动轴承，在钢性滚动轴承外侧设置有轴承座12。在液下部分轴流泵的导叶体2内设置有叶轮1，在叶轮上1设置有三个叶片，轴流泵泵轴8与叶轮1相连接。在排出泵的外侧设置有机械密封，对排出泵的轴承和泵轴进行保护，以免损坏。

设计时由于液下部分的轴流泵扬程很低、耗功很小，液下滑动轴承4承受的径向力就很小，所以滑动轴承可以设计较小。而且由于扬程低、径力小，轴流泵泵轴8也可做得较细，这样滑动轴承4在运行时的线速度也很小。所以滑动轴承4综合磨损程度只有传统液下泵的十分之一，也就是说，液下部分滑动轴承4的磨损率降低了90%。

液上部分的排出泵主要为了排出液体，泵轴9必须做的足够粗，同时泵的轴承也需相应加大，使它能承受泵的足够的轴向力和径向力。而采用钢性滚动轴承由于有油脂润滑，耐磨程度和承受力远远大于滑动轴承4的承受力，所以用两只钢性滚动轴承来承受排出泵叶轮10的径向力。设计时排出泵的泵轴9直径大于轴流泵的泵轴8直径，由于整个泵轴上粗下细，联接夹套5外径只要跟液上部分的泵轴9的外径相等即可。设计时，在导流体内的泵轴上还可以分段设置多个叶轮16，叶轮16可以进一步加快液体向上输出，使其输送出液面供排出泵排出。

本发明长轴液下泵可以有以下用途，并取得较好的使用效果。

1、用于油田：原油、污油、油田集输站的污油、水提升，油田、油水分离后的污水提升及输送至回注站。用于原油的输送。

2、用于火力发电或核电站：中和后的化学废水提升输送。

3、用于火电或核电：机组排水槽的提升泵。

4、用于炼油厂：循环水输送。

5、用于火电厂:灰水输送。

6、用于火电厂:煤层水及喷淋用水泵。

7、用于炼油厂:污油及污水提升输送。

8、用于炼油厂及钢厂焦化装置:切焦水提升输送。

9、用于炼油厂:活性污泥浆输送。

10、用于钢厂的漩流池及平流池：含氧化铁皮水的循环输送。

11、用于市政：污水的提升输送及城乡排涝站。

下面结合两实施例具体描述本发明的应用。

1、用于油田：原来油田的回注水含有碳酸盐，极易附在液下泵和自吸泵的叶轮流道内，造成堵塞。清理需大量人力、物力。如果用本发明的泵，液下只有三个叶片，是全开式的，平时不用时，上面的泵体是不留存液体的，因此碳酸盐很难在叶片和导流体上堆积，因而彻底解决积垢问题，保证了整个泵体不易损坏。而原有的液下泵和自吸泵的叶轮是闭式的，很容易造成碳酸盐堆积。同时三个叶片采用可调式安装，根据泵的液下深度和需要的流量，调节叶片的安放角度，这样就不需要做很多水力模型，节约了制造成本。

2、钢厂漩流池、平流池的循环泵，

现在钢厂用的漩流池、平流池的循环泵有两种：

一种是：用长轴液下泵，前面已说过，液下泵维修频繁，用我们这种泵可大大减低维修率，为用户节省大量维修费用。

另一种是用无密封自吸泵，一般钢厂这种工况用的无密封吸泵功率都在200千瓦以上，大的达到630千瓦。如果更换成本发明组合式泵。每年每台泵就可节约电费高达几十万千瓦时。

据不完全统计，如果将全国现有的正在运行的立式无密封自吸泵全部改成这种泵的话。每小时可节电达200万千瓦，相当于一个华能金陵电厂的发电总量。

如果将现有的长轴液下泵改成这种形式，每年将节约50亿的直接维修费用，每小时节电达30万千瓦时，而且企业的安全运行性能也会大大提高。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界。

Claims (8)

1.一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，包括电机、其特征在于：还包括将液体输送到液面以上的轴流泵和将液体排出的排出泵，所述轴流泵的泵轴和排出泵的泵轴通过联接夹套相连接，所述轴流泵与电机相连接。

2.根据权利要求1所述的一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，其特征在于：在排出泵的底部设置有底板，底板以下为液下部分，底板以上为液上部分，在液下部分设置有中间支架，在中间支架的底部设置有轴流泵，在中间支架内安装有用于向轴流泵输送液体的导流体，在导流体内设置有排出泵的泵轴和轴流泵的泵轴，在液上部分轴流泵的外侧设置有联接座，所述联接座与用于放置电机的电机座相连接，所述电机轴通过联轴器与排出泵的泵轴相连接。

3.根据权利要求2所述的一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，其特征在于：所述排出泵的泵轴直径大于轴流泵的泵轴直径。

4.根据权利要求3所述的一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，其特征在于：在轴流泵的导叶体内设置有叶轮，在叶轮上设置有三个角度可调的叶片，所述轴流泵泵轴与叶轮相连接。

5.根据权利要求4所述的一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，其特征在于：在液下部分的泵轴外侧设置有若干滑动轴承，在液上部分的泵轴外侧设置有钢性滚动轴承，在钢性滚动轴承外侧设置有轴承座。

6.根据权利要求5所述的一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，其特征在于：在导流体内的泵轴上设置有若干叶轮。

7.根据权利要求6所述的一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，其特征在于：在排出泵的外侧设置有机械密封。

8.根据权利要求7所述的一种高效节能低故障组合式长轴液下泵，其特征在于：所述排出泵为混流泵、单级离心泵、节段式多级离心泵的一种。

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