CN102322443A - 轴向力平衡的单级离心泵 - Google Patents

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牟介刚
赵锦靖
郑水华
陆河权
汪慧
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Abstract

本发明所述的轴向力平衡的单级离心泵包括泵体、前泵盖、叶轮、后泵盖、后盖板口环、轴承体，所述的后盖板的后部构成平衡室，所述的后盖板的平衡室与叶轮吸入口相联通，所述的叶轮带有倾斜的平衡孔，所述的平衡孔在叶轮吸入口的一端靠近轮毂处，位于平衡室一端远离轮毂处，所述的平衡孔的中心线与轮毂轴线呈角度；所述的叶轮的后口环直径比前口环直径大，并且后口环的长度比前口环长。本发明能够更好地达到轴向力的平衡。

Description

轴向力平衡的单级离心泵
(一)技术领域
本发明涉及一种单级离心泵。
(二)背景技术
轴向力平衡装置是泵的重要组成部分，对泵运行的安全性、可靠性和耐久性起着关键性的作用。据实际生产统计，因轴向力引起的故障占泵故障的40％以上，其维修工作量也占了很大的比重。平衡孔平衡轴向力的方法结构简单，加工、安装容易，因此广泛使用。采用平衡孔平衡轴向力时，在叶轮的前、后盖板上装两个直径相同的密封环，并在叶轮后盖板口环以下位置均匀地开六个小孔，称为平衡孔，使后盖板的平衡室与叶轮吸入口相联通，以达到平衡轴向力的目的，密封口环和平衡孔配合起作用，缺一不可。由于密封环以上的前、后泵腔内的液体压力分布基本相同，而密封环间隙以下部分由于平衡孔的存在，平衡室内的液体压力与叶轮入口的液体压力接近。所以，作用于叶轮前后盖板上的压力大部分相互抵消，起到了平衡轴向力的作用。
这种传统的平衡孔平衡轴向力装置存在以下不足：①平衡孔泄漏流对叶轮入口流态破坏严重，水力性能受到较大影响；②液流从平衡孔泄漏造成容积损失较大，泵的效率降低；③平衡孔的位置大小等因素凭经验取值，平衡轴向力效果不够理想。④轴向力不能完全被平衡，仍有残余轴向力存在。
(三)发明内容
为克服已有技术中泄漏损失大、效率降低、平衡效果不佳等不足，本发明提供了一种减少泄漏、对入口流态破坏较小、提高轴向力平衡效果的轴向力平衡的单级离心泵。
本发明所述的轴向力平衡的单级离心泵包括泵体、前泵盖、叶轮、后泵盖、后盖板口环、轴承体，所述的后盖板的后部构成平衡室，所述的后盖板的平衡室与叶轮吸入口相联通，其特征在于：所述的叶轮带有倾斜的平衡孔，所述的平衡孔在叶轮吸入口的一端靠近轮毂处，位于平衡室一端远离轮毂处，所述的平衡孔的中心线与轮毂轴线呈角度；所述的叶轮的后口环直径比前口环直径大，并且后口环的长度比前口环长。
更进一步，所述的后泵盖口环与叶轮后盖板匹配紧密，后泵腔的间隙狭小，液流经过后泵腔和口环达到平衡室受到的阻碍作用增强，平衡室的压力降低。
所述的特殊叶轮带有倾斜状并且较小的平衡孔。平衡孔的叶轮吸入口一端靠近轮毂处，位于平衡室一端远离轮毂处，平衡孔的中心线与轮毂轴线呈一定角度。平衡孔平衡轴向力的方法，泄漏主要发生在平衡孔，造成离心泵的效率降低；另外，平衡孔的泄漏流对叶轮入口流态破坏严重，使得整个泵内的原有流态被破坏，造成泵的水力性能受影响。上述的特殊叶轮平衡孔，一方面减小尺寸可以减小泄漏，提高泵效率；另一方面，倾斜的平衡孔出口靠近轮毂，使平衡孔泄漏流对叶轮入口的破坏作用降到最低；平衡孔进口位置径向半径相对较大，可以保证有效降低平衡室的压力。
所述的特殊叶轮带有较大的平衡室，后口环直径比前口环直径大，并且后口环的长度也比前口环长，功用是提高平衡轴向力的效果。传统的平衡孔平衡轴向力的方法中前后口环直径、长度相等。使用过程中，口环以上的部分由于前后泵腔内压力相似，能够有效的平衡，但对于口环以下的平衡室部分，由于平衡孔对流体的阻碍作用，平衡室与叶轮入口始终存在较大压力差，并且受平衡孔大小、位置等影响，所以存在的轴向力仍然较大。上述的特殊叶轮，经过加大后口环直径使得平衡室径向尺寸扩大，叶轮后盖板的低压区也相应增大，叶轮后盖板整体压力减小，可以提高平衡轴向力的效果。
进一步，所述的特殊后泵盖口环加长，与叶轮后盖板匹配较紧密，使得后泵腔空间狭小，功用是让液流经过后泵腔和口环达到平衡室受到的阻碍作用增强，致使平衡室的压力降低。在平衡孔尺寸位置确定的情况下，平衡室的压力直接受口环间隙大小的影响，口环间隙大，则平衡室压力也大，口环间隙在此起到阻碍液流流过的作用。上述的特殊后泵盖，从口环和后泵腔同时提高液流流向平衡室的阻力，有效降低平衡室的压力，使得轴向力可以完全消除。
本发明所述的新型轴向力平衡方法，对叶轮入口液流的破坏小，叶轮流态稳定，泵的水力性能提高；平衡孔的泄漏量小，泄漏损失降低，提高泵的效率；叶轮后盖板外侧的整体压力低，有效减小轴向力，平衡轴向力效果好。
(四)附图说明
图1为本发明的机构装置总图
图2为两种叶轮的结构示意图
图3为叶轮与前后泵盖的匹配示意图
图4为本发明与背景技术的叶轮后盖板受力分布比较图。
(五)具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
参照附图1、2，本发明所述的轴向力平衡的单向离心泵包括泵体3、前泵盖1、叶轮2、后泵盖4、后盖板口环7、轴承体5，后盖板的后部构成平衡室13，所述的后盖板的平衡室13与叶轮2吸入口相联通。所述的叶轮2带有倾斜的平衡孔6，所述的平衡孔6在叶轮2吸入口的一端靠近轮毂处，位于平衡室13一端远离轮毂处。所述的平衡孔6的中心线与轮毂轴线呈角度；所述的叶轮后口环7直径比前口环8直径大，并且后口环7的长度比前口环8长。
所述的后泵盖口环与叶轮后盖板14匹配紧密，使得后泵腔11减小，液流经过后泵腔11和后口环12达到平衡室13受到的阻碍作用增强，平衡室13的压力降低。
参照图3，所述的特殊后泵腔11空间比前泵腔10要小，所述的特殊后口环12与前口环9相比间隙狭小且较长。
参照图4，本发明的叶轮的后盖板受力Hp明显小于背景技术，可以达到完全平衡轴向力的目的。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护的范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (2)

1.轴向力平衡的单级离心泵，包括泵体、前泵盖、叶轮、后泵盖、后盖板口环、轴承体，所述的后盖板的后部构成平衡室，所述的后盖板的平衡室与叶轮吸入口相联通，其特征在于：所述的叶轮带有倾斜的平衡孔，所述的平衡孔在叶轮吸入口的一端靠近轮毂处，位于平衡室一端远离轮毂处，所述的平衡孔的中心线与轮毂轴线呈角度；所述的叶轮的后口环直径比前口环直径大，并且后口环的长度比前口环长。
2.如权利要求1所述的轴向力平衡的单级离心泵，其特征在于：所述的后泵盖口环与叶轮后盖板匹配紧密，后泵腔的间隙狭小，液流经过后泵腔和口环达到平衡室受到的阻碍作用增强，平衡室的压力降低。
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