CN104024641B - 具有产生轴向推力的双吸叶轮的泵 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种设备，所述设备包括立式双吸泵，主要具备泵壳体和设于泵壳体中轴上的双吸叶轮。所述泵壳体具有泵壳体壁。所述双吸叶轮具有带金属框边的上护罩和下护罩，所述金属框边被构造为形成双吸叶轮和泵壳体壁之间的上隔离环面和下隔离环面，以阻挡从叶轮排出口到叶轮入口的再循环流。所述隔离环面被构造为在两个护罩上建立不同压力分布，从而产生可控的、有目的性的轴向推力载荷。所述隔离环面可以在几何形状上不同。

Description

具有产生轴向推力的双吸叶轮的泵
相关申请的交叉参考
本申请要求提交于2011年8月11日的第13/207,473号美国专利申请(代理人案卷号：911-002.043-1(F-GI-1102US))的权益，其全部内容以引用方式并入。
背景技术
1.技术领域
本发明涉及一种泵或泵组件、装置或组合；并且更具体地涉及用于在这样的泵或泵组件、装置或组合(例如，立式双吸泵)中提供轴向推力的技术。
2.相关技术简述
单吸式叶轮沿其旋转轴线方向产生液压推力载荷。在立式悬挂泵中，这些轴向推力载荷由位于泵转子组件底部的一个或多个叶轮发出，通过泵轴传送，并为位于泵顶部的马达的止推轴承所吸收。在立式泵中轴向推力载荷是有利的，基于如下两个原因：
1)在受力情况下施加于泵轴的轴向推力载荷可增强转子系统的转子动态刚度。
2)施加于泵轴的轴向推力载荷可改善泵的旋转件对固定件的内部对准。
典型的双吸式叶轮不从液压力产生轴向推力载荷；因为它们关于叶轮中心线的对称几何形状具有作用在两个护罩上的相同压力。因此，当典型的双吸叶轮用于立式悬挂泵时，轴向推力载荷泵轴的好处难以实现，并且这些类型的泵可靠性很差。
鉴于上述情况，工业泵行业长期感觉需要改进设计或技术来解决关于在工业泵或泵组件、装置或组合(包括立式双吸泵)中实现轴向推力载荷的问题。
发明内容
根据本发明的一些实施例，提供了一种设备，包括例如立式双吸泵，其具备泵壳体和设于泵壳体中轴上的双吸叶轮。所述泵壳体具有泵壳体壁。所述双吸叶轮具有带金属框边的上护罩和下护罩，所述金属框边被构造为形成在双吸叶轮和泵壳体的泵壳体壁之间的上隔离环面(或环圈)和下隔离环面(或环圈)，以阻挡来自叶轮排出口的再循环流能够作用于上护罩和下护罩，并由于上护罩和下护罩上不同的液体压力而形成可控的轴向推力载荷。
实际上，本发明提供了一种特殊的双吸式叶轮设计，其由于作用在叶轮护罩上的不同轴向液压力而形成可控的轴向推力载荷。双吸叶轮设计的上护罩和下护罩上的金属框边或环圈造成或形成双吸叶轮和泵壳体壁之间的隔离环面或环圈。由于金属框边发生了隔离，阻挡来自叶轮排出口的再循环流能够作用在叶轮的上护罩和下护罩上。上隔离环面(或环圈)和下隔离环面(或环圈)可以在叶轮的上护罩和下护罩之间几何形状不同，从而在平行于叶轮旋转轴线的方向上造成压力差。因此，在双吸叶轮设计上创建了轴向推力载荷，该设计通常在旋转轴线方向上不具有显著的液压推力载荷。
如果立式悬挂泵采用这种创新的双吸式叶轮设计，至少有如下益处：
-在受力情况下施加于泵轴的轴向推力载荷增加转子系统的转子动态刚度，从而提高泵的可靠性。
-在受力情况下施加于泵轴的轴向推力载荷改善泵转子和外壳之间的内部对准，从而延长轴承和轴的磨损寿命。
-在叶轮与泵壳体壁之间装入一对隔离环面可减少泵中的内泄漏，这提高了容积效率和整体泵效率。
-在叶轮与泵壳体壁之间装入一对隔离环面可抑制来自泵壳体再循环的二次流，并将这类流与叶轮护罩的颤动隔离。这减轻了泵转子系统上不良的轴向振动。
-构成叶轮上的隔离环面的金属环圈位于叶轮外径的最小修整值上。在不损害本发明的有益效果的情况下，允许叶轮具有各种修整直径。
附图说明
附图不一定按比例绘制，其中包括：
图1是根据本发明的一些实施例的具有有利推力的立式双吸泵形式的设备的局部剖视图。
图2是图1所示装置设备的下部的局部剖视图。
图3是根据本发明的一些实施例的双吸叶轮的顶部透视图。
在该示例性实施例的以下描述中参考了附图，附图构成本申请的一部分，并且在附图中通过说明其中本发明可得以实施的实施例来进行图示。应当理解，可以利用其他实施例并且可以进行结构和操作改变而不脱离本发明的范围。
具体实施方式
图1显示一般表示为10的根据本发明的一些实施例的立式双吸泵形式的设备。本发明将通过举例方式对于这样的立式双吸泵进行描述，但是无意将本发明的范围限于此类型或种类的泵、泵组件、装置或组合。例如，设想到其中本发明被以其他类型或种类的泵或泵组件、装置或组合实现的实施例，无论现在已知的或是以后将开发的。
在图1和图2中，立式双吸泵10包括泵壳体12和设于其中轴15上的双吸叶轮14(见图3)。泵壳体12具有泵壳体壁16。所述双吸叶轮14具有带金属框边22和24的上护罩和下护罩18和20，所述金属框边被构造为形成双吸叶轮14和泵壳体12的泵壳体壁16之间的上隔离环面和下隔离环面，以阻挡来自叶轮排出口120、122的再循环流F能够作用于上护罩和下护罩18和20，并在位于叶轮14上方和下方的相应的被隔离部30内由于双吸叶轮14的上护罩和下护罩18和20上不同的液体压力而造成可控的轴向推力载荷LA。所述被隔离部30由隔离环面22、24和泵耐磨环40、42建立。
在操作中，双吸叶轮14和泵壳体壁16之间的一对隔离环面22和24减少泵10内的泄漏，从而提高了体积效率和整体泵效率，并且还衰减来自泵壳体再循环的二次流并将这类流动隔离以免振颤双吸叶轮14的上护罩和下护罩18和20。这可减轻设备10的整体泵转子系统上的不良轴向振动。
根据一些实施例，上隔离环面和下隔离环面22和24也可以在双吸叶轮14的上护罩和下护罩18和20之间在几何形状上有改变，以在平行于双吸叶轮14的旋转轴线A的方向上产生压力差。
上隔离环面和下隔离环面22和24可被构造为在双吸叶轮14上产生可控的轴向推力载荷LA，所述双吸叶轮14通常在旋转轴线A的方向上基本上没有液压推力载荷。
上隔离环面和下隔离环面22和24可以被构造为形成沿上护罩或下护罩18和20至少部分地朝向轴15延伸的被隔离部，一般地用箭头30标示。(在图2中，上叶轮护罩18的被隔离部30由箭头30所指的黑线标识，下叶轮护罩20被理解为具有由下隔离环面24构造并形成的类似的被隔离部。
金属框边22和24可以被构成为处于相对于双吸叶轮14的外径的最小修整值如图所示，例如图2中所示。然而，本文无意将本发明的范围限于在图2所示的金属框边22和24的具体结构、高度或位置。例如，可以设想这样的实施例，其中金属框边22和24被配置或设置在与(例如)图2所示不同的位置，包括被配置在上护罩和下护罩18和20上，更靠拢较近的叶轮排出口120、122的外径，或包括被配置在上护罩和下护罩18和20更靠拢较接近轴15的外周边。金属框边22和24被配置在上护罩和下护罩18和20上的特定位置，并且具有足够的高度以阻挡来自叶轮排出口120、122的再循环流F能够作用于上护罩和下护罩18和20，并由于上护罩和下护罩18和20上不同的液体压力而形成可控的轴向推力载荷LA。如图所示，金属框边22和24被构造为基本上完全围绕上护罩和下护罩18和20延伸。
此外，设备10(例如，如图1和2所示)还包括不形成本文所述的基本发明的部分的其他元件或部件(这应当为本领域技术人员所理解)，并因此不在文中详述，其中包括：排放管组件100；配置在马达安装组件115和连接到轴15的马达组件110；连接在泵壳体12和排气管道组件100之间的叶轮排出口120、122；以及一般地用箭头130指示的布置在壳体组件125与轴15之间的波纹管式机械端面密封装置，这些通过本发明人等人构成另一个专利申请的部分。
本发明的范围
应当理解，除非文中另有说明，任何针对特定实施例描述的特征、特性、替代或修改也可适合、用于或结合本文描述的任何其它实施例。还有，文中附图未按比例绘制。
尽管针对示例性实施例对本发明作了描述，然而可对它们进行上述的和其他各种添加和省略，而不偏离本发明的精神和范围。

Claims (2)

1.一种立式悬挂双吸泵(10)，所述立式悬挂双吸泵(10)包括：
沿着竖直旋转轴线(A)竖直地延伸的排放管组件(100)；
布置在电机安装组件(115)上的电机组件(110)；
联接至所述排放管组件(100)的叶轮排出口(120、122)；
泵壳体(12)，其具有泵壳体壁(16)并且联接至所述叶轮排出口(120、122)；
泵轴(15)，所述泵轴(15)联接至所述电机安装组件(115)以关于所述竖直旋转轴线(A)旋转，并且所述泵轴(15)构造在所述排放管组件(100)中以延伸至所述泵壳体(12)中以便形成泵转子系统的一部分；以及
双吸叶轮(14)，其布置在所述泵壳体(12)中且联接至所述泵轴(15)，并具有带金属框边(22、24)的上护罩(18)与下护罩(20)，所述金属框边(22、24)用来形成所述双吸叶轮(14)和所述泵壳体(12)的泵壳体壁(16)之间的上隔离环面(22)和下隔离环面(24)，以阻挡来自所述叶轮排出口(120、122)的再循环流(F)作用于所述上护罩(18)和所述下护罩(20)，以便抑制来自泵壳体再循环的再循环流并将此再循环流与所述双吸叶轮(14)的所述上护罩(18)和所述下护罩(20)的颤动隔离，这减轻了所述立式悬挂双吸泵(10)的所述泵转子系统上的不良轴向振动，并且所述上隔离环面(22)和所述下隔离环面(24)在所述上护罩(18)和所述下护罩(20)之间在几何形状上不同，从而由于所述上护罩(18)和所述下护罩(20)上不同的液体压力而在平行于所述双吸叶轮(14)的所述竖直旋转轴线(A)的向下方向上产生压力差，从而将轴向推力载荷(LA)施加至受拉伸的所述泵轴(15)，以增加所述泵转子系统的转子动态刚度。
2.根据权利要求1所述的立式悬挂双吸泵(10)，其中所述金属框边(22、24)被构造为基本上完全围绕所述上护罩(18)或所述下护罩(20)延伸。
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