CN105736479A - 离心泵进口压力自平衡装置 - Google Patents

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巫进
吴尉
邱勇
唐晓晨
郭红云
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    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00—Details, component parts, or accessories
    • F04D29/66—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing
    • F04D29/669—Combating cavitation, whirls, noise, vibration or the like; Balancing especially adapted for liquid pumps

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  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种离心泵进口压力自平衡装置，它是离心泵的附设装置。所述压力自平衡装置包括动环、静环、基座、弹簧和螺母。所述动环轴向嵌入叶轮进口侧轮毂处，大端面朝外的动环随叶轮同轴旋转。所述基座的轴段插装到泵体进口中部的轴向通孔中并用螺母锁紧，另一端轴套盲孔内装弹簧，孔中内塞装的静环受弹簧轴向推动，由此构成静环大端面与动环大端面相接触的摩擦副。介于叶轮与泵体进口之间的压力自平衡装置，起到消除叶轮两侧面面积差的作用，易实现泵转子无轴向力施加，有利于平稳、低噪声运转，最大好处是改善泵转子配套轴承的工况，提高配套离心泵的使用寿命。本发明适合下潜极限深度2000米的潜水器配套。

Description

离心泵进口压力自平衡装置
技术领域
本发明涉及一种水力机械结构设计，具体地讲，本发明涉及一种离心泵附属装置的结构设计，特别是一种离心泵进口压力自平衡装置。
背景技术
潜水器下潜或上浮的控制，通常借助离心泵调节压载舱贮水量而实现。当离心泵持续往压载舱中注入海水，使得潜水器增加有效载荷而下潜。反之，离心泵持续向外排泄压载舱中所贮存的海水，潜水器随着载荷量减少而逐渐上浮。因潜水器压载舱配套的离心泵进口直通大海，随着潜水器下潜深度增加，离心泵进口处承受的压力随之增加，形成的水位压力直接作用于泵转子上。结构中泵转子轴向与受力方向一致，作用在泵转子上的轴向推力全部由轴承承担。从结构上讲滚动轴承抗轴向力能力十分有限，不能长期在大负荷工况下运行，更不允许超负荷运行，否则泵转子配套的轴承易损坏。潜水器是水下载人的装置，对配套设备安全性有较高的要求，现有技术的离心泵因存在泵转子抗轴向推力能力较差的问题，不能够满足潜水器深潜作业的安全。
发明内容
本发明主要针对现有技术的离心泵转子轴抗轴向推力差，不适合深潜潜水器配套的问题，提出一种离心泵进口压力自平衡装置，该装置结构简单紧凑，位置合理，能够自动平衡泵进口压力，确保转子轴自由旋转，从而提升潜水器深海作业的安全性。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
离心泵进口压力自平衡装置，它是离心泵的附设装置。配套的离心泵为立式泵，平置的泵体进口朝下，该进口内腔中部设有由相间径向肋条共同组成的轴向通孔，与叶轮同轴的轴向通孔用于安装压力自平衡装置。其改进之处在于：介于叶轮与泵体进口之间的压力自平衡装置包括动环、静环、基座、弹簧和螺母。所述动环轴向嵌入叶轮进口侧轮毂处，大端面朝外的动环随叶轮同轴旋转。所述基座一端设有外伸轴段，另一端设有同轴的盲孔轴套，基座的轴段插装到泵体进口中部的轴向通孔中并用螺母锁紧。另一端呈悬臂状的盲孔轴套内装弹簧，孔口内塞装的静环受弹簧轴向推动，由此构成静环大端面与动环大端面相接触的摩擦副。
作为进一步改进方案：所述压力自平衡装置的动环大端外径和基座的外径相等，该外径尺寸等同于叶轮背面轮毂外径。
作为进一步改进方案，动环和静环均为无机非金属制品。
作为进一步改进方案，动环和静环为陶瓷制品。
作为进一步改进方案，所述弹簧为圆柱压缩弹簧。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、弹簧胀紧的压力自平衡装置结构简单，制作容易；
2、压力自平衡装置介于泵体进口和叶轮吸入轮毂之间，利用其体积消除现有技术离心泵配套叶轮两端面的面积差，确保泵转子运转时不产生轴向力，大大改善配套轴承的运行质态，从而加大潜水器深潜作业的安全性，其极限潜水深度已达2000米。
附图说明
图1是本发明处在安装位置上的结构剖面示意图。
图2是图1中I处结构放大示意图，图中展示压力自平衡装置的结构。
具体实施方式
下面根据附图并结合实施例，对本发明作进一步说明。
图1所示的离心泵进口压力自平衡装置，它是某潜水器配套离心泵1的附设装置。所述离心泵1为立式水泵，本实施例选用80CLHG-40T立式水泵。立式结构离心泵的泵体1.2平置，泵进口朝下直通大海。本发明在泵体1.2的进口内腔中部设有由相间径向肋条共同组成的轴向通孔，与叶轮1.1同轴的轴向通孔用于定位安装压力自平衡装置2。所述压力自平衡装置2安装位置介于叶轮1.1和泵体1.2进口之间，它包括动环2.1、静环2.2、基座2.3、弹簧2.4和螺母2.5。所述动环2.1轴向嵌入叶轮1.1进口侧轮毂处，大端面朝外的动环2.1随叶轮1.1同轴旋转。所述基座2.3一端设有外伸轴段，另一端设有同轴的盲孔轴套，基座2.3的轴段插装到泵体1.2进口中部的轴向通孔中并用螺母2.5锁紧。另一端呈悬臂状的盲孔轴套内装弹簧2.4，在本实施例应用的弹簧2.4是圆柱压缩弹簧。在盲孔轴套孔口塞装的静环2.2被弹簧2.4轴向推动，由此构成静环2.2大端面与动环2.1大端面相接触的摩擦副。因离心泵1的工作介质是海水，为了提高摩擦副的耐磨性和耐蚀性，本实施例中的动环2.1和静环2.2材质为陶瓷。上述的压力自平衡介于泵体1.2进口和叶轮1.1吸入口轮毂之间，该实体自然占据一定的空间位置，有针对性地设计压力自平衡装置的外径，易做到消除现有技术的离心泵1配套叶轮1.1两端面的面积差，这样才能做到叶轮1.1两侧面受力平衡，不产生轴向力，确保泵转子正常运转。本实施例中叶轮1.1背面轮毂外径为60mm，故压力自平衡装置的动环2.1大端外径和基座2.3外径相等，该外径尺寸等同于叶轮1.1背面轮毂外径。在现有技术离心泵1中配套本发明后，尽管叶轮1.1承压随着潜水器下潜深度增加而加大，因结构已做到叶轮1.1两侧面面积相等，故受力平衡。泵转子旋转时因无轴向力作用，运转自然平稳，噪声低，最大好处是改善泵转子配套轴承的工况，有利于提高配套离心泵1的使用寿命。

Claims (5)

1.一种离心泵进口压力自平衡装置，它是离心泵（1）的附设装置；配套的离心泵（1）为立式泵，平置的泵体（1.2）进口朝下，该进口内腔中部设有由相间径向肋条共同组成的轴向通孔，与叶轮（1.1）同轴的轴向通孔用于安装压力自平衡装置（2）；其特征在于：介于叶轮（1.1）与泵体（1.2）进口之间的压力自平衡装置（2）包括动环（2.1）、静环（2.2）、基座（2.3）、弹簧（2.4）和螺母（2.5）；所述动环（2.1）轴向嵌入叶轮（1.1）进口侧轮毂处，大端面朝外的动环（2.1）随叶轮（1.1）同轴旋转；所述基座（2.3）一端设有外伸轴段，另一端设有同轴的盲孔轴套，基座（2.3）的轴段插装到泵体（1.2）进口中部的轴向通孔中并用螺母（2.5）锁紧；另一端呈悬臂状的盲孔轴套内装弹簧（2.4），孔口内塞装的静环（2.2）受弹簧（2.4）轴向推动，由此构成静环（2.2）大端面与动环（2.1）大端面相接触的摩擦副。
2.根据权利要求1所述的离心泵进口压力自平衡装置，其特征在于：所述压力自平衡装置（2）的动环（2.1）大端外径和基座（2.3）的外径相等，该外径尺寸等同于叶轮（1.1）背面轮毂外径。
3.根据权利要求1所述的离心泵进口压力自平衡装置，其特征在于：所述动环（2.1）和静环（2.2）均为无机非金属制品。
4.根据权利要求1所述的离心泵进口压力自平衡装置，其特征在于：所述动环（2.1）和静环（2.2）为陶瓷制品。
5.根据权利要求1所述的离心泵进口压力自平衡装置，其特征在于：所述弹簧（2.4）为圆柱压缩弹簧。
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