CN106246559B - 一种双泵体双吸式屏蔽泵 - Google Patents

Abstract

一种双泵体双吸式屏蔽泵，含有泵进口、泵体、双吸叶轮、轴承支座、推力盘、电机转子、电机定子、主轴、循环水管、泵出口、辅助轴承、转子屏蔽套、定子屏蔽套和双吸叶轮吸入口；在泵体内部设有内泵体，双吸叶轮设于内泵体内部，内泵体的出口段与泵体的出口段合二而一；在内泵体外壁上靠近泵进口的一侧设有辅助叶轮；双吸叶轮的上端设有密封段，密封段与内泵体组成压水室的三维空间。本发明可在保持较高扬程的前提下获得较大的运行流量，扩大了屏蔽泵的运行范围；同时采用双泵体可达到轴向水推力的自动平衡，减轻了推力盘的负荷，提高了屏蔽泵的运行可靠性。

Description

一种双泵体双吸式屏蔽泵

技术领域

本发明涉及一种双泵体双吸式屏蔽泵，特别涉及一种具有泵机同轴、无轴向水推力、大流量、高扬程的屏蔽泵。该发明可广泛应用于市政、化工、石化、军工等领域的各种液体输送系统。

背景技术

为了满足输水系统大流量、高扬程的要求，通常采用双吸式离心泵作为动力设备。但普通双吸式离心泵通常使用填料密封或机械密封，存在一定的液体泄漏，尤其当密封磨损时泄漏量成倍增大。而离心泵在偏离最优工况运行时噪声与振动大，轴承的负荷很大，会进一步影响密封性能，从而使得泵的运行可靠性变差。这样，不仅影响人们的工作与生活环境，也带来一定的安全隐患。现有屏蔽泵的技术一般采取电机与泵同轴、内部循环冷却的方式，克服了液体泄漏的缺点。屏蔽泵多采用单级或多级离心式叶轮，可获得较高的扬程，但通常运行流量较小，不适合大流量的输液系统要求。

近年来，屏蔽泵的产品得到普遍推广与应用，技术不断发展。如发明专利ZL200910135730.1采用了双层屏蔽水带的设计概念，可以较大幅度地降低机组的运行噪声；实用新型专利CN204511981U设计了防止介质发生泄漏的、具有双层定子屏蔽套的屏蔽泵；实用新型专利CN204591695U设计了一种卧式屏蔽泵，将屏蔽电机、泵体和底座连接成一体，便于加工与装配，从而可降低屏蔽泵机组的振动；实用新型专利CN203717419U设计了自动推力平衡式屏蔽泵，可自动平衡作用于泵叶轮上的轴向力；发明专利CN102840142A设计了一种电机上置的多级屏蔽泵，将多级泵与电机分轴安装，可改善屏蔽泵组的安装与维护等。总体上，目前的屏蔽泵技术在降低噪声、减小振动等方面有一定进展，但整体技术还有待改进，尤其是屏蔽泵在适用范围、运行可靠性等方面均难以满足液体输送系统中工况频繁变动的实际需求。为了优化屏蔽泵的水力设计，改善泵的结构，进一步拓展屏蔽泵的推广应用，需要设计一种新型双泵体双吸式屏蔽泵结构，这种结构能够使得屏蔽泵具有输送扬程高、流量大、水力效率高、轴承的轴向负荷低、流体无泄漏等特点，从而有效满足各种液体输送系统对机电设备的要求。

发明内容

本发明的目的是提出一种双泵体双吸式屏蔽泵，该结构能使屏蔽泵具有输送扬程高、流量大、轴承的轴向负荷低等特点，可提高轴承耐久性，从而改善泵的运行可靠性。

本发明的技术方案如下：

一种双泵体双吸式屏蔽泵，含有泵进口，双吸叶轮，泵体，轴承支座，下导轴承，推力盘，电机转子，电机定子，主轴，上导轴承，电机外壳，循环水管，泵出口，辅助轴承，压水室，转子屏蔽套，定子屏蔽套，泵体的出口段，双吸叶轮第一吸入口，双吸叶轮第二吸入口，其特征在于：所述的泵体内部设有内泵体及内泵体的出口段，辅助叶轮，且内泵体的出口段与泵体的出口段合二而一，融为一体；辅助叶轮设于内泵体外壁上靠近泵进口的一侧，其旋转轴线与泵进口的中心线重合；所述的双吸叶轮设于内泵体内部，其中心线与内泵体中心线在同一水平线上；所述双吸叶轮的上端(即双吸叶轮第一吸入口的径向外侧)设有密封段，所述密封段通过连接段固定在轴承支座上，密封段与内泵体组成压水室的三维空间，形成相对密闭的流动区域。

本发明的技术特征还在于：所述的泵出口与辅助轴承之间设有下循环水管，循环液体经由下循环水管进入辅助轴承支座与辅助轴承构成的储液空间。

本发明的又一技术特征在于：所述的电机转子由转子屏蔽套完全包裹，并固定在主轴上；电机定子由定子屏蔽套完全包裹，并固定在电机外壳内；电机转子、定子、转子屏蔽套和定子屏蔽套均与主轴同轴布置，且转子屏蔽套与定子屏蔽套之间留有0.1～0.5mm的径向间隙。

优选地，所述的辅助叶轮设有2-4枚叶片。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及技术效果：①采用双泵体，且双吸叶轮安装在由内泵体和密封段构成的与来流相隔离的独立流道内，一方面可以在保持较高扬程的前提下获得较大的运行流量，扩大了屏蔽泵的运行范围；另一方面，采用双吸叶轮可达到轴向水推力的自动平衡，减轻了推力盘的负荷，提高了屏蔽泵的运行可靠性。②在泵进口与内泵体之间设有辅助叶轮，且采用2-4枚轴流式叶片，可以有效地增大来流的湍动能，有利于在双吸叶轮的两端进口(即双吸叶轮第一吸入口，双吸叶轮第二吸入口)处形成均匀流动，从而改善双吸叶轮的来流条件，可提高屏蔽泵的水力性能与机组效率。③泵出口与辅助轴承之间设有下循环水管，除了向辅助轴承输送较高压力的润滑液，还可以冲洗可能集聚在辅助轴承处的泥沙等杂质，保证主轴在双吸叶轮一侧的有效支撑。④电机转子、定子、转子屏蔽套和定子屏蔽套均与主轴同轴布置，且转子屏蔽套与定子屏蔽套之间留有0.1～0.5mm的径向间隙，可以保证屏蔽泵机组的驱动电机具有较高的效率，且满足电机经由通过液体散热的要求。

附图说明

图1为本发明提供的一种双泵体双吸式屏蔽泵的主剖视图。

图2为图1下半部分的放大图。

图3为图1中A－A断面的剖视图(局部放大)。

图4为图1中B－B断面的剖视图。

图中：1－泵进口；2－双吸叶轮；3－密封段；4－泵体；5－轴承支座；6－下导轴承；7－推力盘；8－电机转子；9－电机定子；10－主轴；11－径向间隙；12－上导轴承；13－上储液腔；14－中储液腔；15－电机外壳；16－循环水管；17－下储液腔；18－连接段；19－泵出口；20－下循环水管；21－泵座；22－辅助轴承；23－辅助轴承支座；24－内泵体；25－压水室；26－辅助叶轮；27－转子屏蔽套；28－定子屏蔽套；29－泵体的出口段；30－内泵体的出口段；31－双吸叶轮第一吸入口；32－双吸叶轮第二吸入口。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的原理、结构作进一步的说明。

如图1-2所示，图1为本发明提供的一种双泵体双吸式屏蔽泵的主剖视图，含有泵进口1、泵出口19、双吸叶轮2、密封段3、泵体4、压水室25、辅助叶轮26、轴承支座5、下导轴承6、推力盘7、电机转子8、电机定子9、转子屏蔽套27、定子屏蔽套28、主轴10、上导轴承12、泵座21、辅助轴承22、辅助轴承支座23、泵体的出口段29、内泵体的出口段30、双吸叶轮第一吸入口31和双吸叶轮第二吸入口32，其中泵进口1、泵出口19、双吸叶轮2、密封段3、泵体4、内泵体24、压水室25和辅助叶轮26构成屏蔽泵的泵段；电机转子8、电机定子9、转子屏蔽套27和定子屏蔽套28构成电机段。主轴10连接电机段的电机转子8和泵段的双吸叶轮2，其径向运动由上导轴承12、下导轴承6和辅助轴承22共同约束。屏蔽泵的泵段与电机段组成双泵体双吸式屏蔽泵的一体化结构。

内泵体24位于泵体4内，二者在各自的出口段(即泵体的出口段29，内泵体的出口段30)合二而一，融为一体。

在所述双吸叶轮2的上端，即双吸叶轮第一吸入口的径向外侧设有密封段3，所述密封段3通过连接段18固定在轴承支座5上，密封段与内泵体组成压水室25的三维空间，形成相对密闭的流动区域，而双吸叶轮2则位于压水室内。辅助叶轮26固定在内泵体24的外壁上，且靠近泵进口1的一侧，辅助叶轮的旋转轴线与泵进口的中心线重合；所述的辅助叶轮设有2-4枚叶片。

电机转子8由转子屏蔽套27密封并固定在主轴10上；在电机转子8的径向外侧布置有电机定子9，其内侧、外侧分别设有定子屏蔽套28和电机外壳15。电机转子由转子屏蔽套完全包裹，并固定在主轴上；电机定子由定子屏蔽套完全包裹，并固定在电机外壳内；电机转子、定子、转子屏蔽套和定子屏蔽套均与主轴同轴布置，且转子屏蔽套与定子屏蔽套之间留有0.1～0.5mm的径向间隙，该径向间隙11是调节电机段热平衡的流道，与电机转子两侧的轴承所处空间连通，即它与中储液腔14和下储液腔17相连通。在上导轴承12的轴向上部，有上储液腔13。循环水管16连接上储液腔13和泵出口19，将取自泵出口的高压液体引入上储液腔13。所述的泵出口19与辅助轴承22之间设有下循环水管20，循环液体经由下循环水管进入辅助轴承支座23与辅助轴承22构成的储液空间；循环液体经由下循环水管向辅助轴承输送较高压力的润滑液，并可以冲洗可能集聚在辅助轴承处的泥沙等杂质。

在电机转子8的两侧沿轴向设有上导轴承12和下导轴承6；推力盘7是约束屏蔽泵主轴10轴向运动的推力轴承。辅助轴承22经辅助轴承支座23与泵体4连接，并由下循环水管20引入泵出口19处的高压液体进行润滑。

屏蔽泵安装在泵座21上。泵进口1与泵出口19布置在同一条轴线上。这样的布置适合于许多屏蔽泵通常实际运用场合的管线布置。根据实际需要，也可以采用其它角度的布置方式。

泵的工作过程如下：

电机转子8和电机定子9构成电机，带动主轴10旋转。主轴将旋转运动传递至双吸叶轮2，并驱动其运动。由于双吸叶轮2的旋转运动，泵体4中的压力降低，液体自泵进口1流入泵进口1。

进入泵进口1的液体，驱使辅助叶轮26产生旋转运动。液体在辅助叶轮的作用下加速、混合，经内泵体24的上、下两侧分别流入双吸叶轮2的两个吸入口(即双吸叶轮第一吸入口31，双吸叶轮第二吸入口32)。由于辅助叶轮26的作用，到达双吸叶轮两端吸入口的液体具有较均匀的速度与能量分布。之后，液体被双吸叶轮加压，在压水室25中汇集并流向泵出口19。加压后的液体除少量通过循环水管16、下循环水管20分别通向上储液腔13和辅助轴承22处的储液空间之外，绝大部分液体将流出屏蔽泵。这部分流动为双泵体双吸式屏蔽泵的主流。由于双吸叶轮具有(相对主轴10)对称的结构，所以在双吸叶轮进口具有基本对称的入流条件，在任何工况下屏蔽泵的轴向水推力均接近零。

引自泵出口19的一部分高压液体经循环水管16进入上储液腔13。由于上储液腔13与中储液腔14之间存在较大的压差，液体可通过上导轴承12，并润滑该轴承。进入中储液腔14的液体，仍然具有较高压力，使得液体通过径向间隙11进一步流向下储液腔17。此时液体的压力仍然高于泵体4内的来流压力，这样形成了推力盘7两端的压差。在该压差作用下，在下储液腔17中少量液体向泵体4泄漏，起到润滑推力轴承的作用。该部分液体在运动过程中，一方面起到润滑轴承的作用，一方面也带走了屏蔽泵工作时电机产生的热量。只要该部分液体的流量控制合适，就可以为屏蔽泵提供非常好的运转环境。

另一路取自泵出口19的循环液体经由下循环水管20进入辅助轴承支座23与辅助轴承22构成的储液空间，并在压差作用下通过辅助轴承22后进入泵体4。由于循环液体压力较高，在流出辅助轴承22后具有一定的流速，可以清除附着在辅助轴承上端的泥沙等杂质。这两部分循环液体在剩余压力作用下回到泵体4中，可通过双吸叶轮重新加压后流出屏蔽泵。因此，该屏蔽泵的设计完全可以保证无液体泄漏运行。

泵座21安装在屏蔽泵的最底部，起到承受双泵体双吸式屏蔽泵全部重量的作用。

Claims (3)

1.一种双泵体双吸式屏蔽泵，含有泵进口(1)、双吸叶轮(2)、泵体(4)、轴承支座(5)、推力盘(7)、电机转子(8)、电机定子(9)、主轴(10)、循环水管(16)、泵出口(19)、辅助轴承(22)、转子屏蔽套(27)、定子屏蔽套(28)、双吸叶轮第一吸入口(31)和双吸叶轮第二吸入口(32)，其特征在于：所述的泵体(4)内部设有内泵体(24)，内泵体的出口段(30)与泵体的出口段(29)合二而一，融为一体；在内泵体外壁上靠近泵进口(1)一侧设有辅助叶轮(26)，该辅助叶轮的旋转轴线与泵进口的中心线重合；所述的双吸叶轮(2)设于内泵体(24)内部，其中心线与内泵体中心线在同一水平线上；所述双吸叶轮(2)的上端，即双吸叶轮第一吸入口的径向外侧设有密封段(3)，所述密封段(3)通过连接段(18)固定在轴承支座(5)上，密封段与内泵体组成压水室(25)的三维空间，形成相对密闭的流动区域；

所述的电机转子由转子屏蔽套完全包裹，并固定在主轴上；电机定子由定子屏蔽套完全包裹，并固定在电机外壳内；电机转子、电机定子、转子屏蔽套和定子屏蔽套均与主轴同轴布置，且转子屏蔽套与定子屏蔽套之间留有0.1～0.5mm的径向间隙。

2.按照权利要求1所述的双泵体双吸式屏蔽泵，其特征在于：所述的泵出口(19)与辅助轴承(22)之间设有下循环水管(20)，循环液体经由下循环水管进入辅助轴承支座(23)与辅助轴承(22)构成的储液空间。

3.按照权利要求1所述的双泵体双吸式屏蔽泵，其特征在于：所述的辅助叶轮(26)设有2-4枚叶片。