CN106402036A - 一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵 - Google Patents

Abstract

一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵，包括双壳外体结构和转子部件结构以及轴承体结构，所述双壳外体结构包括外壳体结构和内壳体结构，所述外壳体结构是由外筒体部件和泵盖部件组成，所述内壳体结构是由吸入段、中段A、吐出段、中段B以及次级吸入段依次连接组成，所述的转子部件结构包括轴，所述轴上设置有第一级叶轮、中段A、第二级叶轮、中间滑动轴套、第三级叶轮、中段B、第四级叶轮、次级吸入段、平衡鼓、分半卡环，所述第一级叶轮、第二级叶轮串联设置，且分别与第四级叶轮、第三级叶轮对称布置。本发明叶轮采用对称布置的结构型式，能自动平衡离心泵运行时所产生的轴向力，同时残余轴向力由设置在尾端的平衡鼓来平衡。

Description

一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵

技术领域

本发明涉及到一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵，是化工、石油、炼化、制药、制酸、印染、食品等领域输送含有少量固体颗粒、高温、高压、且输送扬程较高的理想的安全环保型设备，特别适用于高温高压状态下的易燃、易爆、易汽化、有毒、有害、有腐蚀性及贵重液态介质的输送，是用于高温、高压工况下的理想输送设备。

背景技术

目前石油、化工、炼化、冶金、矿山、制药、制酸、印染、食品等领域使用的高温、高压多级离心泵，一般采用的多级离心泵均为单壳体、节段式、径向剖分型式，其承受压力的能力较低，且安全系数很低，一般泵运行的轴向力都很大，运转周期寿命都较短，故障率高，泵设备在生产过程中很容易造成企业生产不能正常稳定可靠运行、设备的生产维护成本也会增加很多，特别是对于高温高压状态下的易燃、易爆、易汽化、有毒、有害介质输送时发生故障而产生输送介质的泄漏，会造成环境的严重污染、严重时会发生严重的人身安全事故，甚至会产生不可想象的其他严重后果。

而常用的双壳体多级离心泵虽然其结构为双壳体型式，但仍然是节段式、径向剖分型式的多级离心泵，叶轮的布置形式均为串联安装形式，泵在运行时的轴向力都很大，用于平衡轴向力的平衡盘必须通过精确计算才能确定平衡盘的直径，然而泵在运转过程中实际工况千变万化，因此泵在实际运行中平衡盘很难平衡所产生的轴向力，使得平衡盘的尺寸很难精确设计，因轴向力难以得到有效平衡而使平衡盘容易磨损失效，从而严重缩短了泵的周期使用寿命，使得泵设备在生产过程中很容易造成企业生产不能正常稳定可靠运行、设备的生产维护成本也会增加很多，特别是对于高温高压状态下的易燃、易爆、易汽化、有毒、有害介质输送时发生故障而产生输送介质的泄漏，会造成环境的严重污染、严重时会发生严重的人身安全事故，甚至会产生不可想象的其他严重后果。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的就在于提供了一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵，它能够很好地克服以上常规的单壳体和双壳体多级离心泵所存在的输送高扬程液体时轴向力很难得到有效地平衡、故障率发生高、维护费用高等缺陷。

本发明的目的是这样实现的，一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心

泵，包括双壳外体结构和转子部件结构以及轴承体结构，所述双壳外体结构包括外壳体结构和内壳体结构，所述外壳体结构是由外筒体部件和泵盖部件组成，所述内壳体结构是由吸入段、中段A、吐出段、中段B以及次级吸入段依次连接组成，所述的转子部件结构包括轴，所述轴上设置有第一级叶轮、中段A、第二级叶轮、中间滑动轴套、第三级叶轮、中段B、第四级叶轮、次级吸入段、平衡鼓、分半卡环，所述第一级叶轮、第二级叶轮串联设置，且分别与第四级叶轮、第三级叶轮对称布置，所述中间滑动轴套通过中间滑动轴承与吐出段连接，所述分半卡环通过设置有上卡环套与平衡鼓锁紧固定。本发明叶轮采用对称布置的结构型式，能自动平衡离心泵运行时所产生的轴向力，同时残余轴向力由设置在尾端的平衡鼓来平衡。

所述吸入段设置在轴的联轴器端，吸入段外侧连接有密封腔体A，所述外筒

体部件与泵盖部件连接紧固，泵盖部件另一侧与连接架连接紧固，所述连接架与轴之间设置有密封节流套，所述连接架一侧连接有密封腔体B，所述密封腔体B内设置有密封组件B。

所述所述第一级叶轮、第二级叶轮的排出侧分别设置有导叶A、导叶B，所

述第三级叶轮、第四级叶轮的吸入侧分别设置有导叶C和导叶D，上述每个导叶的孔内均通过紧定螺钉连接锁紧有导叶套。

所述第一级叶轮与第二级叶轮之间的轴上设置有叶轮隔套，第二级叶轮与第

三级叶轮之间的轴上设置有叶轮隔套、短套以及中间滑动轴套，第三级叶轮与第四级叶轮之间的轴上设置有叶轮隔套。

所述第一级叶轮、第二级叶轮、第三级叶轮、第四级叶轮上均通过紧定螺钉

连接锁紧有叶轮密封环，所述吸入段与第一级叶轮的叶轮密封环之间设置有吸入段密封环。

所述泵盖部件内设置有平衡套，所述平衡套与平衡鼓接触。

所述次级吸入段与泵盖部件之间设置有调整簧片。

所述连接架与泵盖部件之间、 外筒体部件与吸入段配合的台阶之间均设置

有耐高温高压的密封垫片。

所述轴承体结构包括设置在非驱动端的角接触球轴承体和设置在联轴器端

的圆柱滚子轴承体，所述角接触球轴承体包括轴承压盖B，轴承压盖B内通过压环压紧并用螺钉紧固有轴承水冷腔盖，所述角接触球轴承体通过锁紧螺母锁定在轴上，所述角接触球轴承体一侧的轴上设置有折流盘B，轴的轴承档位置处设置有轴承调整环。

所述角接触球轴承体端部设置有轴承压盖C，轴承压盖C一侧设置有右风扇，

并装配有右风扇罩。

本发明在泵的两端分别设置有一组角接触球轴承和一组圆柱滚子轴承来支撑整个转子部件，中间还增加设置有一组中间滑动轴套及中间滑动轴承作为辅助支撑，确保了该卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵在运转时的稳定性及可靠性；该泵将进出口设计成顶进顶出，泵采用中心线支撑结构，且在泵非驱动端（即尾端）设有一组角接触球轴承以承受泵起动瞬间水力自动平衡还未建立起来的轴向力，在驱动端（即联轴器端）设有一组圆柱滚子轴承以承受泵在高温高压状态下的所有结构件热膨胀所产生的热变形量，使泵起动运行更加稳定、安全可靠。

本发明离心泵结构形式采用卧式多级径向剖分筒式、后拉出式全抽芯的结构设计型式，使得该泵的设计压力能达到16MPa、设计温度能达到450℃，该泵的使用范围更广、性能更可靠、运行更安全；

本发明具有以下几方面的有益效果：

1. 该泵结构形式采用卧式多级径向剖分、筒式、后拉出式全抽芯的结构设计型式，使得该泵的结构设计优化合理，安装简单方便，其设计压力能达到16MPa、设计温度能达到450℃，该泵的使用范围更广、性能更可靠、运行更安全。

2. 该泵的叶轮采用轴向对称安装布置的结构型式，能自动平衡泵在运行时所产生的轴向力，同时残余的轴向力由设置在次级吸入段端的平衡鼓和平衡套来平衡，减少了滚动轴承因轴向力得不到有效地平衡而降低其使用周期寿命，提高了泵的运行稳定性和可靠性，从而延长了泵的使用周期寿命。

3. 该泵将泵的进出口位置设计成顶进顶出、泵采用中心线支撑结构型式，且在泵非驱动端（即尾端）还设置有一组角接触球轴承以承受泵起动瞬间水力自动平衡还未建立起来的轴向力，在驱动端（即联轴器端）设有一组圆柱滚子轴承以承受泵在高温高压状态下的所有结构件热膨胀所产生的热变形量，使泵在高温高压的工况条件下起动和运行能更加稳定、安全可靠。

4.两端分别设置有一组角接触球轴承和一组圆柱滚子轴承来支撑整个转子部件，中间还增加设置有一组中间滑动轴套及中间滑动轴承作为辅助支撑，确保了该卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵在运转时的稳定性及可靠性。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明转子部件结构的结构放大示意图。

图中1.圆柱滚子轴承体，2.轴承A，3.左风扇罩，4.左风扇，5.轴承套，6.轴，7.折流盘A，8.轴承压盖A，9.折流盘B，10.轴承压盖B，11.密封组件A，12.密封腔体A，13.吸入段，14.叶轮密封环，15.吸入段密封环，16.第一级叶轮，17.导叶A，18.中段A，19.导叶B，20.吐出段，21.外筒体部件，22.导叶C，23.中段B，24.第三级叶轮，25.导叶D，26.次级吸入段，27.调整簧片，28.连接架，29.密封腔体B，30.密封组件B，31.压环，32.角接触球轴承体，33.轴承B，34.轴承闷盖，35.锁紧螺母，36.右风扇，37.轴承压盖C，38.轴承调整环，39.右风扇罩，40.密封节流套，41.分半卡环，42.卡环套，43.平衡鼓，44.平衡套，45.泵盖部件，46.排液口，47.第四级叶轮，48.导叶套，49.导叶密封环，50.中间滑动轴承，51.中间滑动轴套，52.短套，53.第二级叶轮，54.叶轮隔套，55.分半拉紧环，56.轴承水冷腔盖。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明，但不作为对本发明的限制：

一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵，下面结合具体装配步骤以及附图1对本发明做进一步说明：

装配时，卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵，首先将导叶套48分别装入导叶A17、导叶B 19、导叶C 22和导叶D 25的对应孔内并用紧定螺钉锁紧，再将吸入段密封环15与吸入段13对应位置配装并用紧定螺钉锁紧，再将密封腔体A 12与吸入段13对应位置配装并用紧定螺钉锁紧，叶轮密封环14与第一级叶轮16配装并用紧定螺钉锁紧，叶轮密封环47分别与第二级叶轮 53、第三级叶轮 24配装并用紧定螺钉锁紧，中间滑动轴承50装入吐出段20内并用紧定螺钉锁紧，平衡套44装入泵盖部件45的孔内用内六角圆柱头螺钉锁紧；

其次将装有吸入段密封环15和密封腔体A 12的吸入段13组合部件水平放置在安装工装上，有密封腔体A 12的一端放置在工装的下方，再将轴6的联轴器端垂直伸入吸入段13中间的孔内，再依次在轴上装入：平键和第一级叶轮16、导叶A 17、中段A 18后与吸入段13用加长的内六角螺钉紧固，再装上叶轮隔套54，再装平键和第二级叶轮 53、导叶B 19、叶轮隔套54、短套52、中间滑动轴套51后，再装上带有中间滑动轴承50的吐出段20后与中段A 18用加长的内六角螺钉紧固，再装上叶轮隔套54、平键和第三级叶轮 24、导叶C 22、中段B 23后与吐出段20用加长的内六角螺钉紧固，再装上叶轮隔套54、平键和第三级叶轮 24、导叶D25、次级吸入段26后与中段B 23用加长的内六角螺钉紧固，在轴上装入平衡鼓43后再在轴上装入分半卡环41，再装入上卡环套42与平衡鼓43用螺钉锁紧；

第三在外筒体部件21与吸入段13配合的台阶上垫上用耐高温高压材料定制尺寸的密封垫片，再将按第二步骤组装好的整体部件插入到外筒体部件21内，再将调整簧片27装入次级吸入段26上的对应位置，在泵盖部件45上装上耐高温高压的高强密封垫片，再将带有高强密封垫片和平衡套44的泵盖部件45套装在泵轴上与外筒体部件21用连接螺柱及螺母进行紧固；

第四在轴上装入密封节流套40后用紧定螺钉锁紧，再将连接架28与泵盖部件45之间垫上耐高温高压的密封垫片组装后用双头螺柱及螺母紧固，再将密封腔体B 29与连接架28组装后用内六角螺钉紧固，再将密封组件B套入轴上与密封腔体B 29组装后用双头螺柱及螺母紧固；

第五先将轴承压盖B 10与角接触球轴承体32用螺钉锁紧，再将轴承水冷腔盖56装入轴承压盖B 10相应位置后用压环31压紧并用螺钉紧固，再将折流盘B 9空套在轴上，将轴承调整环38装在轴6上轴承档的位置的底部，再将带有轴承压盖10、轴承水冷腔盖56和压环31的角接触球轴承体32的组合部件装到轴上，装上轴承隔套和止退垫片后用锁紧螺母35进行锁紧，再装上轴承闷盖34用螺栓紧固，若用户现场没有水源、或工况需要水冷加风冷来进行冷却轴承等特殊要求，则轴承闷盖34不需要装，直接装上轴承压盖C 37用螺栓紧固，再配装上右风扇36用螺钉锁紧，再配装上右风扇罩39用螺钉锁紧即可，然后再将空套在轴上的折流盘B 9装到位并用螺钉锁紧；

第六将按以上步骤组装完成的部件调转180度，即泵盖部件和角接触球轴承体部件朝下垂直放置在工装上，吸入段部位朝上，在吸入段13与外筒体部件21的对应位置装上分半拉紧环55后用螺钉紧固，再配装上密封组件A 11用双头螺柱及螺母锁紧，再将轴承压盖B10与圆柱滚子轴承体1用螺钉锁紧，再将轴承水冷腔盖56装入轴承压盖B 10相应位置后用压环31压紧并用螺钉紧固，再将折流盘B 9空套在轴上，再将带有轴承压盖10、轴承水冷腔盖56和压环31的圆柱滚子轴承体1的组合部件装到轴上，将轴承A 2装到轴承套5上，再将带轴承A 2的轴承套5装入轴6上和圆柱滚子轴承体1的相应孔内用螺钉紧固在轴上，再装上轴承压盖A 8用螺栓紧固，再装入折流盘A 7用螺钉紧固，若用户现场没有水源、或工况需要水冷加风冷来进行冷却轴承等特殊要求，则折流盘A 7不需要装，直接配装上左风扇4用螺钉锁紧，再配装上左风扇罩3用螺钉锁紧，再将空套在轴上的折流盘B 9装到位并用螺钉锁紧，再装上泵联轴器后则整个泵头即组装完毕。

具体实施时，本发明采用双壳体的结构设计和合理的液体流动通道的特殊结构设计，吐出段两侧的叶轮采用轴向对称式分布型式进行组装，从附图中可以看出：被输送的液体首先从吸入段的吸入口吸入，流经第一级叶轮通过导叶和中段使液体流经到第二级叶轮，再通过吐出段上设置的通道、中段与外筒体之间设置的通道和次级吸入段流经第三级叶轮，再通过导叶和中段使液体流经到第四级叶轮，再经过导叶流经吐出段最终通过外壳体上设置的出口将液体输送出去，液体是通过泵内安装的所有叶轮旋转后连续不断地给输送液体施加能量并且其能量进行叠加，最终达到工况需要的性能要求将液体输送出去，因此该泵能够最大程度地平衡泵在运行过程中产生的轴向力，另外每级的导叶也成对称分布来平衡轴向力和径向力，液体在中段和外筒体的双重保护下确保了泵能在高速、重负荷、高温高压工况条件下能安全稳定地正常运行，大大降低了泵的故障率，提高了泵运行效率，延长了泵运行的周期使用寿命。

本发明卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵是化工、石油、炼化、制药、制酸、印染、食品等领域的生产流程中输送高温高压状态下的易燃、易爆、易汽化、有毒、有害介质理想的最佳高可靠性的环保设备。

Claims (10)

1.一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵，包括双壳外体结构和转子部件结构以及轴承体结构，其特征在于：所述双壳外体结构包括外壳体结构和内壳体结构，所述外壳体结构是由外筒体部件（21）和泵盖部件（45）组成，所述内壳体结构是由吸入段（13）、中段A（18）、吐出段（20）、中段B（23）以及次级吸入段（26）依次连接组成，所述的转子部件结构包括轴（6），所述轴（6）上设置有第一级叶轮（16）、中段A（18）、第二级叶轮（53）、中间滑动轴套（51）、第三级叶轮（24）、中段B（23）、第四级叶轮（47）、次级吸入段（26）、平衡鼓（43）、分半卡环（41），所述第一级叶轮（16）、第二级叶轮（53）串联设置，且分别与第四级叶轮（47）、第三级叶轮（24）对称布置，所述中间滑动轴套（51）通过中间滑动轴承（50）与吐出段（20）连接，所述分半卡环（41）通过设置有上卡环套（42）与平衡鼓（43）锁紧固定。

2.根据权利要求1所述的一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵，其特征在于：所述吸入段（13）设置在轴（6）的联轴器端，吸入段（13）外侧连接有密封腔体A（12），所述外筒体部件（21）与泵盖部件（45）连接紧固，泵盖部件（45）另一侧与连接架（28）连接紧固，所述连接架（28）与轴（6）之间设置有密封节流套（40），所述连接架（28）一侧连接有密封腔体B（29），所述密封腔体B（29）内设置有密封组件B（30）。

3.根据权利要求1所述的一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵，其特征在于：所述所述第一级叶轮（16）、第二级叶轮（53）的排出侧分别设置有导叶A（17）、导叶B（19），所述第三级叶轮（24）、第四级叶轮（47）的吸入侧分别设置有导叶C（22）和导叶D（25），上述每个导叶的孔内均通过紧定螺钉连接锁紧有导叶套（48）。

4.根据权利要求1所述的一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵，其特征在于：所述第一级叶轮（16）与第二级叶轮 （53）之间的轴（6）上设置有叶轮隔套（54），第二级叶轮（53）与第三级叶轮（24）之间的轴（6）上设置有叶轮隔套（54）、短套（52）以及中间滑动轴套（51），第三级叶轮（24）与第四级叶轮（47）之间的轴（6）上设置有叶轮隔套（54）。

5.根据权利要求1所述的一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵，其特征在于：所述第一级叶轮（16）、第二级叶轮（53）、第三级叶轮（24）、第四级叶轮（47）上均通过紧定螺钉连接锁紧有叶轮密封环（14），所述吸入段（13）与第一级叶轮（16）的叶轮密封环（14）之间设置有吸入段密封环（15）。

6.根据权利要求5所述的一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵，其特征在于：所述泵盖部件（45）内设置有平衡套（44），所述平衡套（44）与平衡鼓（43）接触。

7.根据权利要求5所述的一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵，其特征在于：所述次级吸入段（26）与泵盖部件（45）之间设置有调整簧片（27）。

8.根据权利要求5所述的一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵，其特征在于：所述连接架（28）与泵盖部件（45）之间、 外筒体部件（21）与吸入段（13）配合的台阶之间均设置有耐高温高压的密封垫片。

9.根据权利要求1-8中任一项所述的一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵，其特征在于：所述轴承体结构包括设置在非驱动端的角接触球轴承体（32）和设置在联轴器端的圆柱滚子轴承体（1），所述角接触球轴承体（32）包括轴承压盖B（10），轴承压盖B（10）内通过压环（31）压紧并用螺钉紧固有轴承水冷腔盖（56），所述角接触球轴承体（32）通过锁紧螺母（35）锁定在轴（6）上，所述角接触球轴承体（32）一侧的轴（6）上设置有折流盘B（9），轴（6）的轴承档位置处设置有轴承调整环（38）。

10.根据权利要求9中任一项所述的一种卧式双壳径向剖分对称布置筒式多级离心泵，其特征在于：所述角接触球轴承体（32）端部设置有轴承压盖C（37），轴承压盖C（37）一侧设置有右风扇（36），并装配有右风扇罩（39）。