CN106762675A - 多级泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种多级泵。该多级泵包括吸入段、吐出段、中段、多个叶轮、多个导叶以及泵轴,一个叶轮和一个导叶构成一级泵送组合,从而形成多级泵送组合,多级所述泵送组合逐级安装在泵轴上。泵送组合能够从泵轴上拆下并替代为相匹配的替换套组件,替换套组件包括叶轮替换套和导流替换套。叶轮替换套安装于被替代的叶轮的原轴向安装位置,导流替换套与叶轮替换套之间形成有流通通道。用户可以根据实际工况和扬程需求对多级泵的若干级泵送组合使用替换套组件进行替代,同时,导流替换套可降低原有的只使用叶轮替换套进行替代的能量损失或容积损失,提高了能源利用率。

Description

多级泵
技术领域
本发明涉及一种泵,具体涉及一种多级节段式多级泵。
背景技术
泵是输送液体或使液体增压的机械,泵将原动机的机械能或其他外部能量传送给液体,使液体能量增加。泵按照结构类型可分为单级泵和多级泵,其中,单级泵是指只设有一级叶轮的泵,多级泵是指设有两级或两级以上叶轮的泵。多级泵通常包括吸入段、吐出段、中段、叶轮、导叶以及泵轴等部件。
用户通常根据实际使用泵时的工况所需的功率或扬程来选择合适的泵,对于多级泵来说,多级泵的额定功率或扬程由其具有的叶轮级数决定。当多级泵的实际应用工况发生改变或者应用于工况变化较大的情形时,用户通常只能采用如下解决方案:1)针对新的工况,采购一台新的适合于新工况的多级泵;2)在新的工况所需的多级泵的扬程较小时,将多级泵的一级或多级叶轮及相应的导叶拆下,使用叶轮替换套进行替代并安装于多级泵内或者对拆下的叶轮进行切割然后重新安装回多级泵内。
上述的解决方案中,重新购买一台新的多级泵会花费额外的成本,特别是在多级泵的使用频率较小时,重新购买新的多级泵的方案性价比较低。若使用叶轮替换套替代拆下的叶轮,在叶轮替换套所处的安装于泵轴的位置周围,相邻的两个中段之间形成了一空腔,在多级泵运转时,该空腔会容纳部分流体且对流体的流动产生不利影响,从而造成多级泵的功率损失,使多级泵的运转性能下降。若采用切割叶轮方案,将会对叶轮产生不可逆转的结构变更,从而不能再次将该泵应用于需要较大扬程的工况,除非购置新的叶轮或多级泵,无法实现资源(如叶轮)的再利用或回收利用。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种多级泵,该多级泵在采用叶轮替换套替代泵送组合的同时,增加了导流替换套替代方式,使得流体在流经替换套组件时可以直接经叶轮替换套和导流替换套之间的流体通道向吐出端方向泵送,而不会产生容积损失。
为解决上述技术问题,本发明采用如下的技术方案:
一种多级泵,包括吸入段、吐出段、中段、多个叶轮、多个导叶以及泵轴,流体从所述吸入段流经所述中段流至所述吐出段,其中一个所述叶轮和一个所述导叶构成一级泵送组合,从而形成多级泵送组合,所述多级所述泵送组合逐级安装在所述泵轴上。所述泵送组合能够从所述泵轴上拆下并替代为相匹配的替换套组件,所述替换套组件包括叶轮替换套和导流替换套,其中所述叶轮替换套能够安装于被替代的所述叶轮的原轴向安装位置,所述导流替换套与相邻的两个所述中段密封配合,以及所述导流替换套与所述叶轮替换套之间形成有流通通道。
一优选实施例中,所述导流替换套为环形结构,所述流通通道为环形通道,以及所述导流替换套与相邻的两个所述中段构成密闭的环形空腔。
一优选实施例中,所述叶轮替换套与所述导流替换套之间的径向距离大于或等于叶轮的进口的径向宽度。
一优选实施例中,所述导流替换套的另一端设有凸台,所述凸台与所述中段密封配合。
一优选实施例中,所述导流替换套的一端设有肩部,所述肩部与所述中段密封配合。
一优选实施例中,多级泵为立式多级泵。一优选实施例中,导流替换套的内径大于或等于所述中段的内径。
一优选实施例中,所述叶轮替换套的外径等于叶轮的轮毂的外径。
一优选实施例中,所述导流替换套与相邻的所述中段之间设有密封件。
较佳地,当多级泵泵送的流体介质温度<85摄氏度时,所述密封件为青稞纸垫。
较佳地,当多级泵泵送的流体介质温度≥85摄氏度时,所述密封件为○形橡胶密封圈。
一优选实施例中,所述泵送组合还包括叶轮级间套,所述叶轮级间套位于相邻的两个所述叶轮之间。其中,
一优选实施方式中,所述叶轮替换套的轴向长度等于所述叶轮的轴向长度。
另一优选实施方式中,所述叶轮替换套的轴向长度等于所述叶轮级间套的轴向长度与所述叶轮的轴向长度之和。
再一优选实施方式中,所述叶轮替换套的轴向长度等于两级所述叶轮级间套的轴向长度与所述叶轮的轴向长度之和。
一优选实施例中,所述叶轮替换套跟随所述泵轴同步转动,所述导流替换套与相邻的所述中段之间的配合为静密封配合。
采用本发明具有如下的有益效果:
1、本发明所述的多级泵在不同工况或需要改变多级泵扬程的场合,采用叶轮替换套替代泵送组合的同时,使用了导流替换套,流体可以直接经叶轮替换套和导流替换套之间的流通通道向多级泵的吐出端泵送,提高了泵送效率,节约了能源。
2、本发明所述的多级泵采用密封方式将导流替换套和相邻的中段配合在一起并形成一密闭的环形空腔,使得流体不会流入该环形空腔,降低了该级中段对流体的阻碍,同时降低了容积损失。
3、本发明所述的多级泵使用替换套组件进行替代,不需要对叶轮进行切割,而且也不需要根据新的工况或扬程需要购买新的多级泵,节省了费用。替换套组件可以重复利用,而且可以使多级泵在不同的扬程范围进行调节,有利于节约资源及工时。
附图说明
图1为本发明第一种实施例卧式多级泵出厂时的剖视图;
图2为本发明第一种实施例其中一级泵送组合替代(未替代本级叶轮级间套)为叶轮替换套的多级泵的剖视图;
图3为本发明第一种实施例其中一级泵送组合替代为替换套组件的多级泵的剖视图;
图4为本发明第一种实施例替换套组件的剖视示意图;
图5为本发明第一种实施例采用另一种密封方式的多级泵的剖视图;
图6为本发明第二种实施例立式多级泵出厂时的剖视图;以及
图7为本发明第二种实施例其中一级泵送组合替代(同时替代了上一级叶轮级间套)为替换套组件的多级泵的剖视图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明,以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是,附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制,而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
参照图1,本发明所述的多级泵实施例,包括保护罩10、吸入段11、吐出段12、多个中段13、多个叶轮14、多个导叶15、泵轴16以及多个叶轮级间套17,流体从吸入段11流经中段13流至吐出段12。其中,一个叶轮14、一个导叶15和一个叶轮级间套17构成一级泵送组合,多级泵送组合逐级配合安装在泵轴16上。
启动多级泵,多级泵的泵轴16在外接的原动机的带动下转动,此时,叶轮14中的流体在叶轮14的旋转运动提供的离心力的作用下,沿多级泵送组合逐级从吸入段11向吐出段12泵送。其中,流经多级泵的流体可以为水、油液等。
按类别划分,可以将多级泵分为卧式多级泵和立式多级泵,本发明所采用的技术方案可以应用于卧式多级泵,也可以应用于立式多级泵,本发明优选的实施例如下所述。
实施例一
图1至图7示出了本发明的第一种实施例,其中,图中示出的多级泵为采用卧式节段式结构的卧式多级泵。图1示出了第一种实施例的多级泵出厂时的剖视示意图,在该图中,多级泵的各级泵送组合均未被拆下。
图2示出了其中一级泵送组合替代为叶轮替换套21(此处未替代该级的叶轮级间套17,可选择替代)的多级泵的剖视示意图,从多级泵的从动端,将该级泵送组合从泵轴16上拆下并替代为相匹配的叶轮替换套,实施该替代后,将替代用的叶轮替换套21安装于被替代的叶轮14的原轴向安装位置。图中,叶轮替换套21与相邻的下一级叶轮级间套以及相邻的两个中段构成一空腔31,在多级泵运转时,流体流经空腔31。由于空腔31的径向尺寸较大,流体在流经空腔31时,中段13对流体产生了一定的阻碍作用且容易发生流体流动紊乱,从而引起能量损失,对多级泵的流体输出性能产生不利影响。
一优选实施方式,如图3所示,该实施方式采用替换套组件对一级泵送组合进行了替代,其中,替换套组件包括叶轮替换套21和导流替换套22。替换套组件采用了分离式结构,即叶轮替换套21和导流替换套22为分开的独立元件。导流替换套22与叶轮替换套21之间形成有环形的流通通道23,流体可通过流通通道23流至下一级叶轮14。
实施替代后,导流替换套22与相邻的中段13密封配合,并在其之间形成一密闭的环形空腔32。从替换套组件的上一级流来的流体直接经流通通道23流至下一级,且不会进入环形空腔32,相比图2所示的实施方式,图3中所示的实施方式中的流体携带的能量在流经流通通道23时基本上不会有损失。从而,与现有技术只使用叶轮替换套21替换泵送组合相比,同时使用本发明叶轮替换套21和导流替换套22来替代泵送组合带来了更高的能量利用率。相比只采用叶轮替换套21的技术方案,同时采用叶轮替换套21和导流替换套22的技术方案的多级泵可将泵送效率提高2至3个百分点。
另外,为了有效地发挥导流替换套22提高多级泵泵送效率的效果,优选地,可将叶轮替换套21与导流替换套22之间的径向距离设为等于或略大于叶轮14的进口141的径向宽度。优选地,叶轮替换套21的外径等于叶轮14的轮毂142的外径。如图4所示,示出了采用分离式结构的替换套组件的径向剖视图,其中,环形的流通通道23位于叶轮替换套21和导流替换套22之间,并贯穿替换套组件。
导流替换套22与中段13之间为静密封配合,可以在导流替换套22和中段13之间设置密封件。导流替换套22的一端设有肩部221,肩部221与中段13密封配合。导流替换套22的另一端设有凸台222,同样地,凸台222与中段13密封配合。肩部221与中段13之间以及凸台222与中段13之间均设有一密封件。
其中,当多级泵泵送的流体温度≥85摄氏度时,密封件可以为○形橡胶密封圈41,如图3所示;当多级泵泵送的流体温度<85摄氏度时,密封件可以为青稞纸垫42,将青稞纸垫42设于导流替换套22和中段13的接触面,如图5所示。需要指出的是,根据需要,密封件也可采用任何合适的形式。
这里,叶轮替换套的长度可根据需要来设置。叶轮替换套的轴向长度可等于叶轮的轴向长度,此时叶轮替换套仅替代叶轮。或者,叶轮替换套的轴向长度等于叶轮级间套的轴向长度与叶轮的轴向长度之和,此时,叶轮替换套同时替换叶轮和叶轮级间套。或者,叶轮替换套的轴向长度等于两级叶轮级间套的轴向长度与叶轮的轴向长度之和,此时,叶轮替换套可替代一个叶轮及两个叶轮级间套。
实施例二
图6和图7示出了本发明的第二种实施例,其中,图中示出的多级泵为采用立式节段式结构的立式多级泵,且为筒袋式结构。图6示出了第二种实施例的多级泵出厂时的剖视示意图,在该图中,多级泵的各级泵送组合均未被拆下。图7示出了其中一级泵送组合替代为叶轮替换套21(同时替代上一级的叶轮级间套17,可选择替代)的多级泵的剖视示意图,从多级泵的从动端,将该级泵送组合从泵轴16上拆下并替代为相匹配的叶轮替换套,实施该替代后,将替代的叶轮替换套21安装于被替代的叶轮14的原轴向安装位置。
另外,在本实施例中,导流替换套22为环形结构且未设有实施例一的肩部和凸台。因为在多级泵工作时导流替换套22固定不动,而叶轮14会随泵轴16一同转动,故而,为了防止导流替换套22和叶轮14之间发生摩擦损耗,需要使导流替换套22与叶轮14之间不相接触。优选地,可将所述导流替换套22的内径设为等于或略大于所述中段的内径。较佳地,叶轮替换套21的外径等于叶轮14的轮毂142的外径。
在一变型例中,导流替换套22也可设有肩部和凸台(图未示)。
在上述各实施例中,一级替换套组件可选择替代一级泵送组合(如图3),或者一级替换套组件可选择替代一级泵送组合及上一级泵送组合的叶轮级间套(如图7),或者一级替换套组件可选择只替代一级泵送组合的叶轮和导叶。根据一级替换套组件的不同替代方式,替换套组件的叶轮替换套也具有不同的轴向长度,如图3中所示的实施方式,叶轮替换套的轴向长度等于叶轮级间套的轴向长度与叶轮的轴向长度之和。
本发明使用替换套组件替代多级泵的泵送组合的实施方案,包括但不限于,可应用于立式、卧式多级泵,但凡是采用多级节段式结构的多级泵均可采用本发明所述的技术方案。
此外,用户可根据实际工况需要,对多级泵中的一级或多级泵送组合使用替换套组件进行替代,替代的泵送组合技术由用户所需的多级泵扬程决定。在实施替代时,需要从多级泵的从动端开始拆卸,依次拆卸需要替代的泵送组合,然后再依次安装替代用过的替换套组合,最后封装好多级泵的从动端。用户再次需要改变多级泵的扬程时,只需改变泵送组合的替代级数,满足用户对各种工况的需求。
用户可选择使用○形橡胶密封圈,这可以降低导流替换套与中段的金属接触面的加工精度要求,从而可以节约加工工时。导流替换套与中段之间的密封配合,使得流体不会进入环形空腔32,降低了能量损失或容积损失。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例,但应理解到,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种多级泵,包括吸入段、吐出段、中段、多个叶轮、多个导叶以及泵轴,流体从所述吸入段流经所述中段流至所述吐出段,其中一个所述叶轮和一个所述导叶构成一级泵送组合,从而形成多级泵送组合,所述多级所述泵送组合逐级安装在所述泵轴上,其特征在于,所述泵送组合能够从所述泵轴上拆下并替代为相匹配的替换套组件,所述替换套组件包括叶轮替换套和导流替换套,其中所述叶轮替换套能够安装于被替代的所述叶轮的原轴向安装位置,所述导流替换套与相邻的两个所述中段密封配合,以及所述导流替换套与所述叶轮替换套之间形成有流通通道。
2.根据权利要求1所述的多级泵,其特征在于,所述导流替换套为环形结构,所述流通通道为环形通道,以及所述导流替换套与相邻的两个所述中段构成密闭的环形空腔。
3.根据权利要求1所述的多级泵,其特征在于,所述导流替换套的一端设有凸台,所述凸台与所述中段密封配合。
4.根据权利要求3所述的多级泵,其特征在于,所述导流替换套的另一端设有肩部,所述肩部与所述中段密封配合。
5.根据权利要求1所述的多级泵,其特征在于,所述导流替换套与相邻的所述中段之间设有密封件。
6.根据权利要求1所述的多级泵,其特征在于,所述泵送组合还包括叶轮级间套,所述叶轮级间套位于相邻的两个所述叶轮之间;以及
所述叶轮替换套的轴向长度等于所述叶轮的轴向长度;或者
所述叶轮替换套的轴向长度等于所述叶轮级间套的轴向长度与所述叶轮的轴向长度之和;或者
所述叶轮替换套的轴向长度等于两级所述叶轮级间套的轴向长度与所述叶轮的轴向长度之和。
7.根据权利要求1所述的多级泵,其特征在于,所述叶轮替换套跟随所述泵轴同步转动,所述导流替换套与相邻的所述中段之间的配合为静密封配合。
8.根据权利要求1项所述的多级泵,其特征在于,所述导流替换套的内径大于或等于所述中段的内径。
9.根据权利要求1-8任一项所述的多级泵,其特征在于,所述叶轮替换套与所述导流替换套之间的径向距离大于或等于叶轮的进口的径向宽度。
10.根据权利要求1-8任一项所述的多级泵,其特征在于,所述叶轮替换套的外径等于叶轮的轮毂的外径。
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