CN106939905A - 一种自平衡双进双出离心泵结构 - Google Patents

一种自平衡双进双出离心泵结构 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自平衡双进双出离心泵结构，将叶轮分为旋向相反的两部分；交流电机安装在电机轴的中心，两个离心泵连接到电动机的两端，两个离心泵的水力设计一致并呈180°布置安装在交流电机轴上，电机轴两侧各安装两个深沟球轴承，轴承用固体润滑，此离心泵结构可自动平衡泵运行过程中产生的轴向力和径向力。通过自循环冷却技术对交流电机冷却，冷却水从泵的出口引出至交流电机壳体，然后回到泵的进口，相对于风扇冷却交流电机大大降低了噪声，并且冷却水在进口入流时可改善泵进口的流态和泵的空化性能，实现泵机组的低振动低噪声平稳运行；可根据使用需要进行泵进出口的串并联,从而减小泵的体积和制造成本，扩大泵组适用范围。

Description

一种自平衡双进双出离心泵结构
技术领域
本发明是一种泵结构，适用于离心式透平机械领域，适用于离心泵机组的设计，特指一种自平衡双进双出离心泵结构。
背景技术
作为重要的能量转换装置，泵类产品在国民经济建设中发挥着重要作用，其中大部分是离心泵。离心泵在运行的过程中，存在诸多问题。由于叶轮前、后盖板不对称以及液流方向发生变化，转子上作用着轴向力，可能使转子与固定件接触，使泵无法正常运行；非设计工况下，由于蜗室各端面中的压力不相等以及叶轮周围液体压力分布不均匀，产生作用于叶轮上的径向力，径向力的影响随着泵尺寸的增大而增大，不但会引起密封环和轴套的迅速磨损，而且，较大的径向力会使轴因疲劳损坏；非设计工况下运行时产生的空化、回流以及二次流等不稳定流动引起管路系统内流动噪声；水泵在运行过程中，交流电机上安装的风扇旋转产生强烈的空气动力性噪音。为达到提高流量或扬程的目的，对水泵进行串并联使用，机组需要两台离心泵，而且占地面积庞大。
现有离心式透平机械设计领域用离心泵机组存在轴向力和径向力平衡难、噪声大、小流量运行不稳定、多工况使用不便等问题。因此，平衡轴向力与径向力、降低交流电机噪声以及优化机组机构是提高离心泵机组性能和增强商业价值的关键。
发明内容
本发明的目的在于提出一种自平衡双进双出离心泵，以提高离心泵机组的可靠性并扩大产品的适用范围。
为了解决以上技术问题，本发明采用的具体技术方案如下：
一种自平衡双进双出离心泵结构，其特征在于包括：离心泵A(1)、交流电机(2)、离心泵B(3);所述离心泵A（1）有进口A(6)和出口A(4)、所述离心泵B（3）有进口B(7)和出口B(5)，所述离心泵A(1)和离心泵B(3)水力设计一致，两离心泵呈180°对称布置，用紧固螺钉连接于交流电机(2)的两端，进口A(6)、出口A(4)和进口B(7)、出口B(5)均位于交流电机(2)两侧，进口A(6)、出口A(4)和进口B(7)、出口B(5)以180°对称布置，交流电机内壁布置铜管(31)，所述铜管(31)、为双“U”型结构环绕整个交流电机(2)内壁，从离心泵A(1)和离心泵B(3)的出口A(4)、出口B(5)分别引流对交流电机(2)内壁进行冷却，冷却水分别回流至进口A(6)、进口B(7)，出口A(4)、出口B(5)，根据工作需要出口A(4)、出口B(5)可分别连接至不同管道独立运行，也可连接至共同管道形成两泵并联，出口A(4)也可连接至进口B(7)形成两泵串联。
离心泵A(1)和离心泵B(3)水力设计一致，并呈180°对称布置，用紧固螺钉连接于交流电机(2)的两端，用以自动平衡泵运行过程中产生的轴向力和径向力。
通过自循环冷却技术对交流电机(2)内壁进行冷却，降低噪声。
根据使用需要将出口A与出口B并联，出口A与进口B串联，从而减小泵的体积和制造成本，扩大泵组适用范围。
交流电机冷却水引回泵的进口，并且入射的角度与来流方向一致、入射口沿管路直径均匀布置，可以抑制泵的回流、改善泵的空化性能。
本发明的工作过程为：流体经泵进口A(1)、进口B(2)进入叶轮A(9)、叶轮B(13)，叶轮对流体做功，使流体到达出口A(4)、出口B(5)，出口A(4)和出口B(5)处的高压水通过自循环冷却装置:滤网(15)、疏通螺钉(16)、圆形容腔(17)、温度计(18)、节流套(19)、第一轴承冷却容腔(20)、冷凝交流电机壳 (21)、直肋肋片 (22)、第二轴承冷却容腔 (23)、节流阀门(24)、连接管(25)、射流管(26)，对交流电机冷却后流回进口(6)、进口(7)以带走热量。出口A(4)、出口B(5)处的液流可根据工作使用需要分别连接至不同管道，也可连接至共同管道形成两泵并联，出口A(4)也可连接至进口B(7)形成两泵串联。
本发明的有益效果在于：本发明的自平衡双进双出离心泵由于两离心泵水力设计相同且布置在交流电机轴的两侧，降低了生产成本，可自动平衡泵机组运行时的轴向力，两离心泵沿轴周向呈180°布置可平衡泵机组在非设计流量运行时产生的径向力，自循环冷却系统的球形容腔容量大，可减小流阻压力，两离心泵可自由串并联组合大大拓宽了机组的适用范围，同时由于采用了自循环冷却装置降低了机组运行噪声，具有自平衡、低振动低噪声、运行可靠和成本低等优点。
附图说明
图1：本发明自平衡双进双出离心泵结构示意图
图2：本发明自平衡双进双出离心泵两泵安装示意图
图3：本发明自循环冷却结构
图4：本发明自循环冷却交流电机壳
图5：本发明自平衡双进双出离心泵交流电机壳流道展开图
图中：1离心泵A、2交流电机、3离心泵B、4出口A、5出口B、6进口A、7进口B、8泵壳A、9叶轮A、10支承A、11交流电机轴、12支承B、13叶轮B、14泵壳B、15滤网、16疏通螺钉、17圆形容腔、18温度计、19节流套、20第一轴承冷却容腔、21冷凝交流电机壳、22直肋肋片、23第二轴承冷却容腔、24节流阀门、25连接管、26射流管、27深沟球轴承、28入射管、29交流电机定子铁芯、30铸铁支架、31铜管、32铝壳。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，对本发明的技术方案做进一步详细说明。
结合图1，本发明的一种自平衡双进双出离心泵结构，包括：离心泵A 1、交流电机2、离心泵B 3、出口A 4、出口B 5、进口A 6、进口B 7，所述离心泵A 1和离心泵B 3水力设计一致，呈180°对称布置，用紧固螺钉连接到交流电机2的两端，离心泵A 1的进口A 6、出口A4和离心泵B 3的进口B 7、出口B 5也在交流电机两侧，以180°对称布置，交流电机内壁布置铜管31，铜管31的双“U”型结构环绕整个交流电机内壁，从离心泵A1和离心泵B 3的出口A4、出口B 5分别引流对交流电机2冷却，冷却水回流至进口A 6、进口B 7，出口A 4、出口B 5，根据工作需要出口A 4、出口B 5可分别连接至不同管道，也可连接至共同管道形成两泵并联，出口A 4也可连接至进口B 7形成两泵串联。
结合图2，本发明自平衡双进双出离心泵两泵的水力设计一致并呈180°布置安装在交流电机(2)轴上，可自动平衡泵运行过程中产生的轴向力和径向力。
结合图3，本发明自平衡双进双出离心泵采用自循环冷却装置，包括滤网15、疏通螺钉16、圆形容腔17、温度计18、节流套19、第一轴承冷却容腔20、冷凝交流电机壳21、直肋肋片22、第二轴承冷却容腔23、节流阀门24、连接管25、射流管26和入射管28，两侧离心泵运行过程中，叶轮高速旋转，使泵的进出口产生压力差，高压水通过离心泵的出口法兰通道，由滤网引流至圆形容腔。减压水进入自循环冷却装置，其流量由连接的节流套19控制，用温度计18监测流入的减压水的温度。自循环冷却装置由轴承冷却容腔和冷凝交流电机壳21组成，冷却容腔安装直肋肋片22，提高冷却效率，冷凝交流电机壳21又由铸铁支架30、铜管31和铝壳32浇注在一起。左右离心泵的冷凝水同时从第一轴承冷却容腔20进入冷凝水的进水口，随着铜管的双“U”型结构环绕整个交流电机内壁，冷凝水也双进双出，均匀带走交流电机热量，最后，从出水口进入第二轴承冷却容腔23，节流阀门24调节流量，冷凝水通过连接管25离开交流电机，由射流管26引入叶轮进口，从入射管28射出，在交流电机内壁形成水循环。
结合图4，本发明自平衡双进双出离心泵采用自循环冷却装置，交流电机壳采用材料铝制成，其质量轻便且传热效果显著，铸铁支架30可以增强机壳的抗压强度，并且有利于铜管31浇注时几何定位。冷却水通过在交流电机壳内的流道内流通带走热量。
结合图5，本发明自平衡双进双出离心泵交流电机壳流道展开图，采用双“U”型结构，利于布置交流电机壳铜管31位置，节省空间，便于散热。

Claims (5)

1.一种自平衡双进双出离心泵结构，其特征在于包括：离心泵A(1)、交流电机(2)、离心泵B(3);所述离心泵A（1）有进口A(6)和出口A(4)、所述离心泵B（3）有进口B(7)和出口B(5)，所述离心泵A(1)和离心泵B(3)水力设计一致，两离心泵呈180°对称布置，用紧固螺钉连接于交流电机(2)的两端，进口A(6)、出口A(4)和进口B(7)、出口B(5)均位于交流电机(2)两侧，进口A(6)、出口A(4)和进口B(7)、出口B(5)以180°对称布置，交流电机内壁布置铜管(31)，所述铜管(31)、为双“U”型结构环绕整个交流电机(2)内壁，从离心泵A(1)和离心泵B(3)的出口A(4)、出口B(5)分别引流对交流电机(2)内壁进行冷却，冷却水分别回流至进口A(6)、进口B(7)，出口A(4)、出口B(5)，根据工作需要出口A(4)、出口B(5)可分别连接至不同管道独立运行，也可连接至共同管道形成两泵并联，出口A(4)也可连接至进口B(7)形成两泵串联。
2.根据权利要求1所述的一种自平衡双进双出离心泵结构，其特征在于：离心泵A(1)和离心泵B(3)水力设计一致，并呈180°对称布置，用紧固螺钉连接于交流电机(2)的两端，用以自动平衡泵运行过程中产生的轴向力和径向力。
3.根据权利要求1所述的一种自平衡双进双出离心泵结构，其特征在于：通过自循环冷却技术对交流电机(2)内壁进行冷却，降低噪声。
4.根据权利要求1所述的一种自平衡双进双出离心泵结构，其特征在于：根据使用需要将所述出口A与出口B并联，出口A与进口B串联，从而减小泵的体积和制造成本，扩大泵组适用范围。
5.根据权利要求1所述的一种自平衡双进双出离心泵结构，其特征在于：交流电机冷却水引回泵的进口，并且入射的角度与来流方向一致、入射口沿管路直径均匀布置，可以抑制泵的回流、改善泵的空化性能。
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