CN108799186A - 船用立式多级离心泵轴向推力自平衡结构 - Google Patents

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唐晓晨
田泽浩
刘列
纪炜
戴露
王维
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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
    • F04D29/04—Shafts or bearings, or assemblies thereof
    • F04D29/041—Axial thrust balancing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • 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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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

本发明涉及一种船用立式多级离心泵轴向推力自平衡结构，它由底盖、弹簧、柱销、支承座、下盘和上盘共同组成。所述底盖内置的轴向沉孔内底面上预置2～3只用于竖插柱销的盲孔。支承座底面上设有沿两道圆分别均布轴向盲孔，外道圆均布的轴向盲孔用于套装弹簧，支承座与弹簧配合组成随泵内轴向推力而动的弹性浮动支承结构。内道圆均布的轴向盲孔与底盖配置的柱锁间隙配合，构成对支承座的止旋结构。由于泵内轴向推力产生的位移及时得到有效补偿，避免发生偏载，减轻支承的负荷，直接改善泵的运转质态，显著减少故障率，使得泵的无故障时间增加至少一倍。

Description

船用立式多级离心泵轴向推力自平衡结构
技术领域
本发明涉及一种泵内置的辅助弹性支承结构，具体地讲，本发明涉及一种可消除或缓解泵内轴向推力的平衡结构，特别是船用立式多级离心泵轴向推力自平衡结构。
背景技术
现代化大中型船舶必须配置生活用水系统、消防用水系统和压载用水系统，这三大用水系统配套的主机设备通常是离心泵。离心泵在用水系统中起增压输水作用，以扩大用水范围。由于大中型船舶体形大，用水点多、传输距离远、管道液阻大，因此工况需求传输水压力大。单级离心式水泵受结构的限制，输出扬程指标达不到大中型船舶配套要求。当今，大中型船舶配套的三大用水系统均配载能够输出高扬程的多级离心式水泵。船舶是一种特殊载体，其集成度相对较高，供配套设备的安装位置相对狭窄，因此三大用水系统多数配置立式多级离心式水泵。因立式多级离心式水泵占地少，完全符合上述三大用水系统配套要求。但是，现有技术的立式多级离心式水泵内置叶轮均一顺排列，此种结构运转时各叶轮产生的轴向推力因方向一致而形成合力，合成的轴向推力导致立式多级离心泵高速运转产生两大问题，一是合成的轴向推力易造成泵轴偏载，加大支承负荷；二是叶轮在轴向推力作用下产生一定量的位移，导致叶轮发生不必要的磨损，直接改变水力模型，其结果恶化离心式水泵运行质态，降低其使用效率及寿命。
发明内容
本发明主要针对现有技术的立式多级离心泵运行时轴向推力偏大的问题，提出一种船用立式多级离心泵轴向推力自平衡结构，该结构既简单又紧凑，制造容易、安装便捷，最重要的自平衡能力强。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
船用立式多级离心泵轴向推力自平衡结构，它由底盖、弹簧、柱销、支承座、下盘和上盘共同组成。所述底盖为内置轴向沉孔的壳体，安置在泵底部的底盖与泵体密封连接。所述下盘呈圆片状，耐磨材质的下盘定位安装在支承座上端面平置的止口之中。所述上盘呈圆环形，耐磨材质的上盘安置在下盘与相邻叶轮之间，组成上盘与下盘以平面相接触的一对动摩擦副。其改进之处在于：所述底盖内置的轴向沉孔内底面上预置2～3只用于竖插柱销的盲孔。所述支承座底面上设有沿两道圆分别均布的轴向盲孔，外道圆均布的轴向盲孔用于套装弹簧，支承座与弹簧配合组成随泵内轴向推力而动的弹性浮动支承结构。内道圆均布的轴向盲孔与底盖配置的柱销间隙配合，构成对支承座的止旋结构。
作为进一步改进方案，所述支承座底面外道圆均布3～8只轴向盲孔。
作为进一步改进方案，所述底盖上端面密封槽内侧至内置轴向沉孔底部设有斜置的通孔。
作为进一步改进方案，所述弹簧是一种压缩弹簧。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、在船用立式多级离心式水泵底部增设的弹性浮动支承，结构简单、制作容易；
2、配套的浮动支承可随泵内的轴向合力大小而作相应动作，该浮动支承自动化程度高、响应速度快、平衡效果好，切实减少泵内磨损。
附图说明
图1是本发明结构局部剖面示意图。
具体实施方式
下面根据附图并结合实施例，对本发明作进一步的说明。
图1所示的船用立式多级离心泵轴向推力自平衡结构，它由底盖1、弹簧2、柱销3、支承座4、下盘5和上盘6共同组成。所述底盖1为内置轴向沉孔的壳体，安置在泵底部的底盖1与配套泵的泵体密封连接。所述下盘5呈圆片状，用耐磨材质制造的下盘5定位安装在支承座4上端面平置的止口之中。所述上盘6呈圆环形，耐磨材质的上盘6安置在下盘5与相邻叶轮之间，组成上盘6与下盘5以平面相接触的一对动摩擦副。为了实现自平衡船用立式多级离心式水泵的轴向推力，在底盖1内置的轴向沉孔内底面上预置用于竖插柱销3的盲孔，本实施例因规格偏小，仅预置2只盲孔，该盲孔内径等于柱销3的外径，两者采用过盈配合安装。所述支承座4底面上设有沿两道圆分别均布的轴向盲孔，本实施例外道圆均布3只轴向盲孔，在每只轴向盲孔中安插一只弹簧2，所用弹簧2是压缩弹簧。内道圆均布的轴向盲孔与底盖1配置的柱锁3间隙配合，构成对支承座4的止旋结构，使得支承座4仅可以上下滑动。结构中支承座4与底盖1内孔相配合，形成一种可往复运动的柱塞结构。为了改善支承座4上下运动的响应速度，本发明在底盖1上端面密封槽内侧至内置轴向沉孔底部设有斜置的通孔1.1，实现内外沟通，便于支承座4滑动。支承座4与弹簧2配合组成随轴向推力作用的弹性浮动支承结构，该结构充分利用弹簧2的弹性变形特性来吸收向下施压的轴向推力，即轴向推力大时，支承座4推动弹簧2多下沉一些，轴向推力小时，支承座4推动弹簧2少沉一些。另外，在弹簧2的作用下，上盘6始终与下盘5贴合承载和传递轴向推力。此种弹性浮动支承结构虽然很简单，但平衡补偿过程自动化程度高、响应速度快、平衡效果好。由于泵内轴向推力产生的位移及时得到有效补偿，完全避免发生偏载，大大减轻支承的负荷，直接改善泵的运转质态，显著减少故障率，使得泵运行无故障时间增加至少一倍。

Claims (4)

1.一种船用立式多级离心泵轴向推力自平衡结构，它由底盖（1）、弹簧（2）、柱销（3）、支承座（4）、下盘（5）和上盘（6）共同组成；所述底盖（1）为内置轴向沉孔的壳体，安置在泵底部的底盖（1）与泵体密封连接；所述下盘（5）呈圆片状，耐磨材质的下盘（5）定位安装在支承座（4）上端面平置的止口之中；所述上盘（6）呈圆环形，耐磨材质的上盘（6）安置在下盘（5）与相邻叶轮之间，组成上盘（6）与下盘（5）以平面相接触的一对动摩擦副；其特征在于：所述底盖（1）内置的轴向沉孔内底面上预置2～3只用于竖插柱销（3）的盲孔；所述支承座（4）底面上设有沿两道圆分别均布的轴向盲孔，外道圆均布的轴向盲孔用于套装弹簧（2），支承座（4）与弹簧（2）配合组成随泵内轴向推力而动的弹性浮动支承结构；内道圆均布的轴向盲孔与底盖（1）配置的柱销（3）间隙配合，构成对支承座（4）的止旋结构。
2.根据权利要求1所述的船用立式多级离心泵轴向推力自平衡结构，其特征在于：所述支承座（4）底面外道圆均布3～8只轴向盲孔。
3.根据权利要求1所述的船用立式多级离心泵轴向推力自平衡结构，其特征在于：所述底盖（1）上端面密封槽内侧至内置轴向沉孔底部设有斜置的通孔（1.1）。
4.根据权利要求1所述的船用立式多级离心泵轴向推力自平衡结构，其特征在于：所述弹簧（2）是一种压缩弹簧。
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