CN110657098A - 径向串联式高压旋涡泵 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种径向串联式高压旋涡泵，它包括泵盖、泵体、叶轮、机械密封、轴承、泵轴、托架和联轴器。所述泵体在轴向截面居中位置上，设有2～4道由内向外依次加大尺寸的同心圆环形内凹流道，相邻内凹流道由预留的径向通道沟通，构成由内道内凹流道向外道内凹流道串联结构。所述叶轮由2～4道不同直径的叶片径向叠加成形，不同位置上的叶片对应泵体配对的内凹流道。此种结构除径向尺寸比同规格卧式单级旋涡泵略有增加外，轴向尺寸与同规格卧式单级旋涡泵相同，所以该泵体积比同规格卧式多级旋涡泵小两倍。由于该泵结构简单、体积小、重量轻，特别适合舰船机舱配套。
Description
技术领域
本发明属于水泵技术领域的一项技术方案，具体地讲，本发明涉及一种旋涡泵，特别是一种采用径向串联结构的高压旋涡泵。
背景技术
旋涡泵是一种常用泵产品，在工程中广泛用于传输含有气体的液体、易挥发的液体和汽化压力较高的高温液体。由于一些工程要求传输的介质压力较高，单级旋涡泵达不到配套要求，必须选用多级旋涡泵。现有技术的多级旋涡泵，普遍采用多只旋涡叶轮轴向串连结构实现增压传输目的。此种结构的多级旋涡泵能够做到有序增压，并且性能可靠、运行平稳，可满足大多数工程配套需求。但是，现有技术的多级旋涡泵结构比单级旋涡泵复杂许多，而且体积相对较大、重量偏重，这些不足之处对于陆地上多数工程配套可忽略，而对于舰船而言，因机舱空间相对狭窄，内置设备集成度高，故对配套设备有严格的轴向尺寸、占地面积、重量等方面的限制，所以现有技术的多级旋涡泵在舰船中常受条件限制，不能如愿地得到配套。
发明内容
本发明主要针对现有技术的高压旋涡泵占地面积大、重量大，不适合舰船机舱配套的问题，提出一种结构紧凑、简单，集成度高的径向串联式高压旋涡泵，该泵轴向尺寸小，重量轻，特别适合舰船机舱配套。
本发明通过下述技术方案实现技术目标。
径向串联式高压旋涡泵，它包括泵盖、泵体、叶轮、机械密封、轴承、泵轴、托架和联轴器。所述托架为卧姿支承架，内置轴向通孔配置两道相间的轴承是泵轴的定位支承。托架设有内孔的端面用于定位安装泵体。所述泵轴为一节直杆轴，从托架小端伸出的泵轴轴端定位安装联轴器，伸入泵体内孔中的泵轴轴端用于支承机械密封和叶轮。所述泵体为单级结构，在同一截面不同位置处分别设有径向伸出的进水口和出水口，泵体朝外端面由泵盖轴向密封组成旋涡泵结构。其改进之处在于：所述泵体在轴向截面居中位置上，设有2～4道由内向外依次加大尺寸的同心圆环形内凹流道，相邻内凹流道由预留的径向通道沟通，构成由内道内凹流道与外道内凹流道串联结构。所述叶轮由2～4道不同直径的叶片径向叠加成形，即同一轮毂上设有与泵体内置内凹流道数量、位置相匹配的叶片，每道叶片宽度等于泵体配对内凹流道的开口宽度，两者为间隙配合。
作为进一步改进方案，所述泵轴与叶轮的配合为间隙配合，构成叶轮可相对泵轴轴向位移的浮动支承结构。
作为进一步改进方案，所述泵体每道内凹流道开口两侧面均为垂直于泵轴的平端面，内置内凹流道的轴向截面形状相同，但轴向截面积由内向外依次缩小。
作为进一步改进方案，所述叶轮的叶片为径向结构，位于两则的叶片为对称排列，叶轮配置的每道叶片分别伸入泵体配对的内凹流道内。
本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：
1、因泵体内置的多道内凹流道处在同一截面上，易实现径向串联，此集成结构简单、制作容易；
2、相邻内凹流道径向串联通道短，液阻小，传输效率高；
3、由不同尺寸叶片径向叠加成形的叶轮与泵体内凹流道配合，除径向尺寸比同规格单级旋涡泵略有增加外，轴向尺寸与同规格单级旋涡泵相同，所以该泵占地面积比同规格多级高压旋涡泵小两倍，因此泵重量轻，特别符合舰船机舱对配套设备的安装要求。
附图说明
图1是本发明结构剖面示意图。
图2是图1A-A剖面示意图。
具体实施方式
下面根据附图并结合实施例，对本发明作进一步说明。
图1所示的径向串联式高压旋涡泵，它包括泵盖1、泵体2、叶轮3、机械密封4、轴承5、泵轴6、托架7和联轴器8。所述托架7是旋涡泵的支承架，本实施例中的托架7为卧姿支承架。托架7内置轴向通孔配置两道相间的轴承5，轴承5用于泵轴6的定位支承。托架7朝左的端面以内孔定位安装泵体2。所述泵轴6为一节直杆轴，从托架7右端伸出的泵轴6轴端用于定位安装联轴器8，伸入泵体2内孔中的泵轴6轴端用于支承机械密封4和叶轮3。为了确保叶轮3与泵体2内凹流道对中配合，泵轴6与叶轮3的配合为间隙配合，此种轴向可位移浮动结构便于叶轮3在泵轴6上相对于泵体2内置内凹流道对中就位。所述泵体2为单级结构，在同一截面不同位置处分别设有径向伸出的进水口2.1和出水口2.2，泵体2朝左端面由泵盖1轴向密封，由此构成旋涡泵结构。旋涡泵的性能主要取决泵体2内凹流道和叶轮3的结构参数及配对型式，本发明在单级泵体轴向截面居中位置上，共设有3道由内向外依次加大尺寸的同心圆环形内凹流道，内凹流道的轴向截面形状相同，但轴向截面积由内道向外道依次缩小，每道内凹流道开口两侧面均为垂直于泵轴6的平端面，该平端面与叶轮3两侧每道叶片之间预留端面间隙配合。为了实现泵体2内置内凹流道径向串联，相邻内凹流道之间设有径向通道，由此构成内道内凹流道与外道内凹流道增压输出的环路。所述叶轮3是泵体2的配套件，叶轮3两端面预置的叶片位置必须与泵体2内凹流道相匹配。本实施例因泵体2内置3道内凹流道，所以配套的叶轮3两端面也配置3道配对的叶片，叶片为径向结构，位于两侧的叶片对称排列，叶轮3配置的每道叶片分别伸入泵体2配对的内凹流道内，由于每道叶片宽度等于泵体2配对内凹流道的开口宽度，两者配合便形成旋涡泵室，而且是三道径向串联成一体化的旋涡泵室。
上述结构的径向串联式高压旋涡泵实施使用时，首先经联轴器8引入动力带动泵轴6和叶轮3高速旋转，促使泵体2内道内凹流道从进水口2.1处吸入水流，该水流经内置的三道旋涡泵室逐渐升压，从泵体2的出水口2.2处排出。
本发明在叶轮3上设有多道径向叠加的叶片，不同位置上的叶片对应泵体2配对的内凹流道。此种结构除径向尺寸比同规格卧式单级旋涡泵略有增加外，轴向尺寸与同规格卧式单级旋涡泵相同，所以该泵体积比同规格卧式多级旋涡泵小三分之二。由于泵结构简单，体积小，重量轻，完全满足舰船机舱配套要求。
Claims (4)
1.一种径向串联式高压旋涡泵，它包括泵盖（1）、泵体（2）、叶轮（3）、机械密封（4）、轴承（5）、泵轴（6）、托架（7）和联轴器（8）；所述托架（7）为卧姿支承架，内置轴向通孔配置两道相间的轴承（5）是泵轴（6）的定位支承，托架（7）设有内孔的端面用于定位安装泵体（2）；所述泵轴（6）为一节直杆轴，从托架（7）小端伸出的泵轴（6）轴端定位安装联轴器（8），伸入泵体（2）内孔中的泵轴（6）轴端用于支承机械密封（4）和叶轮（3）；所述泵体（2）为单级结构，在同一截面不同位置处分别设有径向伸出的进水口（2.1）和出水口（2.2），泵体（2）朝外端面由泵盖（1）轴向密封组成旋涡泵结构；其特征在于：所述泵体（2）在轴向截面居中位置上，设有2～4道由内向外依次加大尺寸的同心圆环形内凹流道，相邻内凹流道由预留的径向通道沟通，构成由内道内凹流道与外道内凹流道串联结构；所述叶轮（3）由2～4道不同直径的叶片径向叠加成形，即同一轮毂上设有与泵体（2）内置内凹流道数量、位置相匹配的叶片，每道叶片宽度等于泵体（2）配对内凹流道的开口宽度，两者为间隙配合。
2.根据权利要求1所述的径向串联式高压旋涡泵，其特征在于：所述泵轴（6）与叶轮（3）的配合为间隙配合，构成叶轮（3）可相对泵轴（6）轴向位移的浮动支承结构。
3.根据权利要求1所述的径向串联式高压旋涡泵，其特征在于：所述泵体（2）每道内凹流道开口两侧面均为垂直于泵轴（6）的平端面，内置内凹流道的轴向截面形状相同，但轴向截面积由内向外依次缩小。
4.根据权利要求1所述的径向串联式高压旋涡泵，其特征在于：所述叶轮（3）的叶片为径向结构，位于两则的叶片为对称排列，叶轮（3）配置的每道叶片分别伸入泵体（2）配对的内凹流道内。
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| CN114688077A (zh) * | 2021-12-06 | 2022-07-01 | 北京航天动力研究所 | 改善动静部件间隙密封效果的旋涡泵叶轮结构和旋涡泵 |
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2019
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