CN111412177A - 卧式多级渣浆泵 - Google Patents

Abstract

本发明公开了卧式多级渣浆泵，包括主轴、泵壳、进口部分和出口部分，所述泵壳的一侧为进口段，另一侧为出口段，还包括永磁推力装置和轴承部分，所述泵壳内腔对应两端分别设有永磁推力装置，所述永磁推力装置包括静盘、推力盘和安装在静盘和推力盘环形槽内的同极永磁体，所述静盘通过螺钉固定在泵壳上，所述推力盘固定在转子上；所述主轴两端分别通过轴承部分与泵壳连接。通过在泵壳内两端设置永磁推力装置，采用永磁推力装置利用永磁体同极相斥的原理，使得主轴与泵体产生一个向外的推力，使主轴处于平衡状态，所以能抵消轴向力并减少主轴的轴向窜动，提高泵运行的安全性和稳定性。

Description

卧式多级渣浆泵

技术领域

本发明涉及渣浆泵技术领域，具体地说是一种卧式多级渣浆泵。

背景技术

渣浆泵是指输送液体(水)中含有悬浮颗粒物的离心泵，广泛应用于矿山，电力、冶金、煤炭、环保等行业，用于输送含有固体颗粒的浆体，如冶金选矿厂矿浆输送，火电厂水力除灰、洗煤厂煤浆及重介输送，疏浚河道，河流清淤等。在化工产业，也可输送一些含有结晶的腐蚀性浆体。其工作原理是当叶轮高速旋转时，叶轮带动叶片间的浆体旋转，由于离心力的作用，浆体从叶轮中心被甩向叶轮外缘，动能也随之增加。当浆体进入泵壳后，由于泵壳中的流道逐渐扩大，浆体流速逐渐降低，一部分动能转变为静压能，于是浆体以较高的压强沿排出口流出。与此同时，叶轮中心处由于液体被甩出而形成一定的真空，而液面处的压强比叶轮中心处要高，因此，吸入管路的浆体在压差作用下进入泵内。

常用的渣浆泵一般为单级，但是单级渣浆泵的扬程有限，如果需要较高的扬程，需要数个单级渣浆泵串联或者采用多级渣浆泵。采用数个单级渣浆泵串联是目前最常采用的方案，但是这种方案有很明显的缺点，第一占用的面积过大，另一个是最后一级的渣浆泵需要承受很大的轴向力，会降低渣浆泵的使用寿命，甚至会造成安全事故。

轴向力的平衡是多级渣浆泵运行过程中普遍存在的问题。大部分的多级渣浆泵参考清水泵的设计方法使用平衡盘来平衡轴向力，但由于浆液的冲刷与磨蚀使平衡盘很快磨损。当平衡盘磨损时，轴向力将会急剧增加。平衡盘与平衡板在轴向力作用下靠在一起，急剧磨损，整个主轴部件轴向窜动，主轴部件上的叶轮等零件会与定子部件上的中段隔板和密封环等零件高速碰撞，导致叶轮报废、电动机轴承损坏等严重事故。

CN2276572公开了一种叶轮背对背对称布置的多级渣浆泵，理论上该渣浆泵可以完全平衡轴向力，但是由于多级渣浆泵的每一级的泄露量不完全相同，各级轮毂大小不同，所以轴向力并不能完全平衡，仍然需要推力轴承来承担剩余的轴向力。

发明内容

本发明的目的在于提供一种卧式多级渣浆泵，该渣浆泵通过设置永磁推装置能够平衡轴向力，减小主轴轴向窜动，提高泵运行的安全性和稳定性。

本发明解决其技术问题所采取的技术方案是：卧式多级渣浆泵，包括主轴、泵壳、进口部分和出口部分，所述泵壳的一侧为进口段，另一侧为出口段，还包括永磁推力装置和轴承部分，所述泵壳内腔对应两端分别设有永磁推力装置，所述永磁推力装置包括静盘、推力盘和安装在静盘和推力盘环形槽内的同极永磁体，所述静盘通过螺钉固定在泵壳上，所述推力盘固定在转子上；所述主轴两端分别通过轴承部分与泵壳连接。

进一步，所述泵壳内腔一端设有进口段一侧永磁推力装置，泵壳内腔的另一端设有出口段一侧永磁推力装置，所述进口段一侧永磁推力装置包括进口段一侧静盘、进口段一侧推力盘和永磁体，所述进口段一侧静盘和进口段一侧推力盘均设有安装永磁体的环形槽；所述进口段一侧永磁推力装置和出口段一侧永磁推力装置结构相同。

进一步，所述永磁体为扇形沿圆周嵌在静盘或推力盘的环形槽中，所述静盘环形槽内的永磁体径向尺寸大于推力盘环形槽内永磁体的径向尺寸，且静盘内圈平面高于永磁体环平面。

进一步，所述进口部分包括进口段、进口段一侧密封箱、叶轮和首级密封环，进口段一侧密封箱包括进口段一侧填料压盖、进口段一侧填料和O型密封圈，所述叶轮包括首级叶轮和次级叶轮，所述首级叶轮和次级叶轮通过轴肩定位，且通过键和圆螺母连接固定在主轴，首级叶轮和次级叶轮的背盖板上均设有背叶片。

进一步，所述背叶片通过螺钉安装在首级叶轮和次级叶轮的后盖板上，所述背叶片为长条梯形，叶片个数为5～7个。

进一步，所述背叶片长度为115mm～180mm，所述后盖板的半径为130mm～220mm，背叶片的长度与后盖板的半径比为0.8～0.9。

进一步，所述主轴一端通过第一轴承与泵壳连接，主轴另一端通过第二轴承与泵壳连接，所述泵壳一端设有进口段一侧端盖，另一端设有出口段一侧端盖。

进一步，所述第一轴承和第二轴承均为径向滑动轴承。

进一步，所述永磁体的材料为NFeB-38SH

本发明的有益效果是：

1、通过在泵壳内两端设置永磁推力装置，采用永磁推力装置利用永磁体同极相斥的原理，使得主轴与泵体产生一个向外的推力，使主轴处于平衡状态，所以能抵消轴向力并减少主轴的轴向窜动，提高泵运行的安全性和稳定性。

2、由于在叶轮后盖板上安装有背叶片，背叶片强迫液体旋转，能够有效改善叶轮两侧压力分布减少轴向力，背叶片通过螺钉安装在后盖板上，便于在背叶片磨损后拆卸和安装。

3、由于永磁体存在脆性大，韧性小的缺点，为了防止磁环受热开裂和磁环在充磁过程中受磁场力作用而开裂，将永磁体制成扇形，沿轴向均匀充磁，沿圆周分布在静盘和推力盘中的卡槽中形成完整的磁环。

附图说明

图1是本发明的一种卧式多级渣浆泵结构示意图；

图2是永磁推力装置静盘结构示意图；

图3为永磁推力装置推力盘结构示意图；

图4是本发明的叶轮背叶片安装示意图。

图中：

1-主轴；2-进口段一侧端盖；3-第一轴承滑动轴承；4-泵壳；5-螺栓I；6-进口段一侧静盘；7-进口段一侧推力盘；8-螺钉I；9-进口段一侧填料；10-密封环；11-首段；12-首级叶轮；13-背叶片；14-中段；15-出口段；16-末段；17-出口段一侧填料；18-出口段一侧推力盘；19-出口段一侧静盘；20-螺栓II；21-螺钉II；22-第二轴承滑动轴承；23-出口段一侧端盖；24-螺栓III；25-圆螺母I；26-永磁体I；27-出口段一侧填料压盖；28-O型密封圈I；29-轴套I；30-次级叶轮；31-轴套II；32-进口段；33-O型密封圈II；34-进口段一侧填料压盖；35-永磁体II；36-圆螺母II；37-螺栓IV。

具体实施方式

参照说明书附图对本发明的卧式多级渣浆泵作以下详细说明。

如图1所示，本发明的卧式多级渣浆泵，包括主轴1、泵壳4、进口部分和出口部分，所述泵壳4的一侧为进口段32，另一侧为出口段15，还包括永磁推力装置和轴承部分，所述泵壳4内腔对应两端分别设有永磁推力装置，所述永磁推力装置包括静盘、推力盘和安装在静盘和推力盘环形槽内的同极永磁体，静盘和推力盘上设有环形卡槽，沿卡槽圆周嵌有扇形永磁体，所述永磁体的材料为NFeB-38SH。采用永磁推力装置，利用永磁体同极相斥的原理，使得主轴与泵体产生一个向外的推力，使主轴处于平衡状态，利用同极永磁体产生的斥力抵消主轴上的轴向力，所以能抵消轴向力并减少主轴的轴向窜动，提高泵运行的安全性和稳定性。所述静盘通过螺钉固定在泵壳上，所述推力盘通过平键和进口段一侧圆螺母固定在转子上。

所述泵壳4内腔一端设有进口段一侧永磁推力装置，泵壳内腔的另一端设有出口段一侧永磁推力装置，所述进口段一侧永磁推力装置包括进口段一侧静盘6、进口段一侧推力盘7和永磁体I26，所述进口段一侧静盘6通过-螺栓I5和螺钉I8固定在泵壳4上，所述进口段一侧推力盘通过平键和进口段一侧圆螺母II36固定在转子上。所述进口段一侧静盘和进口段一侧推力盘均设有安装永磁体的环形槽。所述出口段一侧永磁推力装置包括出口段一侧推力盘18、出口段一侧静盘19和永磁体II35，所述出口段一侧静盘19通过螺栓II20和螺钉II21固定在泵壳4上，所述进口段一侧推力盘通过平键和进口段一侧圆螺母I25固定在转子上。

所述出口段一侧静盘19和出口段一侧推力盘18均设有安装永磁体的环形槽。所述永磁体为扇形沿圆周嵌在进口段一侧静盘和进口段一侧推力盘的环形槽中，进口段一侧静盘的永磁体径向尺寸大于进口段一侧推力盘上永磁体的径向尺寸，静盘内圈平面高于永磁体环平面。所述进口段一侧永磁推力装置和出口段一侧永磁推力装置结构相同。

所述进口部分包括进口段32、进口段一侧密封箱、叶轮和首级密封环，密封箱包括进口段一侧填料压盖34、进口段一侧填料9和O型密封圈II33。所述叶轮包括首级叶轮12和次级叶轮30，所述首级叶轮12和次级叶轮30通过轴肩定位，再通过键和圆螺母连接固定在主轴1。首级叶轮和次级叶轮的背盖板上均设有背叶片13，叶轮后盖板上安装有背叶片，背叶片强迫液体旋转，能够有效改善叶轮两侧压力分布减少轴向力，背叶片通过螺钉安装在后盖板上，便于在背叶片磨损后拆卸和安装。工作介质由首段11的首级叶轮12吸入，经流道传递到次级叶轮30，次级叶轮30加压后通过中段14进入出口。出口部分包括出口段15和出口段一侧密封箱、出口段一侧填料17、末段16和O型密封圈I28，密封箱与进口端一侧密封箱相同。

图2为永磁推力装置的结构示意图，由于永磁体存在脆性大，韧性小的缺点，为了防止磁环受热开裂和磁环在充磁过程中受磁场力作用而开裂，所以将磁钢制作成扇形，沿轴向均匀充磁，沿圆周分布在静盘和推力盘中的卡槽中形成完整的磁环。静环的径向尺寸大于推力环径向尺寸，能消除推力环径向上的不稳定性，使推力环所受径向力基本平衡。永磁体材料NFeB-38SH，其具有较高的磁积能，根据温度范围也能满足多级泵的使用要求，又具有良好的经济性。

背叶片13通过螺钉安装在后盖板上，便于在磨损后拆卸和安装，背叶片为长条梯形，背叶片宽度沿叶轮径向方向逐渐变宽，结构简单，平衡轴向力效果好。一个叶轮安装叶片数5～7片，所述背叶片长度为115mm～180mm，所述后盖板的半径为130mm～220mm，背叶片的长度与后盖板的半径比为0.8～0.9。

主轴1一端通过第一轴承3与泵壳4连接，主轴另一端通过第二轴承22与泵壳4连接，所述泵壳4一端设有进口段一侧端盖2，所述进口段一端端盖通过螺栓IV37与泵壳4连接；另一端设有出口段一侧端盖23，所述出口段一侧端盖通过螺栓III24与泵壳连接。所述第一轴承3和第二轴承22均为径向滑动轴承，主轴在运转时径向产生液压悬浮，实现无接触传动，从而减小振动，消除噪音，提高多级泵的使用寿命。

当泵工作时工作介质由首级叶轮12吸入，经过次级叶轮30加压进入出口，工作介质在经过首级叶轮12和次级叶轮30时会产生一个指向进口段32一侧的轴向力，主轴1会向进口段32一侧移动，此时出口段一侧永磁推力装置两永磁体间的间隙增大，排斥力减少；而进口段一侧永磁推力装置的两永磁体间的间隙增大，排斥力增大，使得主轴产生了一个背向进口段32一侧的推力，从而主轴将背向进口段32一侧移动，最终排斥力与轴向力大小相等，使主轴平衡。采用永磁推力装置能平衡轴向力，减少主轴的轴向窜动，提高泵运行的稳定性与安全性。

本发明的渣浆泵在传统多级泵基础上在每一级叶轮的后盖板上都安装有背叶片，利用背叶片平衡一部分轴向力。同时在泵两端各布置一对永磁推力装置，永磁推力装置由静盘和推力盘组成，静盘和推力盘上有环形卡槽，沿卡槽圆周嵌有扇形永磁体，静盘与推力盘嵌入的同极永磁体，利用同极永磁体产生的斥力抵消主轴上的轴向力，同时也减小主轴的轴向窜动，增加了多级泵在工作中的安全性与稳定性。

以上所述，只是用图解说明本发明的一些原理，本说明书并非是要将本发明局限在所示所述的具体结构和适用范围内，故凡是所有可能被利用的相应修改以及等同物，均属于本发明所申请的专利范围。

除说明书所述技术特征外，其余技术特征均为本领域技术人员已知技术。

Claims (9)

1.卧式多级渣浆泵，包括主轴、泵壳、进口部分和出口部分，所述泵壳的一侧为进口段，另一侧为出口段，其特征是，还包括永磁推力装置和轴承部分，所述泵壳内腔对应两端分别设有永磁推力装置，所述永磁推力装置包括静盘、推力盘和安装在静盘和推力盘环形槽内的同极永磁体，所述静盘通过螺钉固定在泵壳上，所述推力盘固定在转子上；所述主轴两端分别通过轴承部分与泵壳连接。

2.根据权利要求1所述的卧式多级渣浆泵，其特征是，所述泵壳内腔一端设有进口段一侧永磁推力装置，泵壳内腔的另一端设有出口段一侧永磁推力装置，所述进口段一侧永磁推力装置包括进口段一侧静盘、进口段一侧推力盘和永磁体，所述进口段一侧静盘和进口段一侧推力盘均设有安装永磁体的环形槽；所述进口段一侧永磁推力装置和出口段一侧永磁推力装置结构相同。

3.根据权利要求1所述的卧式多级渣浆泵，其特征是，所述永磁体为扇形沿圆周嵌在静盘或推力盘的环形槽中，所述静盘环形槽内的永磁体径向尺寸大于推力盘环形槽内永磁体的径向尺寸，且静盘内圈平面高于永磁体环平面。

4.根据权利要求1所述的卧式多级渣浆泵，其特征是，所述进口部分包括进口段、进口段一侧密封箱、叶轮和首级密封环，进口段一侧密封箱包括进口段一侧填料压盖、进口段一侧填料和O型密封圈，所述叶轮包括首级叶轮和次级叶轮，所述首级叶轮和次级叶轮通过轴肩定位，且通过键和圆螺母连接固定在主轴，首级叶轮和次级叶轮的背盖板上均设有背叶片。

5.根据权利要求4所述的卧式多级渣浆泵，其特征是，所述背叶片通过螺钉安装在首级叶轮和次级叶轮的后盖板上，所述背叶片为长条梯形，叶片个数为5～7个。

6.根据权利要求5所述的卧式多级渣浆泵，其特征是，所述背叶片长度为115mm～180mm，所述后盖板的半径为130mm～220mm，背叶片的长度与后盖板的半径比为0.8～0.9。

7.根据权利要求1所述的卧式多级渣浆泵，其特征是，所述主轴一端通过第一轴承与泵壳连接，主轴另一端通过第二轴承与泵壳连接，所述泵壳一端设有进口段一侧端盖，另一端设有出口段一侧端盖。

8.根据权利要求6所述的卧式多级渣浆泵，其特征是，所述第一轴承和第二轴承均为径向滑动轴承。

9.根据权利要求1所述的卧式多级渣浆泵，其特征是，所述永磁体的材料为NFeB-38SH。

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