CN111765098A - 分段式井用潜水泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种分段式井用潜水泵，包括安装有多级叶轮组件和泵轴的上泵体和下泵体，及将它们联接一起的联接座和联轴器，上泵体上端部安装有出水泵头，下泵体下端部安装有入水座，联接座包括环形连接盘和环形连接座及螺栓，其中环形连接盘端面上具有盲孔式螺孔，环形连接座两端分别具有联接法兰和固定凸缘，联接法兰上具有与盲孔式螺孔匹配的螺栓孔，上泵体下端和下泵体上端的任一个泵体外壳端部与环形连接盘嵌接固定，另一个泵体外壳端部与环形连接座的固定凸缘嵌接固定；本结构上泵体的轴向压力传递给联接座和下泵体外壳承担，多级叶轮组件可叠加更多叶轮，而联接座强度也足够，具有联接部位强度高，能防止折弯断裂损坏，进一步提高扬程的有益效果。

Description

分段式井用潜水泵
技术领域
本发明涉及到一种多级叶轮的井用潜水泵，尤其是一种分段式井用潜水泵。
背景技术
井用潜水泵是一种从深井或深水区抽水上来输送出去的多级叶轮离心泵。流量扬程是主要技术参数，随着使用环境和成本要求，小直径扬程高的泵需求越来越大，通常较低成本的小直径井用潜水泵都是采用塑料叶轮制造，而塑料叶轮受到强度不足限制，在高扬程时，最底下一级叶轮蜗壳因受到最大压力，容易爆裂损坏，一般采用提高塑料叶轮和蜗壳的强度去解决，但扬程提高也有限，成本也较高，为此也有采用分段式井用潜水泵，将两段泵体联接一起，能够将叶轮级数增加，大大提高扬程。但是由于两段泵体联接加长后，变得刚性不足，联接部位容易折弯断裂破坏，所以，如何防止联接部位折弯断裂损坏，是目前需要解决的技术问题。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种联接部位强度高，能防止折弯断裂损坏，进一步提高扬程的分段式井用潜水泵。
本发明分段式井用潜水泵的技术方案是：包括其内安装有多级叶轮组件及泵轴的上泵体和下泵体，以及将它们联接一起的联接座和联轴器，其中上泵体上端部安装有出水泵头，下泵体下端部安装有入水座，其特点是：所述的联接座包括一个环形连接盘和一个环形连接座以及将它们联接一起的螺栓，其中，环形连接盘端面上具有若干圆周均匀分布的盲孔式螺孔，环形连接座两端分别具有联接法兰和固定凸缘，所述联接法兰上具有与环形连接盘端面上的盲孔式螺孔匹配的螺栓孔，上泵体下端和下泵体上端的任一个泵体外壳端部与环形连接盘嵌接固定，另一个泵体外壳端部与环形连接座的固定凸缘嵌接固定。
作为本发明的优选技术方案之一是：所述的环形连接盘和固定凸缘与泵体外壳端部嵌接固定是通过焊接方式固定。
作为本发明的优选技术方案之二是：所述的联轴器包括主联轴套和副联轴套，以及藏于主联轴套内与一个泵轴端面联接一起的垫圈和螺栓，所述主联轴套和副联轴套均有与泵轴端部套接固定的中心孔，其中副联轴套固定嵌装在主联轴套内一端，其内部端面与垫圈接触，所述的泵轴为六角轴，中心孔为六角孔，相互匹配。
作为本发明的优选技术方案之三是：所述上泵体的泵轴在安装联轴器位置上方，设置一个定位支承凹槽，该定位支承凹槽上安装有一个支承座，所述支承座包括安装在定位支承凹槽内的一对半圆环内扣和套住该半圆环内扣锁紧的圆柱外套。
作为本发明的优选技术方案之四是：所述的多级叶轮组件由多个叶轮组和多个间隔于叶轮组之间的轴承座轴向叠加而成，所述轴承座内安装有滑动轴承，对应泵轴位置安装有轴套与该滑动轴承匹配，所述叶轮组包括叶轮、导流壳、导流盖，所述导流壳的底端外圆周具有内凹台阶式止口环，所述叶轮置于导流盖内，导流壳置于叶轮上方，并使其内凹台阶式止口环外壁圆柱面嵌接于导流盖上端的环接口内壁内，所述导流盖上端的环接口是一种内折弯环接口，该内折弯环接口的内壁表面与内凹台阶式止口环外壁圆柱面紧密配合嵌接，并且该内折弯环接口端面支承着导流壳的底平面。
作为本发明的优选技术方案之四的再优选之一是：所述内折弯环接口是一种L形内折弯环接口，其端部是圆柱状。
作为本发明的优选技术方案之四的再优选之二是：所述内折弯环接口是一种C形内折弯环接口，其端面是环平面。
本发明的有益效果是：本发明的分段式井用潜水泵采用了一个联接座用螺栓将上泵体和下泵体联接起来，泵轴用联轴器联接起来，该联接座的环形连接盘和环形连接座分别固定在上泵体和下泵体的泵体外壳上，水流通过下泵体的多级叶轮组件加压后再通过联接座进入上泵体二次加压，提高扬程输出，其中上泵体和下泵体的最底级叶轮承受轴向压力最大，由于井用潜水泵是吊在出水泵头上悬挂安装使用的，上泵体的最底级叶轮轴向压力传递给联接座以及上泵体外壳和下泵体的泵轴一起承担，不会叠加到下泵体的多级叶轮组件上，而下泵体的最底级叶轮轴向压力通过下泵体入水座传递给下泵体外壳、联接座、上泵体外壳一起承担，所以最大轴向受力部位在于上泵体外壳及与其上下联接的出水泵头和联接座，下泵体最底级叶轮仅承受本泵体的轴向压力，大大减少损坏机会，因此在叶轮材质强度和结构设计不变的情况下，分段式井用潜水泵能够比单泵体井用潜水泵的多级叶轮组件可叠加更多级的叶轮，进一步提高了扬程，而联接座的结构刚性和强度设计都较泵体外壳高，联接座与上泵体和下泵体的泵体外壳联接牢固，如采用嵌接后焊接固定，其强度更好，不会产生折弯断裂损坏，同时，叶轮组可通过改善导流盖与导流壳嵌接端口的支承能力，进一步加强叶轮组的强度和可增加叶轮叠加级数，所以本发明具有联接部位强度高，能防止折弯断裂损坏，进一步提高扬程的有益效果。
附图说明
下面结合附图对本发明的分段式井用潜水泵作更详细的说明。
图1是本发明分段式井用潜水泵的剖视图。
图2是图1中K局部放大图。
图3是本发明分段式井用潜水泵中环形连接座的主视图。
图4是图3的A-A向剖视图。
图5是图3的B-B向剖视图。
图6是本发明分段式井用潜水泵中环形连接盘的主视图。
图7是图6的C-C向剖视图。
图8是图6的D-D向剖视图。
图9是本发明分段式井用潜水泵中联轴器的剖视图。
图10是图9的右视图。
图11是图9的左视图。
图12是图2中H局部支承座部位放大图。
图13是本发明分段式井用潜水泵中支承座的圆柱外套剖视图。
图14是本发明分段式井用潜水泵中支承座的一对半圆环内扣主视图。
图15是图14的俯视图。
图16是本发明分段式井用潜水泵中叶轮组的剖视图。
图17是本发明分段式井用潜水泵中叶轮组的导流盖剖视图。
图18是本发明分段式井用潜水泵中叶轮组多级叠加状态的剖视图。
图19是本发明分段式井用潜水泵中另一形式叶轮组的剖视图。
图20是本发明分段式井用潜水泵中另一形式叶轮组的导流盖剖视图。
图中显示：上泵体1，出水泵头11，下泵体2，入水座21，多级叶轮组件3，叶轮组31，叶轮311，导流壳312，导流盖313，内凹台阶式止口环314，内折弯环接口315，轴承座32，滑动轴承321，轴套322，泵轴4，定位支承凹槽41，联接座5，环形连接盘51，盲孔式螺孔511，环形连接座52，联接法兰521，固定凸缘522，螺栓孔523，螺栓53，联轴器6，主联轴套61，副联轴套62，垫圈63，螺栓64，中心孔65，支承座7，半圆环内扣71，圆柱外套72。
具体实施方式
由图1-20所示，本发明分段式井用潜水泵的实施方式是：包括其内安装有多级叶轮组件3及泵轴4的上泵体1和下泵体2，以及将它们联接一起的联接座5和联轴器6，其中上泵体1上端部安装有出水泵头11，下泵体2下端部安装有入水座21，由图2-8所示，所述的联接座5包括一个环形连接盘51和一个环形连接座52以及将它们联接一起的螺栓53，其中，环形连接盘51端面上具有若干圆周均匀分布的盲孔式螺孔511，环形连接座52两端分别具有联接法兰521和固定凸缘522，所述联接法兰521上具有与环形连接盘51端面上的盲孔式螺孔511匹配的螺栓孔523，上泵体1下端和下泵体2上端的任一个泵体外壳端部与环形连接盘51嵌接固定，另一个泵体外壳端部与环形连接座52的固定凸缘522嵌接固定，它们的嵌入端承接着多级叶轮组件3的端部轴承座连接一起。本实施例中，环形连接盘51和环形连接座52分别是一体铸造成型，可以铸铁或精铸不锈钢，上泵体1和下泵体2联接时，是通过螺栓53穿过联接法兰521的螺栓孔523与环形连接盘51的盲孔式螺孔511联接一起，同时联轴器6也将上下泵轴4联接一起。
由图2所示，作为本发明的优选实施方式之一是：所述的环形连接盘51和固定凸缘522与泵体外壳端部嵌接固定是通过焊接方式固定。本实施例中，环形连接盘51和固定凸缘522与泵体外壳端部嵌接部位有止口顶住泵体外壳端面定位，然后再环形焊接牢固，这样除了增加固定强度外还能防止泵体外壳端部受轴向压力变形而破损。
由图1-2、9-11所示，作为本发明的优选实施方式之二是：所述的联轴器6包括主联轴套61和副联轴套62，以及藏于主联轴套61内与一个泵轴4端面联接一起的垫圈63和螺栓64，所述主联轴套61和副联轴套62均有与泵轴4端部套接固定的中心孔65，其中副联轴套62固定嵌装在主联轴套61内一端，其内部端面与垫圈63接触，所述的泵轴4为六角轴，中心孔65为六角孔，相互匹配。本实施例中，由图9所示，在副联轴套62与主联轴套61嵌接逢位置可以用一颗轴向螺钉锁定防止松脱，上泵体1和下泵体2其中一个泵轴4端部套接于主联轴套61的中心孔65内，然后通过垫圈63和螺栓64固定，另一个泵轴4端部在联接上泵体1和下泵体2时，套接于副联轴套62的中心孔65内即可，因泵轴4为六角轴与中心孔65为六角孔，相互匹配传递扭矩。
由图1-2、12-15所示，作为本发明的优选实施方式之三是：所述上泵体1的泵轴4在安装联轴器6位置上方，设置一个定位支承凹槽41，该定位支承凹槽41上安装有一个支承座7，所述支承座7包括安装在定位支承凹槽41内的一对半圆环内扣71和套住该半圆环内扣71锁紧的圆柱外套72。本实施例中，由图12所示，一对半圆环内扣71是部分藏在定位支承凹槽41内，通过圆柱外套72套住将它固定，同时该圆柱外套72上端面支承着上泵体1的多级叶轮组件3，协助多级叶轮组件3组装间隙调节，也是将上泵体1的多级叶轮组件3工作时施加的压力分担给下泵体2的泵轴4，减少上泵体1对下泵体2的多级叶轮组件3压力冲击，从而减少底级叶轮的损坏。
由图1-2、16-20所示，作为本发明的优选实施方式之四是：所述的多级叶轮组件3由多个叶轮组31和多个间隔于叶轮组之间的轴承座32轴向叠加而成，所述轴承座32内安装有滑动轴承321，对应泵轴4位置安装有轴套322与该滑动轴承321匹配，由图16-20所示，所述叶轮组31包括叶轮311、导流壳312、导流盖313，所述导流壳312的底端外圆周具有内凹台阶式止口环314，所述叶轮311置于导流盖313内，导流壳312置于叶轮311上方，并使其内凹台阶式止口环314外壁圆柱面嵌接于导流盖313上端的环接口内壁内，所述导流盖313上端的环接口是一种内折弯环接口315，该内折弯环接口315的内壁表面与内凹台阶式止口环314外壁圆柱面紧密配合嵌接，并且该内折弯环接口315端面支承着导流壳312的底平面。本实施例中，轴承座32可为注塑件，滑动轴承321可为水润滑橡胶轴承，轴套322为金属套与泵轴4固定，叶轮311、导流壳312可为注塑件，导流盖313可为金属冲压件，所述内折弯环接口315可通过滚压工艺成形，其形状各异，能进一步加强导流盖313上端环接口圆周边缘强度，防止被导流壳312下压导致涨开破裂，从而提高叶轮组31承载能力，能进一步增加叶轮叠加级数和提高水泵扬程，尤其适合高扬程井用潜水泵选用。
由图16-18所示，作为本发明的优选实施方式之四的再优选之一是：所述内折弯环接口315是一种L形内折弯环接口，其端部是圆柱状。本实施例中，是一种滚压工艺成形比较简单易实现且成本较低的环接口形状，变形过渡圆滑，同时可保证内折弯环接口315的内壁表面足够大，与内凹台阶式止口环314外壁圆柱面紧密配合嵌接，支承能力加强。
由图19-20所示，作为本发明的优选实施方式之四的再优选之二是：所述内折弯环接口315是一种C形内折弯环接口，其端面是环平面。本实施例中，也是一种滚压工艺成形比较简单易实现且成本较低的环接口形状，变形过渡圆滑，在L形内折弯环接口基础上在其端部再折弯形成C形内折弯环接口，其强度更加高，且对导流壳312底面支承面积加大，支承能力更强。
由图1所示，本发明的分段式井用潜水泵采用了一个联接座5用螺栓53将上泵体1和下泵体2联接起来，泵轴4用联轴器6联接起来，该联接座5的环形连接盘51和环形连接座分52别固定在上泵体1和下泵体2的泵体外壳上，水流通过下泵体2的多级叶轮组件3加压后再通过联接座5进入上泵体1二次加压，提高扬程输出，其中上泵体1和下泵体2的最底级叶轮承受轴向压力最大，由于井用潜水泵是吊在出水泵头11上悬挂安装使用的，上泵体1的最底级叶轮轴向压力传递给联接座5以及上泵体1外壳和下泵体2泵轴4一起承担，不会叠加到下泵体2的多级叶轮组件3上，而下泵体2的最底级叶轮轴向压力通过下泵体2入水座21传递给下泵体2外壳、联接座5、上泵体1外壳一起承担，所以最大轴向受力部位在于上泵体1外壳及与其上下联接的出水泵头11和联接座5，下泵体2最底级叶轮仅承受本泵体的轴向压力，大大减少损坏机会，因此在叶轮材质强度和结构设计不变的情况下，分段式井用潜水泵能够比单泵体井用潜水泵的多级叶轮组件3可叠加更多级的叶轮，进一步提高了扬程，而联接座5的结构刚性和强度设计都较泵体外壳高，联接座5与上泵体1和下泵体2的泵体外壳联接牢固，如采用嵌接后焊接固定，其强度更好，不会产生折弯断裂损坏，同时，由图16-20所示，叶轮组31可通过改善导流盖313与导流壳312嵌接端口的支承能力，进一步加强叶轮组31的强度和可增加叶轮叠加级数，所以本发明具有联接部位强度高，能防止折弯断裂损坏，进一步提高扬程的有益效果。
以上所述只是本发明优选的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制，只要是以基本相同的手段实施本发明的目的，都应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种分段式井用潜水泵，包括其内安装有多级叶轮组件(3)及泵轴(4)的上泵体(1)和下泵体(2)，以及将它们联接一起的联接座(5)和联轴器(6)，其中上泵体(1)上端部安装有出水泵头(11)，下泵体(2)下端部安装有入水座(21)，其特征在于：所述的联接座(5)包括一个环形连接盘(51)和一个环形连接座(52)以及将它们联接一起的螺栓(53)，其中，环形连接盘(51)端面上具有若干圆周均匀分布的盲孔式螺孔(511)，环形连接座(52)两端分别具有联接法兰(521)和固定凸缘(522)，所述联接法兰(521)上具有与环形连接盘(51)端面上的盲孔式螺孔(511)匹配的螺栓孔(523)，上泵体(1)下端和下泵体(2)上端的任一个泵体外壳端部与环形连接盘(51)嵌接固定，另一个泵体外壳端部与环形连接座(52)的固定凸缘(522)嵌接固定。
2.根据权利要求1所述的分段式井用潜水泵，其特征在于：所述的环形连接盘(51)和固定凸缘(522)与泵体外壳端部嵌接固定是通过焊接方式固定。
3.根据权利要求1所述的分段式井用潜水泵，其特征在于：所述的联轴器(6)包括主联轴套(61)和副联轴套(62)，以及藏于主联轴套(61)内与一个泵轴(4)端面联接一起的垫圈(63)和螺栓(64)，所述主联轴套(61)和副联轴套(62)均有与泵轴(4)端部套接固定的中心孔(65)，其中副联轴套(62)固定嵌装在主联轴套(61)内一端，其内部端面与垫圈(63)接触，所述的泵轴(4)为六角轴，中心孔(65)为六角孔，相互匹配。
4.根据权利要求1所述的分段式井用潜水泵，其特征在于：所述上泵体(1)的泵轴(4)在安装联轴器(6)位置上方，设置一个定位支承凹槽(41)，该定位支承凹槽(41)上安装有一个支承座(7)，所述支承座(7)包括安装在定位支承凹槽(41)内的一对半圆环内扣(71)和套住该半圆环内扣(71)锁紧的圆柱外套(72)。
5.根据权利要求1所述的分段式井用潜水泵，其特征在于：所述的多级叶轮组件(3)由多个叶轮组(31)和多个间隔于叶轮组之间的轴承座(32)轴向叠加而成，所述轴承座(32)内安装有滑动轴承(321)，对应泵轴(4)位置安装有轴套(322)与该滑动轴承(321)匹配，所述叶轮组(31)包括叶轮(311)、导流壳(312)、导流盖(313)，所述导流壳(312)的底端外圆周具有内凹台阶式止口环(314)，所述叶轮(311)置于导流盖(313)内，导流壳(312)置于叶轮(311)上方，并使其内凹台阶式止口环(314)外壁圆柱面嵌接于导流盖(313)上端的环接口内壁内，所述导流盖(313)上端的环接口是一种内折弯环接口(315)，该内折弯环接口(315)的内壁表面与内凹台阶式止口环(314)外壁圆柱面紧密配合嵌接，并且该内折弯环接口(315)端面支承着导流壳(312)的底平面。
6.根据权利要求5所述的井用潜水泵叶轮组件，其特征在于：所述内折弯环接口(315)是一种L形内折弯环接口，其端部是圆柱状。
7.根据权利要求5所述的井用潜水泵叶轮组件，其特征在于：所述内折弯环接口(315)是一种C形内折弯环接口，其端面是环平面。
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