CN111810412B - 同向序叶轮布置非悬臂式磁力驱动泵 - Google Patents

同向序叶轮布置非悬臂式磁力驱动泵 Download PDF

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Abstract

本发明涉及磁力驱动泵技术领域，提供一种同向序叶轮布置非悬臂式磁力驱动泵，包括：依次固定连接的二次压力壳体、泵体、连接壳体、轴承箱体；泵轴上安装多个叶轮；多个叶轮可分为前段叶轮组和后段叶轮组，前段叶轮组和后段叶轮组之间设置轴承体；泵体后面安装有泵盖体，泵体内设置静平衡盘环、动平衡盘环、第二推力轴承和第二滑动轴承；静平衡盘环安装于泵盖体上，动平衡盘环安装于最末级的叶轮上；第二推力轴承和第二滑动轴承套在泵轴上，第二推力轴承和第二滑动轴承接触；所述第二滑动轴承安装在泵盖体上；在泵盖体和连接壳体之间设置隔离套组件；所述连接壳体内设置外磁驱动组件。本发明能够提升磁力驱动泵工作稳定性和安全性。

Description

同向序叶轮布置非悬臂式磁力驱动泵
技术领域
本发明涉及磁力驱动泵技术领域，尤其涉及一种同向序叶轮布置非悬臂式磁力驱动泵。
背景技术
磁力驱动泵广泛应用石油、石化、核电等高危流体输送领域。磁力驱动泵一般由泵头(单级或多级)、磁力驱动耦合器、隔离套组件、驱动机等构成，泵的内磁转子和叶轮组成转子组件，由外磁驱动组件无接触驱动，外磁驱动组件由驱动轴通过机械联轴器与驱动机刚性连接，从而实现驱动机对于泵的无接触动力传输，内外磁力驱动组件中间隔由高强度金属或者非金属套，密封传输的流体，相关密封件之间采用垫片静密封，原理上保证输送的流体不泄漏。
但是，传统的高扬程离心泵的背靠背布置叶轮结构模式，一般磁力驱动离心泵结合普通离心泵以及磁力耦合器形成特殊的无轴封型磁力驱动离心泵，这类离心泵具有普通离心泵自身的结构问题。现有技术的高扬程磁力驱动泵，必须同时处理磁力耦合器的散热问题，离心泵泵头产生的轴向力不平衡及径向力等问题，如果不对泵头轴向力进行处理，将造成运行过程损坏滑动轴承，进而由于高速旋转的转子会产生短时高温集聚，产生汽蚀破坏及烧毁磁力耦合器转子，短时局部过热还可能会造成磁力耦合器转子材料永久性退磁。
发明内容
本发明主要解决现有技术的高扬程磁力驱动泵产生的轴向力和径向力不平衡，使离心泵泵头产生的轴向力得以动态平衡，以及高压介质在隔离套内循环散热及润滑滑动轴承的等技术问题，本发明提出一种同向序叶轮布置非悬臂式磁力驱动泵，以提升磁力驱动泵工作稳定性和安全性。
本发明提供一种同向序叶轮布置非悬臂式磁力驱动泵，包括：依次固定连接的二次压力壳体(1)、泵体(13)、连接壳体(17)、轴承箱体(24)；
所述二次压力壳体(1)内设置泵轴(5)；所述泵轴(5)的一端设置吸入端盖(2)，另一端设置在连接壳体(17)中；所述泵轴(5)上安装多个叶轮(4)；
多个叶轮(4)可分为前段叶轮组和后段叶轮组，前段叶轮组和后段叶轮组之间设置轴承体(8)，所述轴承体(8)与第一滑动轴承(7)固定连接；所述第一滑动轴承(7)与第一推力轴承(6)接触，所述第一推力轴承(6)和第一滑动轴承(7)分别套设在泵轴(5)上；
所述泵体(13)后面安装有泵盖体，所述泵体(13)内设置静平衡盘环(11)、动平衡盘环(12)、第二推力轴承(14)和第二滑动轴承(15)；所述静平衡盘环(11)安装于泵盖体上，所述动平衡盘环(12)安装于最末级的叶轮(4)上；所述第二推力轴承(14)和第二滑动轴承(15)套在泵轴(5)上，所述第二推力轴承(14)和第二滑动轴承(15)接触；所述第二滑动轴承(15)安装在泵盖体上；在泵盖体和连接壳体(17)之间设置隔离套组件(16)；
所述连接壳体(17)内设置外磁驱动组件(18)；所述外磁驱动组件(18)内设置第三滑动轴承(19)、第三推力轴承(20)、内磁转子组件(21)和平衡副叶轮(22)；所述第三滑动轴承(19)、第三推力轴承(20)和内磁转子组件(21)分别套设在泵轴(5)上，所述第三滑动轴承(19)和第三推力轴承(20)接触，所述第三推力轴承(20)安装在泵盖体上；所述平衡副叶轮(22)通过内磁转子组件(21)安装在泵轴(5)的端部；
所述轴承箱体(24)内设置传动轴(26)；所述传动轴(26)与外磁驱动组件(18)固定连接。
优选的，所述吸入端盖(2)与泵中段壳体(3)固定连接，所述泵中段壳体(3)的数量为多个，泵中段壳体(3)设置在二次压力壳体(1)内；所述泵中段壳体(3)的数量与叶轮(4)数量一致。
优选的，所述传动轴(26)靠近外磁驱动组件(18)的一端设置第一滚动轴承(25)、另一端设置第二滚动轴承(29)。
优选的，所述轴承箱体(24)外部分别设置与其连通的恒位油杯(27)和油标指示器(28)；恒位油杯(27)和油标指示器(28)分布在轴承箱体(24)的两侧。
优选的，所述轴承体(8)与泵体(13)之间设置第一穿杠(9)。
优选的，所述吸入端盖(2)与泵体(13)之间设置第二穿杠(10)；所述第二穿杠(10)穿过轴承体(8)。
优选的，在传动轴(26)和轴承箱体(24)前盖上设置迷宫密封组件(23)。
优选的，所述轴承箱体(24)后端设置轴承隔离器(30)，轴承隔离器(30)内置密封圈贴合传动轴(26)。
本发明提供的一种同向序叶轮布置非悬臂式磁力驱动泵，与现有技术相比具有以下优点：
1、针对轴向力及径向力不平衡的问题，本发明通过级数在前面轴承的载荷分摊，将多级叶轮跨轴承布置，有效分摊多个叶轮的自重载荷以及径向载荷，提升磁力驱动泵工作稳定性；采用多支撑点滑动轴承，通过滑动轴承预估的流体粘度核算承载能力，将内磁转子、叶轮组按照自重平均布置在滑动轴承两侧，满足承载要求，同时根据滑动轴承工作时的液膜理论进行核算，完成转子组件力学模型的实用校核。
2、本发明的磁力驱动泵改变了以往传统高扬程离心泵的背靠背布置叶轮结构模式，根据自身叶轮结构特点具有轴向及径向轮毂沟槽，高压内循环，安全可靠。
3、除满足高扬程磁力驱动泵的特定要求外，也可适用于超高扬程、高入口有压力系统，特殊的双层承压壳体结构还适用于高温流体输送的操作环境。
附图说明
图1是本发明提供的同向序叶轮布置非悬臂式磁力驱动泵的剖视图；
图2是图1的部分放大图一；
图3是图1的部分放大图二；
图4是叶轮的结构示意图。
附图标记：1、二次压力壳体；2、吸入端盖；3、泵中段壳体；4、叶轮；5、泵轴；6、第一推力轴承；7、第一滑动轴承；8、轴承体；9、第一穿杠；10、第二穿杠；11、静平衡盘环；12、动平衡盘环；13、泵体；14、第二推力轴承；15、第二滑动轴承；16、隔离套组件；17、连接壳体；18、外磁驱动组件；19、第三滑动轴承；20、第三推力轴承；21、内磁转子组件；22、平衡副叶轮；23、迷宫密封组件；24、轴承箱体；25、第一滚动轴承；26、传动轴；27、恒位油杯；28、油标指示器；29、第二滚动轴承；30、轴承隔离器。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。
图1是本发明提供的同向序叶轮布置非悬臂式磁力驱动泵的剖视图；图2是图1的部分放大图一；图3是图1的部分放大图二。如图1-3所示，本发明实施例提供的同向序叶轮布置非悬臂式磁力驱动泵，包括：依次固定连接的二次压力壳体1、泵体13、连接壳体17、轴承箱体24。具体的，所述二次压力壳体1与泵体13固定连接，所述泵体13与连接壳体17固定连接，所述连接壳体17与轴承箱体24固定连接。
所述二次压力壳体1内设置泵轴5，所述泵轴5上安装多个叶轮4；所述泵轴5的一端设置吸入端盖2，另一端设置在连接壳体17中。
所述吸入端盖2与泵中段壳体3固定连接，所述泵中段壳体3的数量为多个，泵中段壳体3设置在二次压力壳体1内；所述泵中段壳体3的数量与叶轮4数量一致。中段壳体3形成叶轮4外第一层承压壳体。
图4是叶轮的结构示意图。如图4所述，所述叶轮4设置轴向及径向轮毂沟槽，普通叶轮轮毂内孔为光孔与轴配合，安装配合区域没有流体循环通道，本发明的叶轮自带轴向圆弧槽孔，可以循环介质，径向弧槽与轴径向孔形成循环通道。
多个叶轮4可分为前段叶轮组和后段叶轮组，前段叶轮组和后段叶轮组之间设置轴承体8，所述轴承体8与第一滑动轴承7固定连接；所述第一滑动轴承7与第一推力轴承6接触，所述第一推力轴承6和第一滑动轴承7分别套设在泵轴5上。
所述泵体13后面安装有泵盖体，所述泵体13内设置静平衡盘环11、动平衡盘环12、第二推力轴承14和第二滑动轴承15；所述静平衡盘环11通过螺钉安装于泵盖体上，所述动平衡盘环12通过止口定位和螺钉连接，安装于最末级的叶轮4上；所述第二推力轴承14和第二滑动轴承15套在泵轴5上，所述第二推力轴承14和第二滑动轴承15接触；所述第二滑动轴承15安装在泵盖体上；在泵盖体和连接壳体17之间设置隔离套组件16。另外，所述轴承体8与泵体13之间设置第一穿杠9。所述吸入端盖2与泵体13之间设置第二穿杠10；所述第二穿杠10穿过轴承体8。
所述连接壳体17内设置外磁驱动组件18，外磁驱动组件18例如为外磁环。所述外磁驱动组件18内设置第三滑动轴承19、第三推力轴承20、内磁转子组件21和平衡副叶轮22；所述第三滑动轴承19、第三推力轴承20和内磁转子组件21分别套设在泵轴5上，所述第三滑动轴承19和第三推力轴承20接触，所述第三推力轴承20安装在泵盖体上；所述平衡副叶轮22通过内磁转子组件21安装在泵轴5的端部。
所述轴承箱体24内设置传动轴26；所述传动轴26与外磁驱动组件18固定连接，所述传动轴26靠近外磁驱动组件18的一端设置第一滚动轴承25、另一端设置第二滚动轴承29。所述轴承箱体24外部分别设置与其连通的恒位油杯27和油标指示器28。恒位油杯27和油标指示器28分布在轴承箱体24的两侧。本实施例在传动轴26和轴承箱体24前盖上设置迷宫密封组件23，迷宫密封组件23分为动、静两个件，动件与外磁驱动组件18连接，静件与轴承箱体24连接。在轴承箱体24后端设置轴承隔离器30，轴承隔离器30内置密封圈贴合传动轴26。
本发明的磁力驱动泵，根据自身叶轮结构特点具有轴向及径向轮毂沟槽，能够高压内循环，安全可靠。采用特殊的双层承压壳体结构还适用于高温流体输送的操作环境。
本发明针对泵端传递到隔离套区域的高压介质在内磁转子组件21区间及隔离套组件16内的循环，产生高速旋涡，在内磁转子组21和隔离套组件16之间可以设置隔离套封头隔板，有效控制高速流体形成气旋，同时利用内磁转子组件21后面的平衡副叶轮22增加内循环动力，改善流体在内部循环造成的压头损失，避免内部产生汽蚀，从而使内部形成强制高压内循环，使轴承得到润滑，使磁力驱动耦合器产生的涡流损耗热能快速散失。本实施例在隔离套组件16外部区间，增设二次围堵结构迷宫密封组件23，同时配备相关检测仪器，构成泄漏监控系统，使本发明产品安全可靠，不会因为高压导致失效。隔离套内及充满介质的压力区域外部的第一滚动轴承25和第二滚动轴承29，在轴承箱体24和轴承隔离器30形成的闭合区间工作，支撑传动轴26及外磁驱动组件18通过油浴润滑，恒位油杯27供给润滑油，配备轴承隔离器30有效防止外部环境对油池的污染，确保传动系统及外磁驱动组件的可靠运转。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (3)

1.一种同向序叶轮布置非悬臂式磁力驱动泵，其特征在于，包括：依次固定连接的二次压力壳体(1)、泵体(13)、连接壳体(17)、轴承箱体(24)；
所述二次压力壳体(1)内设置泵轴(5)；所述泵轴(5)的一端设置吸入端盖(2)，另一端设置在连接壳体(17)中；所述泵轴(5)上安装多个叶轮(4)；
多个叶轮(4)可分为前段叶轮组和后段叶轮组，前段叶轮组和后段叶轮组之间设置轴承体(8)，所述轴承体(8)与第一滑动轴承(7)固定连接；所述第一滑动轴承(7)与第一推力轴承(6)接触，所述第一推力轴承(6)和第一滑动轴承(7)分别套设在泵轴(5)上；
所述泵体(13)后面安装有泵盖体，所述泵体(13)内设置静平衡盘环(11)、动平衡盘环(12)、第二推力轴承(14)和第二滑动轴承(15)；所述静平衡盘环(11)安装于泵盖体上，所述动平衡盘环(12)安装于最末级的叶轮(4)上；所述第二推力轴承(14)和第二滑动轴承(15)套在泵轴(5)上，所述第二推力轴承(14)和第二滑动轴承(15)接触；所述第二滑动轴承(15)安装在泵盖体上；在泵盖体和连接壳体(17)之间设置隔离套组件(16)；
所述连接壳体(17)内设置外磁驱动组件(18)；所述外磁驱动组件(18)内设置第三滑动轴承(19)、第三推力轴承(20)、内磁转子组件(21)和平衡副叶轮(22)；所述第三滑动轴承(19)、第三推力轴承(20)和内磁转子组件(21)分别套设在泵轴(5)上，所述第三滑动轴承(19)和第三推力轴承(20)接触，所述第三推力轴承(20)安装在泵盖体上；所述平衡副叶轮(22)通过内磁转子组件(21)安装在泵轴(5)的端部；
所述轴承箱体(24)内设置传动轴(26)；所述传动轴(26)与外磁驱动组件(18)固定连接；
所述吸入端盖(2)与泵中段壳体(3)固定连接，所述泵中段壳体(3)的数量为多个，泵中段壳体(3)设置在二次压力壳体(1)内；所述泵中段壳体(3)的数量与叶轮(4)数量一致；
所述传动轴(26)靠近外磁驱动组件(18)的一端设置第一滚动轴承(25)、另一端设置第二滚动轴承(29)；
所述轴承体(8)与泵体(13)之间设置第一穿杠(9)；
所述吸入端盖(2)与泵体(13)之间设置第二穿杠(10)；所述第二穿杠(10)穿过轴承体(8)；
所述轴承箱体(24)后端设置轴承隔离器(30)，轴承隔离器(30)内置密封圈贴合传动轴(26)。
2.根据权利要求1所述的同向序叶轮布置非悬臂式磁力驱动泵，其特征在于，所述轴承箱体(24)外部分别设置与其连通的恒位油杯(27)和油标指示器(28)；恒位油杯(27)和油标指示器(28)分布在轴承箱体(24)的两侧。
3.根据权利要求1所述的同向序叶轮布置非悬臂式磁力驱动泵，其特征在于，在传动轴(26)和轴承箱体(24)前盖上设置迷宫密封组件(23)。
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Inventor after: Meng Hui

Inventor after: Zou Lili

Inventor after: Guo Yingying

Inventor after: Zhang Qing

Inventor after: Zhao Lili

Inventor after: Peng Qian

Inventor after: Zhang Rongwei

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