CN111963442A - 双平衡毂结构低速矿用多级离心泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种双平衡毂结构低速矿用多级离心泵，在平衡毂位置处设计了设计了内平衡毂和外平衡毂，对应内平衡毂、外平衡毂和平衡衬套设计多个平衡腔，同时对应装配位置设计了多个平衡间隙，在平衡轴向力的同时，有效减少了节流损失，减少泄漏量，离心泵力量可大于300立方米/小时，扬程高于1000米。

Description

双平衡毂结构低速矿用多级离心泵

技术领域

本发明涉及离心泵技术领域，尤其涉及一种双平衡毂结构低速矿用多级离心泵。

背景技术

大流量离心泵是一个小时或者一分钟的出水量很高的离心泵。在大流量离心泵工作时，由于出水量高，扬程高，离心泵可通过平衡毂的设计平衡轴向力。平衡毂为圆柱体型结构，装在末级叶轮之后，随轴旋转，平衡毂外圆表面与壳体间形成间隙。平衡毂前端与末级叶轮连接，平衡毂后端与吸入口相连。这样作用在平衡毂位置处的压差，形成与水力轴向力相反的力来平衡轴向力。目前现有的采用平衡毂设计的离心泵，通常仅涉及有单个平衡毂，存在节流损失大、泄漏量大的缺陷。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术之不足，本发明提供一种合理设计多个节流通道，有效减少节流损失，减少泄漏量，有效平衡轴向力的双平衡毂结构低速矿用多级离心泵。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种双平衡毂结构低速矿用多级离心泵，包括泵体和转动连接在泵体内的转子组件，转子组件包括转轴和固定在转轴上的若干叶轮，泵体与导叶顶部之间还压接有导叶，所述的泵体上分别设有进水段和出水段，进水段位于前端，出水段位于后端，最后端的叶轮为末级叶轮，最后端的导叶为末级导叶，所述的末级叶轮后端设有内平衡毂，所述的内平衡毂外套在转轴上，且内平衡毂后端压接有压盖，所述的内平衡毂外周面上还配合连接有外平衡毂，外平衡毂前端与内平衡毂的前端位置相对，外平衡毂外侧周面由出水段压接固定，内平衡毂轴向长度大于外平衡毂轴向长度，内平衡毂的后端则对应伸出外平衡毂的后端面，内平衡毂对应后端伸出外平衡毂的外周面上压接固定有平衡衬套；所述的末级导叶内侧面与末级叶轮后端面之间为后泵腔，所述的内平衡毂与外平衡毂的连接端面处中空具有中间平衡腔，中间平衡毂与后泵腔之间连通具有中间平衡间隙；所述的外平衡毂外周面对应出水段压接位置处内凹具有外平衡腔，所述的平衡衬套与外平衡毂之间还设有连接平衡腔，所述的外平衡腔与连接平衡腔之间通过平衡孔连通；所述的内平衡毂后端端面还内凹具有后平衡腔，所述的压盖、内平衡毂、外平衡毂、平衡衬套之间均具有间隙，该间隙将后平衡腔、中间平衡腔和连接平衡腔连通，且该间隙还外接有平衡回水管，所述平衡回水管另一端与泵体的进水段连通。

在上述方案中，巧妙地设计了内外两个平衡毂，并分别对应各个连接端面，将平衡毂各个连接面之间的间隙作为节流通道，并对应设计了三个相互连通的平衡腔，在工作时，内外两个平衡毂的前后端面之间的压差，可通过介质的流动实现有效平衡，将原有的节流量和泄漏量作为平衡介质，有效减少了节流损失和泄漏量，便于提高离心泵的流量和扬程。

进一步的，中间平衡腔设置在内平衡毂与外平衡毂的端面连接位置处，且内平衡毂与外平衡毂在连接端面处均相对内凹成槽，两个槽相对合拢构成中间平衡腔，所述的内平衡毂与外平衡毂沿转轴轴向之间的连接周面之间具有间隙，该间隙为中间平衡间隙。

进一步的，为了便于内平衡毂与转轴和末级叶轮之间的安装，内平衡毂前端具有沉头孔，所述的末级导叶后端对应插接在沉头孔内，且被压接在内平衡毂对应沉头孔处的周向内壁与转轴外周面之间，所述的沉头孔的槽底与末级叶轮之间还压接有顶套，槽底与顶套之间通过O型圈密封，顶套与槽体接触面对应槽底的O型圈的外侧面与后泵腔之间具有顶紧平衡间隙间隙。

进一步的，外平衡毂对应上平衡腔前端的外周面与出水段之间通过O型圈密封，该O型圈前端的外平衡毂外周面与后泵腔之间连通具有外平衡间隙，所述的外平衡间隙由出水段内周面、末级导叶内周面和外平衡毂外周面形成。

进一步的，平衡孔设置在外平衡毂内，且对应连通连接平衡腔和外平衡腔。

优选的，所述的平衡衬套与压盖和出水段之间通过螺栓锁紧固定，所述的外平衡毂与出水段之间也通过螺栓锁紧固定。

本发明的有益效果是，本发明的双平衡毂结构低速矿用多级离心泵，结构设计合理，设计了内平衡毂和外平衡毂，并对应设计了多个平衡腔和平衡间隙作为节流通道，在平衡轴向力的同时，有效减少了节流损失，减少泄漏量，离心泵力量可大于300立方米/小时，扬程高于1000米。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明最优实施例的结构示意图。

图2是图1中A处的放大示意图。

图中1、压盖2、内平衡毂3、外平衡毂4、平衡回水管5、平衡衬套6、末级导叶7、出水段8、末级叶轮9、后泵腔10、后平衡腔11、中间平衡腔12、连接平衡腔13、平衡孔14、外平衡腔15、外平衡间隙16、中间平衡间隙17、顶紧平衡间隙18、顶套。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1和图2所示的一种双平衡毂结构低速矿用多级离心泵，是本发明最优实施例，包括泵体和转动连接在泵体内的转子组件。转子组件包括转轴和固定在转轴上的若干叶轮，泵体与导叶顶部之间还压接有导叶，所述的泵体上分别设有进水段和出水段7，进水段位于前端，出水段7位于后端，最后端的叶轮为末级叶轮8，最后端的导叶为末级导叶6。

内平衡毂2外套在转轴上并设置在末级叶轮8后端，且内平衡毂2后端压接有压盖1。外平衡毂3则配合外套在内平衡毂2外周面上。外平衡毂3外侧周面由出水段7和末级导叶6压接固定，外平衡毂3前端、内平衡毂2的前端与末级导叶6内侧面位置平齐。内平衡毂2轴向长度大于外平衡毂3轴向长度，内平衡毂2的后端则对应伸出外平衡毂3的后端面，内平衡毂2对应后端伸出外平衡毂3的外周面上压接固定有平衡衬套5。所述的平衡衬套5与压盖1和出水段7之间通过螺栓锁紧固定，所述的外平衡毂3与出水段7之间也通过螺栓锁紧固定。

末级导叶6内侧面与末级叶轮8后端面之间为后泵腔9，所述的内平衡毂2与外平衡毂3的连接端面处中空具有中间平衡腔11，中间平衡毂与后泵腔9之间连通具有中间平衡间隙16。中间平衡腔11设置在内平衡毂2与外平衡毂3的端面连接位置处，且内平衡毂2与外平衡毂3在连接端面处均相对内凹成槽，两个槽相对合拢构成中间平衡腔11，所述的内平衡毂2与外平衡毂3沿转轴轴向之间的连接周面之间具有间隙，该间隙为中间平衡间隙16。

外平衡毂3外周面对应出水段7压接位置处内凹具有外平衡腔14，所述的平衡衬套5与外平衡毂3之间还设有连接平衡腔12。外平衡毂3内则设有平衡孔13，所述的平衡孔13连通连接平衡腔12和外平衡腔14。在实际加工中，外平衡腔14的形状可设计为沿轴向截面为等腰梯形的内凹结构，等腰梯形较短的底边为内凹结构的底部。

内平衡毂2后端端面内凹具有后平衡腔10，所述的压盖1、内平衡毂2、外平衡毂3、平衡衬套5之间均具有间隙，该间隙将后平衡腔10、中间平衡腔11和连接平衡腔12连通，且该间隙还外接有平衡回水管4，所述平衡回水管4另一端与泵体的进水段连通。后平衡腔10沿轴向截面设计为直角梯形的结构且直角梯形较短的底边为内凹的槽底位置。较短底边可对应将向前端的压力进行集中，为平衡毂的平衡提供轴向力。

在实际设计中，为了便于内平衡毂2与转轴和末级叶轮8之间的安装，内平衡毂2前端具有沉头孔，所述的末级导叶6后端对应插接在沉头孔内，且被压接在内平衡毂2对应沉头孔处的周向内壁与转轴外周面之间，所述的沉头孔的槽底与末级叶轮8之间还压接有顶套18。同时，为了减少平衡毂前端高压区介质过度流向平衡腔，槽底与顶套18之间通过O型圈密封，顶套18与槽体接触面对应槽底的O型圈的外侧面与后泵腔9之间具有顶紧平衡间隙17间隙。为了将外平衡毂3与出水段7对应外平衡腔14前端的的间隙进行密封，外平衡毂3对应上平衡腔前端的外周面与出水段7之间通过O型圈密封，该O型圈前端的外平衡毂3外周面与后泵腔9之间连通具有外平衡间隙15，所述的外平衡间隙15由出水段7内周面、末级导叶6内周面和外平衡毂3外周面形成。

在上述方案中，外平衡间隙15、顶紧平衡间隙17和中间平衡间隙16与后泵腔9连通，但外平衡间隙15和顶紧平衡间隙17处具有O型圈密封，后泵腔9内的高压介质不会从这两个间隙处泄漏，有效提高了节流效果，减少了节流损失。后泵腔9与平衡回水管4之间，主要通过中间平衡间隙16连通，中间平衡间隙16贯通了中间平衡腔11，而中间平衡腔11通过装配过程中形成的间隙与后平衡腔10和连接平衡腔12连通，而连接平衡腔12则通过平衡孔13与外平衡腔14连通，至此实现了中间平衡腔11、后平衡腔10、连接平衡腔12和外平衡腔14四者之间的连通。在平衡过程中，后泵腔9内的高压介质可通过中间平衡间隙16形成的节流通道进入中间平衡腔11，并在各个间隙的作用下，分散进入到后平衡腔10、连接平衡腔12和外平衡腔14。进入后平衡腔10过多介质，携带压力通过平衡回水管4输送回进水段，为进水提供一定的加压。进入连接平衡腔12的介质，一方面通过平衡孔13进入外平衡腔14，另一方面，储存在连接平衡腔12内的介质，充盈在腔体内，同时对外平衡毂3施加向前的压力，便于外平衡毂3实现平衡。同理，进入后平衡腔10的介质，为内平衡毂2提供向前的压力，同时多余部分则通过平衡回水管4回收并通入进水段，为进水段提供加压。

如此设计的双平衡毂结构低速矿用多级离心泵，结构设计合理，巧妙地设计了内外两个平衡毂，并分别对应各个连接端面，将平衡毂各个连接面之间的间隙和多个平衡腔作为节流通道。在工作时，内外两个平衡毂的前后端面之间的压差，可通过介质的流动实现有效平衡，将原有的节流量和泄漏量作为平衡介质，在平衡轴向力的同时，有效减少了节流损失，减少泄漏量，离心泵力量可大于300立方米/小时，扬程高于1000米。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种双平衡毂结构低速矿用多级离心泵，包括泵体和转动连接在泵体内的转子组件，转子组件包括转轴和固定在转轴上的若干叶轮，泵体与导叶顶部之间还压接有导叶，所述的泵体上分别设有进水段和出水段(7)，进水段位于前端，出水段(7)位于后端，最后端的叶轮为末级叶轮(8)，最后端的导叶为末级导叶(6)，其特征在于：所述的末级叶轮(8)后端设有内平衡毂(2)，所述的内平衡毂(2)外套在转轴上，且内平衡毂(2)后端压接有压盖(1)，所述的内平衡毂(2)外周面上还配合连接有外平衡毂(3)，外平衡毂(3)前端与内平衡毂(2)的前端位置相对，外平衡毂(3)外侧周面由出水段(7)压接固定，内平衡毂(2)轴向长度大于外平衡毂(3)轴向长度，内平衡毂(2)的后端则对应伸出外平衡毂(3)的后端面，内平衡毂(2)对应后端伸出外平衡毂(3)的外周面上压接固定有平衡衬套(5)；所述的末级导叶(6)内侧面与末级叶轮(8)后端面之间为后泵腔(9)，所述的内平衡毂(2)与外平衡毂(3)的连接端面处中空具有中间平衡腔(11)，中间平衡毂与后泵腔(9)之间连通具有中间平衡间隙(16)；所述的外平衡毂(3)外周面对应出水段(7)压接位置处内凹具有外平衡腔(14)，所述的平衡衬套(5)与外平衡毂(3)之间还设有连接平衡腔(12)，所述的外平衡腔(14)与连接平衡腔(12)之间通过平衡孔(13)连通；所述的内平衡毂(2)后端端面还内凹具有后平衡腔(10)，所述的压盖(1)、内平衡毂(2)、外平衡毂(3)、平衡衬套(5)之间均具有间隙，该间隙将后平衡腔(10)、中间平衡腔(11)和连接平衡腔(12)连通，且该间隙还外接有平衡回水管(4)，所述平衡回水管(4)另一端与泵体的进水段连通。

2.如权利要求1所述的双平衡毂结构低速矿用多级离心泵，其特征在于：所述的中间平衡腔(11)设置在内平衡毂(2)与外平衡毂(3)的端面连接位置处，且内平衡毂(2)与外平衡毂(3)在连接端面处均相对内凹成槽，两个槽相对合拢构成中间平衡腔(11)，所述的内平衡毂(2)与外平衡毂(3)沿转轴轴向之间的连接周面之间具有间隙，该间隙为中间平衡间隙(16)。

3.如权利要求1所述的双平衡毂结构低速矿用多级离心泵，其特征在于：所述的内平衡毂(2)前端具有沉头孔，所述的末级导叶(6)后端对应插接在沉头孔内，且被压接在内平衡毂(2)对应沉头孔处的周向内壁与转轴外周面之间，所述的沉头孔的槽底与末级叶轮(8)之间还压接有顶套(18)，槽底与顶套(18)之间通过O型圈密封，顶套(18)与槽体接触面对应槽底的O型圈的外侧面与后泵腔(9)之间具有顶紧平衡间隙(17)间隙。

4.如权利要求1所述的双平衡毂结构低速矿用多级离心泵，其特征在于：所述的外平衡毂(3)对应上平衡腔前端的外周面与出水段(7)之间通过O型圈密封，该O型圈前端的外平衡毂(3)外周面与后泵腔(9)之间连通具有外平衡间隙(15)，所述的外平衡间隙(15)由出水段(7)内周面、末级导叶(6)内周面和外平衡毂(3)外周面形成。

5.如权利要求1所述的双平衡毂结构低速矿用多级离心泵，其特征在于：所述的平衡孔(13)设置在外平衡毂(3)内，且对应连通连接平衡腔(12)和外平衡腔(14)。

6.如权利要求1所述的双平衡毂结构低速矿用多级离心泵，其特征在于：所述的平衡衬套(5)与压盖(1)和出水段(7)之间通过螺栓锁紧固定，所述的外平衡毂(3)与出水段(7)之间也通过螺栓锁紧固定。

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