CN112594191A - 一种小流量高扬程的多级离心泵 - Google Patents

一种小流量高扬程的多级离心泵 Download PDF

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Abstract

本发明涉及水泵技术领域,公开了一种小流量高扬程的多级离心泵,包括泵体、进水段、出水段、轴承座和泵轴,泵体的进水口与进水段连接,泵体的出水口与出水段连接,轴承座安装在泵体上,轴承座和进水段分别安装在泵体的两侧,泵轴的左部和右部分别安装在进水段内和轴承座内,泵体内部在进水段和出水段之间安装多个旋转组件,旋转组件包括闭式叶轮、导叶和中段,闭式叶轮安装在泵轴上,泵体在闭式叶轮的右侧安装中段,导叶安装在中段上,导叶在闭式叶轮和中段之间,在实际使用时,从进水段进入的液体在经过一个旋转组件后,液体压力逐渐上升,因此可以通过设置旋转组件的数量来调节从出水段流出的液体压力。

Description

一种小流量高扬程的多级离心泵
技术领域
本发明涉及水泵技术领域,具体涉及一种小流量高扬程的多级离心泵。
背景技术
随着中国经济的发展,离心泵被广泛在采矿、化工、造纸、发电和污水处理等行业中;进入新世纪以来,互联网计算机技术的引进极大地提高了离心泵设计速度和产品设计;另外,新材料和新工艺的应用也一直在影响离心泵技术的发展,从铸铁到金属合金,从橡胶制品、陶瓷到工程塑料等非金属材料,都在改善泵的耐腐蚀、耐磨和耐高温三大性能点。
近几年随着国家节能减排的不断推进,对离心泵的耐磨、耐腐蚀性能提出了更高的要求,一些小流量、高压力、高扬程的水泵应用而生。目前市场上小流量的柱塞泵大多采用金属材质304与316,当被应用在海水和苦咸水(见卤水)淡化、锅炉用水软化和废水处理等领域中时,很容易与水中氯离子发生化学反应,耐腐蚀性差,不能承受高压需求,另外柱塞泵的结构复杂,重量大,维护检修困难,寿命较低。
发明内容
鉴于背景技术的不足,本发明提供了一种结构简单的多级离心泵。
为解决以上技术问题,本发明提供了如下技术方案:一种小流量高扬程的多级离心泵,包括泵体、进水段、出水段、轴承座和泵轴,泵体的进水口与进水段连接,泵体的出水口与出水段连接,轴承座安装在泵体上,轴承座和进水段分别安装在泵体的两侧,泵轴的左部和右部分别安装在进水段内和轴承座内,泵体内部在进水段和出水段之间安装多个旋转组件,旋转组件包括闭式叶轮、导叶和中段,闭式叶轮安装在泵轴上,泵体在闭式叶轮的右侧安装中段,导叶安装在中段上,导叶在闭式叶轮和中段之间。
作为进一步的技术方案,闭式叶轮的轮毂穿过导叶,导叶与闭式叶轮的轮毂之间设有第一磨损环,导叶的右侧面沿泵轴的圆周方向均匀分布有多个扭曲背叶片。
作为进一步的技术方案,泵轴上安装的旋转组件除了距离进水段最远的旋转组件,每个旋转组件的中段与紧邻该旋转组件右侧的旋转组件的闭式叶轮的前盖板之间设有第二磨损环。
通过第一磨损环和第二磨损环可以根据温度调整导叶与闭式叶轮之间的轮毂之间的间隙、调整中段与闭式叶轮之间的间隙,减少了机械损失,提高了泵的运行效率。
作为进一步的技术方案,泵体内在出水段处安装有平衡鼓,泵轴穿过平衡鼓,旋转组件在所述平衡鼓和进水段之间。
更进一步地,泵体内在平衡鼓的外围设有平衡盘。
根据泵的输送压力情况可以通过平衡鼓或者平衡鼓与平衡盘来平衡轴向力。
另外,泵体安装轴承座的一侧还安装有密封体,泵轴穿过密封体,泵轴与密封体之间设有机械密封部件,密封体与平衡鼓之间设有平衡腔,平衡腔与进水段之间通过平衡管连通。
其中,机械密封部件内还设有机械密封腔体,机械密封腔体通过冲洗管与泵轴上最靠近出水段的旋转组件的闭式叶轮的右侧连通。通过冲洗管可以对机械密封部件进行冲洗散热。
作为进一步的技术方案,进水段内安装有滑动轴承,轴承座内并排设有两角接触球轴承,泵轴的左部和右部分别安装在滑动轴承和两角接触球轴承内。
在实际使用时水流从叶片的叶根处进入叶片,然后从页尾甩出,为了减小水流在叶片的叶根和页尾处的水力损失和间隙损失,作为进一步的技术方案,闭式叶轮上沿泵轴的圆周方向均匀分布有六片叶片,叶片的厚度从叶根开始先增加后递减。
更进一步地,叶片的页尾斜切。通过将页尾设置为斜切状可以减少水力损失,提高泵的工作效率。
另外,本发明中,进水段、中段、叶轮、导叶和出水段均采用双相钢。通过双相钢可以提高泵的耐腐蚀性。
本发明与现有技术相比所具有的有益效果是:首先在实际工作时从进水段进入的液体在每经过一个旋转组件后,液体压力逐渐上升,因此可以通过设置旋转组件的数量来调节从出水段流出的液体压力;其次通过第一磨损环和第二磨损环可以提高泵的运行效率;最后通过平衡鼓或者平衡鼓与平衡盘,可以有效地平衡轴向力。
附图说明
本发明有如下附图:
图1为本发明的结构示意图;
图2为本发明的闭式叶轮的结构示意图;
图3为闭式叶轮的叶片的结构示意图;
图4为导叶的右侧面的扭曲背叶片的分布示意图。
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1-4所示,一种小流量高扬程的多级离心泵,包括泵体17、进水段2、出水段4、轴承座1和泵轴5,泵体17的左侧面与进水段2连接,泵体17的顶部的右部与出水段4连接,轴承座1安装在泵体17的右侧面上,轴承座1上安装有可视油环14,泵轴5的左部和右部分别安装在进水段2内和轴承座1内,泵体17内部在进水段2和出水段4之间安装多个旋转组件,旋转组件包括闭式叶轮3、导叶7和中段6,闭式叶轮3安装在泵轴5上,泵体17在闭式叶轮3的右侧安装中段6,导叶7安装在中段6上,导叶7在闭式叶轮3和中段6之间。
在实际使用时,当液体从进水段2进入泵体17内部后,液体每经过一个旋转组件,液体压力都会逐渐增加,因此可以通过设置旋转组件的个数来调节从出水段4流出的液体压力。
具体的,参照图2,本实施例中,闭式叶轮3包括叶轮本体30、前盖板31、叶片32、后盖板33和轮毂34。叶轮本体30上沿泵轴5的圆周方向均匀分布有六片叶片32,叶片的厚度从叶根开始先增加后递减。
可选地,在某种实施方式中,叶片32的页尾斜切
进一步地,本实施例中,导叶7与闭式叶轮3的轮毂34之间设有第一磨损环9,导叶7的右侧面沿泵轴5的圆周方向均匀分布有六个扭曲背叶片70。通过六个扭曲背叶片70可以吸收叶轮3的出口处的高速液流,并将能量逐渐转换过渡到下一级叶轮3的进口处,减少流体流动产生的水力损失,避免泵发生汽蚀,提高泵的效率。
作为进一步的技术方案,泵轴5上安装的旋转组件除了距离进水段2最远的旋转组件,每个旋转组件的中段6与紧邻该旋转组件右侧的旋转组件的闭式叶轮3的前盖板31之间设有第二磨损环8。
第一磨损环9和第二磨损环8均采用高分子材料,通过第一磨损环9和第二磨损环8可以根据温度调整导叶7与闭式叶轮3之间的轮毂34之间的间隙、调整中段6与闭式叶轮3之间的间隙,减少了机械损失,提高了泵的运行效率。
进一步地,泵体17内在出水段4处安装有平衡鼓11,泵轴5穿过平衡鼓11,旋转组件在平衡鼓11和进水段2之间。可选地,泵体17内在平衡鼓11的外围设有平衡盘10。
泵体17安装轴承座1的一侧还安装有密封体12,泵轴5穿过密封体12,泵轴5与密封体12之间设有机械密封部件13,密封体12与平衡鼓11之间设有平衡腔15,平衡腔15与进水段2的内部通过平衡管连通。
另外,本实施例中,机械密封部件13直接套装在泵轴5上,方便安装和拆卸。
根据泵的输送压力情况可以通过平衡鼓11或者平衡鼓11与平衡盘10来平衡轴向力。具体平衡过程如下:从最右侧的闭式叶轮3出来的带有压力的液体会从平衡鼓11的径向间隙流入到平衡腔15中,平衡腔15处于高压状态。平衡盘10后有平衡管与进水段2的低压相连,其压力近似为入口压力,由于平衡盘10两侧压力不等,产生向后的轴向平衡推力,这种平衡力与轴向力相反,因而自动地平衡了闭式叶轮3的轴向推力。当闭式叶轮3的轴向推力大于平衡盘10的平衡力时,泵轴5、闭式叶轮3和平衡鼓11就会向进水段2移动,这种移动会引起平衡盘10的轴向间隙过量减小,使泄漏量减少,平衡腔15的压力升高,于是平衡盘10上的平衡力增加,并最终超过闭式叶轮3的轴向推力,把泵轴5、闭式叶轮3和平衡鼓11向出水段4移动,形成自动平衡。
其中,机械密封部件13内还设有机械密封腔体16,机械密封腔体16通过冲洗管与泵轴5上最靠近出水段2的旋转组件的闭式叶轮3的右侧连通,形成冲洗回路。在实际使用时通过冲洗管可以对机械密封部件13进行冲洗散热。
进一步地,本实施例中,进水段2内安装有滑动轴承,轴承座1内并排设有两角接触球轴承,泵轴5的左部和右部分别安装在滑动轴承和两角接触球轴承内。两个角接触球轴承内在实际使用时可以承担一定地轴向力,提高泵地使用寿命。另外泵轴5可以变频控制,以适合各种转速需要,通过将泵轴5的频率范围设置在0~250H之间、转速范围设置在0~5000RPM之间,可以获得不同的压力需求。
另外,本发明中,进水段、中段、叶轮、导叶和出水段均采用双相钢。通过双相钢可以提高泵的耐腐蚀性。
综上,本发明结构简单,通过设置旋转组件的个数可以调节从出水段4流出的液体压力,通过平衡鼓11和平衡盘10可以自动平衡轴向力。
上述依据本发明为启示,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 (10)

1.一种小流量高扬程的多级离心泵,其特征在于:包括泵体、进水段、出水段、轴承座和泵轴,所述泵体的进水口与所述进水段连接,所述泵体的出水口与所述出水段连接,所述轴承座安装在所述泵体上,所述轴承座和所述进水段分别安装在所述泵体的两侧,所述泵轴的左部和右部分别安装在所述进水段内和轴承座内,所述泵体内部在所述进水段和出水段之间安装多个旋转组件,所述旋转组件包括闭式叶轮、导叶和中段,所述闭式叶轮安装在所述泵轴上,所述泵体在所述闭式叶轮的右侧安装所述中段,所述导叶安装在所述中段上,所述导叶在所述闭式叶轮和中段之间。
2.根据权利要求1所述的一种小流量高扬程的多级离心泵,其特征在于:所述闭式叶轮的轮毂穿过所述导叶,所述导叶与所述闭式叶轮的轮毂之间设有第一磨损环,所述导叶的右侧面沿所述泵轴的圆周方向均匀分布有多个扭曲背叶片。
3.根据权利要求1所述的一种小流量高扬程的多级离心泵,其特征在于:所述泵轴上安装的旋转组件除了距离所述进水段最远的旋转组件,每个旋转组件的中段与紧邻该旋转组件右侧的旋转组件的闭式叶轮的前盖板之间设有第二磨损环。
4.根据权利要求1所述的一种小流量高扬程的多级离心泵,其特征在于:所述泵体内在所述出水段处设有平衡鼓,所述泵轴穿过所述平衡鼓,所述旋转组件在所述平衡鼓和进水段之间。
5.根据权利要求4所述的一种小流量高扬程的多级离心泵,其特征在于:所述泵体内在所述平衡鼓的外围设有平衡盘。
6.根据权利要求4或5所述的一种小流量高扬程的多级离心泵,其特征在于:所述泵体安装所述轴承座的一侧还安装有密封体,所述泵轴穿过所述密封体,所述泵轴与所述密封体之间设有机械密封部件,所述密封体与所述平衡鼓之间设有平衡腔,所述平衡腔与所述进水段之间通过平衡管连通。
7.根据权利要求6所述的一种小流量高扬程的多级离心泵,其特征在于:所述机械密封部件内设有机械密封腔体,所述机械密封腔体通过冲洗管与所述泵轴上最靠近所述出水段的旋转组件的闭式叶轮的右侧连通。
8.根据权利要求1所述的一种小流量高扬程的多级离心泵,其特征在于:所述进水段内安装有滑动轴承,所述轴承座内并排设有两角接触球轴承。
9.根据权利要求1所述的一种小流量高扬程的多级离心泵,其特征在于:所述闭式叶轮上沿泵轴的圆周方向均匀分布有六片叶片,所述叶片的厚度从叶根开始先增加后递减。
10.根据权利要求9所述的一种小流量高扬程的多级离心泵,其特征在于:所述叶片的页尾斜切。
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