CN112879313A - 一种机泵一体化的潜油离心泵 - Google Patents

Abstract

一种机泵一体化的潜油离心泵。包括上接头、下接头、输送装置、扶正轴承、止推轴承、机械密封装置以及叶导轮，上接头为可拆卸部件；输送装置采用电机与离心泵一体化的输送方式，在电机的外壳内部设立多级离心泵，在顶端设立诱导轮，多级的叶导轮装置，分为首段、中段和尾段；离心泵两端采用双电机设置，拥有两套定转子结构，转子为中空转子，通过平键与泵轴相连；在转子的外表面贴附永磁体；定子的中段设有定子隔磁器，将绕组放置在下线的铁芯内部；电机嵌入壳体内部。本种离心泵不需要联轴器，结构紧凑，在斜井、定向井等特殊工况下具备较好的适应性。

Description

一种机泵一体化的潜油离心泵

技术领域

本发明涉及一种潜油离心泵。

背景技术

近年来随着离心泵的逐渐完善，使得其运用率不断提升，主要运用在深度为1500m-3000m的深井中，以及一些定向井、斜井等特殊工况的井型。众所周知，传统的潜油离心泵是由电缆控制电机，通过联轴器将电机轴与泵轴相连接，进而控制泵轴使其高速旋转，通过键与轮毂的配合带动叶轮，使其以泵轴为中心，对液体进行加压、传递、完成能量之间的转换。但这种结构下的离心泵，串联式的布置使得结构过长，装置不紧凑，容易因振动磨损引发故障，长时间的高频旋转对联轴器也会造成损伤。此外，对于一些特殊工况，例如斜井，缺乏有效的办法进行快速安装，对适应性产生了影响。另外，在装拆维护方面，现有的潜油离心泵的大多设计为，止推轴承、扶正轴承及密封装置与泵体是整体设计，这种设计以现在的技术无法做到局部装拆，必须进行泵体的整体装拆，上下接头中的零部件装拆、维护就变成了一项低效而繁琐的工作。多次的拆装泵体在造成资金耗费的同时，也会带来对装置的损耗。

发明内容

为了解决背景技术中所提到的技术问题，本发明提供一种机泵一体化的潜油离心泵，该种机泵一体化的潜油离心泵不易磨损且可以进行局部拆卸维修，且结构紧凑，在斜井、定向井等特殊工况下具备较好的适应性。

本发明的技术方案是：该机泵一体化的潜油离心泵，包括上接头1、下接头19、输送装置、扶正轴承4、止推轴承2、机械密封装置22以及叶导轮，上接头1为可拆卸部件，其特征在于：

所述输送装置采用双电机与离心泵一体化的结构，在离心泵两端采用双电机设置，拥有两套定转子结构；其中，转子5为中空转子，通过平键27与泵轴8相连，在转子5的外表面贴附永磁体，根据永磁体的尺寸设置专属槽，将永磁体固定在专属槽上，以避免永磁体错位；定子6的中段设有定子隔磁器7；绕组放置在下线的铁芯内部；电机嵌入壳体3内部，通过电缆28输送电力；电机轴与泵轴同轴化处理，双电机内嵌于电泵的上、下端，两者相并联；

扶正轴承4安装在上接头1与下接头19上，包括铜套及钢套两部分；钢套与定子6相连，铜套与转子5相连并可随转子5相对转动；在铜套外侧加入膨胀环，用于限制定子6和转子5，既当电机温度过高时，所述膨胀环变大使得定子6和扶正轴承4外部的钢套之间摩擦力加大，进而实现限位，防止电机轴8的进行偏移；

止推轴承2，包括静块与动块两部分，用于承担转子5带来的径向压力，以及对电机在径向位置上进行辅助支撑；上接头1为可拆卸部件，止推轴承2安装在上接头1的上端，止推轴承2的轴承座安装在上接头1的支撑座内部，上接头1内有凸台用来支撑轴承座；

所述机械密封装置22位于下接头19处，包括漏油器22及密封环21，用于防止杂质伴随润滑油进入电机；机械密封装置22位于排出口24与泵轴8之间，机械密封装置22的底端伸出所述下接头，以方便直接从所述下接头进行拆卸；

所述叶导轮，包括叶轮15、导轮16以及套筒17；其中，叶轮15具有叶轮叶片26，叶轮15通过轮毂25与键27的配合连接在泵轴8上，绕泵轴8进行旋转，进而对液体进行增压传递；导轮16，具有正面与背面两部分，并分别设有正叶片11与背叶片12，用于将液体传送到指定高度，供下一级叶轮使用；套筒17，用于对叶轮及导轮进行辅助支撑，起到限制定位的作用：叶轮叶片26与导轮的正叶片11均为扭曲叶片。

本发明具有如下有益效果：本种潜油离心泵，采用电机与离心泵一体化的输送装置，在电机的外壳内部设立一个多级的离心泵，在顶端设立一个诱导轮，可以将吸入口的液体有效的分散到首级叶轮流道中。有多级的叶导轮装置，分为首段、中段和尾段，用来进行能量的收集、转换及排出。在离心泵两端采用双电机设置，拥有两套定转子结构，转子为中空转子，通过平键与泵轴相连，在转子的外表面贴附永磁体，根据永磁体的尺寸设计专属槽，将永磁体固定在槽上，避免错位，定子的中段设有定子隔磁器、将绕组放置在下线的铁芯内部。将电机嵌入壳体内部，在轴向上对电机轴进行一定程度上的定位，使结构更加的稳定。通过电缆输送电力，可以更好的控制电机轴，减少电机轴的磨损，延长了电机轴的使用寿命；电机轴也相当于泵轴，这种结构将传统意义上的电机轴与泵轴串联布置，并通过联轴器进行连接的方式转换为了不需要联轴器的装置，长度有了大幅度的缩短，结构紧凑，可以在斜井、定向井等特殊工况具备更为良好的适应性。

附图说明：

图1是本发明所述潜油离心泵的剖面图。

图2是图1的H局部剖面图。

图3是本发明所述潜油离心泵的沿图所示离心泵中线D-D的局部剖视图。

图中1-上接头，2-止推轴承，3-壳体，4-扶正轴承，5-转子，6-定子，7-定子隔磁器，8-轴，9-吸入口，10-诱导轮，11-正叶片，12-背叶片，13-吸入室，14-叶轮流道，15-叶轮，16-导轮，17-套筒，18-螺钉，19-下接头，20-扶正铜套，21-密封圈，22-漏油器盖板，23-压出室，24-排出口，25-轮毂，26-叶片 ，27-键 ，28-电缆接口 ，29-密封环。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明作进一步说明：

本种机泵一体化的潜油离心泵，包括上接头1、下接头19、输送装置、扶正轴承4、止推轴承2、机械密封装置22以及叶导轮，上接头1为可拆卸部件。

所述输送装置采用双电机与离心泵一体化的结构，在离心泵两端采用双电机设置，拥有两套定转子结构；其中，转子5为中空转子，通过平键27与泵轴8相连，在转子5的外表面贴附永磁体，根据永磁体的尺寸设置专属槽，将永磁体固定在专属槽上，以避免永磁体错位；定子6的中段设有定子隔磁器7；绕组放置在下线的铁芯内部；电机嵌入壳体3内部，通过电缆28输送电力；电机轴与泵轴同轴化处理，双电机内嵌于电泵的上、下端，两者相并联。

扶正轴承4安装在上接头1与下接头19上，包括铜套及钢套两部分；钢套与定子6相连，铜套与转子5相连并可随转子5相对转动；在铜套外侧加入膨胀环，用于限制定子6和转子5，既当电机温度过高时，所述膨胀环变大使得定子6和扶正轴承4外部的钢套之间摩擦力加大，进而实现限位，防止电机轴8的进行偏移。

止推轴承2，包括静块与动块两部分，用于承担转子5带来的径向压力，以及对电机在径向位置上进行辅助支撑；上接头1为可拆卸部件，止推轴承2安装在上接头1的上端，止推轴承2的轴承座安装在上接头1的支撑座内部，上接头1内有凸台用来支撑轴承座。

所述机械密封装置22位于下接头19处，包括漏油器22及密封环21，用于防止杂质伴随润滑油进入电机；机械密封装置22位于排出口24与泵轴8之间，机械密封装置22的底端伸出所述下接头，以方便直接从所述下接头进行拆卸。

所述叶导轮，包括叶轮15、导轮16以及套筒17；其中，叶轮15具有叶轮叶片26，叶轮15通过轮毂25与键27的配合连接在泵轴8上，绕泵轴8进行旋转，进而对液体进行增压传递；导轮16，具有正面与背面两部分，并分别设有正叶片11与背叶片12，用于将液体传送到指定高度，供下一级叶轮使用；套筒17，用于对叶轮及导轮进行辅助支撑，起到限制定位的作用：如图3所示，叶轮叶片26与导轮的正叶片11均为扭曲叶片。

扶正轴承，为了可以更好的限制定转子，按照传统扶正轴承的设置，在铜套外侧加入膨胀环，当电机温度过高时，膨胀环变大使得定子和扶正轴承外部的钢套之间摩擦力加大，进而达到限位目的，终而防止电机轴的进行偏移，避免故障的发生。止推轴承，承担了电机转子带来的径向压力，还对电机在径向位置上进行了辅助支撑。在下接头装设的漏油器密封环等密封装置，可以有效地防止因磨损老化等因素产生的杂质伴随润滑油进入电机，造成电机损伤。

本发明的上接头为可拆卸部件，止推轴承安装在其上端，轴承座安装在其支撑座内部，上接头有凸台用来支撑轴承座，因而可以通过拆卸上接头就可以更换止推轴承，便于维护。机械密封装置安装在下接头上，并位于排出口与泵轴之间，且机械密封局部伸出所述下接头，可以方便直接从下接头进行拆卸，因而可以不用拆卸泵体就可以完成维修，或更换所需的机械密封，便于维护。

图1是本发明一种机泵一体化的电动潜油离心泵的一个实施例的剖视图。由图1可看出，该图在横向对称于由图中中心线所表示的垂直中心平面。

如图1至图3所示，上接头1通过螺钉18与壳体3连接在一起，在上接头1上端有止推轴承2，止推轴承2主要分为静、动两个部件，与转子5相连的静块，与接头1相连的是动块，可以用来承担转子5重量的轴向力和克服转动的径向力。在接头1的一侧装有电缆接口28用以通电。

下接头19也是通过螺钉18与壳体3相连接，下接头19通过扶正铜套20与转子5相连接，并通过漏油器盖板22及密封圈21对轴8进行机械密封，可以有效地防止因磨损老化等因素产生的杂质伴随润滑油进入电机，造成电机损伤。

在轴8的两端各有一套定转子5装置对其进行驱动，有扶正轴承4对其进行定位，扶正轴承4，由铜套及钢套两部分组成，钢套与定子6相连，铜套与转子5相连并可随转子5相对转动，为了可以更好的限制定转子，按照传统扶正轴承4的设置，在铜套外侧加入膨胀环，当电机温度过高时，膨胀环变大使得定子6和扶正轴承外部的钢套之间摩擦力加大，进而达到限位目的，终而防止电机轴的进行偏移，避免故障的发生。

壳体3有一个吸入口9和一个排出口24，它们通过诱导轮装置10、叶轮轮盘15、导轮装置16、套筒17、吸入室13、压出室23连接起来。

泵送的流体从吸入口9流入之后，经过诱导轮装置10的两边;并通过诱导轮10上的正叶片11和背叶片12，在吸入室13中进行一次压能的叠加，使液体流入叶轮轮盘15与诱导轮轮盘10之间的叶轮流道14;叶轮15通过轮毂25与键27的连接固定在轴8上，当电缆插入电缆接头28之后，电泵轴8进行高速旋转从而使得叶轮流道14中的液体在叶片26的旋转离心力作用下，将液体甩到导轮16的背叶片12上，导轮16把从叶轮15那里收集到的液体进行降速，在经由导轮16的正叶片11与套筒17进行压能的再一次叠加，完成机械能与液压能之间的一次转换。首级叶导轮结束后将泵液传递到次级叶导轮，次级叶导轮是一体化多级离心泵的能量传递装置，把收集到的液体进行再次加压传递到末级叶导轮，最后由末级叶导轮将液体经由压出室23输送到排出口24，这里的次级叶导轮与末级叶导轮并无特殊设计与首级叶轮相同，这里的叶轮导叶片26与导轮的正叶片11均为扭曲设计，这样可以使液体的流经横截面更大、光滑过渡，其流线型的设计减少了液体的损失，从而保证了高效的水力性能。

叶轮流道14是相邻的叶轮叶片26和叶轮轮盘15之间的空间而形成的，叶轮叶片26设置在叶轮轮盘15之间。在诱导轮10和叶轮轮盘15之间，一少部分高压流体回流到轴向推力平衡通道中。这些狭窄的通道为转子轮盘5在定子6之间的旋转提供了所需的间隙。并通过回流流体的输入而提供了液力平衡以抵消转子5的任何轴向推力，从而使转子5保持在定子6之间的中心位置上。轴向止推平衡通道中的定子隔磁器7设置在定子6的突出部位。由于转子轮盘5和定子隔磁器7或壳体3之间的轴向间隙很窄，因此这些平衡环就使得平衡通道中的流体压力增加，从而增加了轴向推力的平衡性能。

本发明将电机和潜油离心泵设计为一体，在离心泵两端采用双电机设置，拥有两套定转子结构，在轴向上对电机轴进行定位，使结构更加的稳定，供电后可以更好的控制电机轴，减少电机轴的磨损，延长了电机轴的使用寿命，在这里电机轴也相当于泵轴，这种结构将传统意义上的电机轴与泵轴串联布置，并通过联轴器进行连接的方式，转换为了不需要联轴器的装置，长度有了大幅度的缩短，结构紧凑，可以在斜井、定向井等特殊工况下具备更为良好的适应性。

Claims (1)

1.一种机泵一体化的潜油离心泵，包括上接头（1）、下接头（19）、输送装置、扶正轴承（4）、止推轴承（2）、机械密封装置（22）以及叶导轮，上接头（1）为可拆卸部件，其特征在于：

所述输送装置采用双电机与离心泵一体化的结构，在离心泵两端采用双电机设置，拥有两套定转子结构；其中，转子（5）为中空转子，通过平键（27）与泵轴（8）相连，在转子（5）的外表面贴附永磁体，根据永磁体的尺寸设置专属槽，将永磁体固定在专属槽上，以避免永磁体错位；定子（6）的中段设有定子隔磁器（7）；绕组放置在下线的铁芯内部；电机嵌入壳体（3）内部，通过电缆（28）输送电力；电机轴与泵轴同轴化处理，双电机内嵌于电泵的上、下端，两者相并联；

扶正轴承（4）安装在上接头（1）与下接头（19）上，包括铜套及钢套两部分；钢套与定子（6）相连，铜套与转子（5）相连并可随转子（5）相对转动；在铜套外侧加入膨胀环，用于限制定子（6）和转子（5），既当电机温度过高时，所述膨胀环变大使得定子（6）和扶正轴承（4）外部的钢套之间摩擦力加大，进而实现限位，防止电机轴（8）的进行偏移；

止推轴承（2），包括静块与动块两部分，用于承担转子（5）带来的径向压力，以及对电机在径向位置上进行辅助支撑；上接头（1）为可拆卸部件，止推轴承（2）安装在上接头（1）的上端，止推轴承（2）的轴承座安装在上接头（1）的支撑座内部，上接头（1）内有凸台用来支撑轴承座；

所述机械密封装置（22）位于下接头（19）处，包括漏油器（22）及密封环（21），用于防止杂质伴随润滑油进入电机；机械密封装置（22）位于排出口（24）与泵轴（8）之间，机械密封装置（22）的底端伸出所述下接头，以方便直接从所述下接头进行拆卸；

所述叶导轮，包括叶轮（15）、导轮（16）以及套筒（17）；其中，叶轮（15）具有叶轮叶片（26），叶轮（15）通过轮毂（25）与键（27）的配合连接在泵轴（8）上，绕泵轴（8）进行旋转，进而对液体进行增压传递；导轮（16），具有正面与背面两部分，并分别设有正叶片（11）与背叶片（12），用于将液体传送到指定高度，供下一级叶轮使用；套筒（17），用于对叶轮及导轮进行辅助支撑，起到限制定位的作用：叶轮叶片（26）与导轮的正叶片（11）均为扭曲叶片。

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