CN114320928A - 离心泵 - Google Patents

Abstract

本说明书提供了一种离心泵，包括：纵长延伸的中心轴；套设于所述中心轴外部的壳体，所述壳体设置有吸入口和流出口；设置在所述中心轴上的叶轮机构，所述叶轮机构包括：沿着所述中心轴的径向设置的承载部，所述承载部具有相背对的第一侧和第二侧；靠近所述第一侧设置的第一叶片；靠近所述第二侧设置的第二叶片；所述吸入口至所述第一叶片之间形成第一导流机构，所述吸入口至所述第二叶片之间形成第二导流机构；所述叶轮机构被构造为流体自所述吸入口进入后，能分别沿着所述第一导流机构进入所述第一叶片以及沿着所述第二导流机构进入所述第二叶片，再从所述流出口流出。本申请提供的离心泵，具有大流量、高扬程、运行平稳的特点。

Description

离心泵

技术领域

本申请涉及离心泵技术领域，具体涉及一种离心泵。

背景技术

石化PX装置的吸附塔底循环泵，要求大流量、高扬程，导致在结构设计上具有泵体尺寸大、重量重的特征，并且对泵体强度、刚度要求较高，给设计制造带来很大的挑战。另外，在运行过程中，还涉及大型转子的振动问题。

因此，需要提供一种离心泵来解决上述至少一个技术问题。

发明内容

为了解决现有技术中存在的至少一个技术问题，本申请提供了一种离心泵，具有大流量、高扬程、运行平稳的特点。

为了达到上述目的，本申请提供的技术方案如下所述：

一种离心泵，包括：

纵长延伸的中心轴；

套设于所述中心轴外部的壳体，所述壳体设置有吸入口和流出口；

设置在所述中心轴上的叶轮机构，所述叶轮机构包括：沿着所述中心轴的径向设置的承载部，所述承载部具有相背对的第一侧和第二侧；靠近所述第一侧设置的第一叶片；靠近所述第二侧设置的第二叶片；

所述吸入口至所述第一叶片之间形成第一导流机构，所述吸入口至所述第二叶片之间形成第二导流机构；所述叶轮机构被构造为流体自所述吸入口进入后，能分别沿着所述第一导流机构进入所述第一叶片以及沿着所述第二导流机构进入所述第二叶片，再从所述流出口流出。

作为一种优选的实施方式，所述吸入口和所述流出口沿着垂直于所述中心轴的轴线方向朝上设置。

作为一种优选的实施方式，所述叶轮机构包括：第一盖板和第二盖板，所述第一盖板与所述承载部之间形成第一流道，所述第一叶片设置于所述第一流道内，所述第二盖板与所述承载部之间形成第二流道，所述第二叶片设置于所述第二流道内。

作为一种优选的实施方式，所述叶轮机构与所述壳体之间形成腔室，所述第一流道具有第一入口和第一出口，所述第二流道具有第二入口和第二出口，所述第一出口、所述腔室和所述第一入口相连通形成第一回流通路，所述第二出口、所述腔室和所述第二入口相连通形成第二回流通路。

作为一种优选的实施方式，所述第一回流通路上设置有第一压力调节机构，所述第二回流通路上设置有第二压力调节机构，所述第一压力调节机构和所述第二压力调节机构能使流体自所述第一回流通路流动至所述第一流道的水压、自所述第二回流通路流动至所述第二流道的水压不同。

作为一种优选的实施方式，所述第一压力调节机构包括：设置在所述第一盖板上的第一叶轮密封环；设置在所述壳体内壁上的第一壳体密封环，所述第一叶轮密封环与所述第一壳体密封环之间形成第一间隙，所述腔室内的流体经所述第一间隙进入所述第一入口；

所述第二压力调节结构包括：设置在所述第二盖板上的第二叶轮密封环；设置在所述壳体内壁上的第二壳体密封环，所述第二叶轮密封环与所述第二壳体密封环之间形成第二间隙，所述腔室内的流体经所述第二间隙进入所述第二入口，所述第一间隙和所述第二间隙尺寸不同。

作为一种优选的实施方式，在所述第一叶轮密封环的外圆面与所述第一壳体密封环的内圆面之间、以及在所述第二叶轮密封环的外周面与所述第二壳体密封环的内圆面之间堆焊硬质合金。

作为一种优选的实施方式，所述壳体包括：前泵盖、后泵盖和连接于所述前泵盖和所述后泵盖之间的泵体，所述腔室由所述叶轮机构和所述泵体围设形成，所述前泵盖上形成有所述第一导流机构，所述后泵盖上形成有所述第二导流机构。

作为一种优选的实施方式，所述第一导流机构和所述第二导流机构具体为涡室结构，所述第一导流机构和所述第二导流机构为对称结构，所述涡室结构均具有环形流线。

作为一种优选的实施方式，所述壳体包括：前泵盖、后泵盖和连接于所述前泵盖和所述后泵盖之间的泵体，所述腔室由所述叶轮机构和所述泵体围设形成，所述泵体上设置有出口涡室，所述出口涡室与所述第一出口和所述第二出口相连通。

作为一种优选的实施方式，所述中心轴沿纵长延伸方向上的两端设置有自动调芯轴瓦以及与所述自动调芯轴瓦相配合的滚动止推轴承。

作为一种优选的实施方式，所述叶轮机构与所述中心轴过盈装配。

有益效果：

本申请实施方式提供的离心泵为卧式中心线安装，液体从该离心泵的吸入口进入，通过双吸机构，即第一导流机构和第二导流机构经叶轮入口进入叶轮，在叶片的旋转作用下对液体做功，将机械能转化为压能和势能，最后从离心泵的流出口流出，从而将液体输送出去。该离心泵被设计为双吸机构，增加了泵的吸入流量、降低了泵的汽蚀余量，同时利用相背对的叶片旋转做功，可以达到轴向力的自平衡。

参照后文的说明和附图，详细公开了本申请的特定实施方式，指明了本申请的原理可以被采用的方式。应该理解，本申请的实施方式在范围上并不因而受到限制。

针对一种实施方式描述和/或示出的特征可以以相同或类似的方式在一个或更多个其它实施方式中使用，与其它实施方式中的特征相组合，或替代其它实施方式中的特征。

应该强调，术语“包括/包含”在本文使用时指特征、整件、步骤或组件的存在，但并不排除一个或更多个其它特征、整件、步骤或组件的存在或附加。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动力的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本说明书实施例提供的离心泵的结构示意图；

图2为本说明书实施例提供的离心泵的剖视结构图；

图3为本说明书实施例提供的叶轮机构结构示意图；

图4为图2中A处局部放大图；

图5为本说明书实施例提供的叶轮密封环的结构示意图；

图6为本说明书实施例提供的壳体密封环的结构示意图。

附图标记说明：

1、中心轴；2、吸入口；3、流出口；4、承载部；41、第一叶片；42、第二叶片；43、第一盖板；44、第二盖板；5、腔室；6、第一压力调节机构；61、第一叶轮密封环；62、第一壳体密封环；7、第二压力调节机构；8、硬质合金；9、加强筋；10、前泵盖；11、后泵盖；12、泵体；13、第一导流机构；14、第二导流机构；15、出口涡室；16、自动调芯轴瓦；17、滚动止推轴承；18、前轴承体；19、后轴承体；20、前轴承托架；21、后轴承托架。

具体实施方式

下面将结合附图和具体实施方式，对本发明的技术方案作详细说明，应理解这些实施方式仅用于说明本发明而不用于限制范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所限定的范围内。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

下面将结合图1至图6对本说明书实施例的离心泵进行解释和说明。需要说明的是，在本发明的实施例中，相同的附图标记表示相同的部件。而为了简洁，在不同的实施例中，省略对相同部件的详细说明，且相同部件的说明可互相参照和引用。

如图1至图3所示，本说明书提供的一种离心泵，包括：纵长延伸的中心轴1；套设于所述中心轴1外部的壳体，所述壳体设置有吸入口2和流出口3；设置在所述中心轴1上的叶轮机构，所述叶轮机构包括：沿着所述中心轴1的径向设置的承载部4，所述承载部4具有相背对的第一侧和第二侧；靠近所述第一侧设置的第一叶片41；靠近所述第二侧设置的第二叶片42；所述吸入口2至所述第一叶片41之间形成第一导流机构13，所述吸入口2至所述第二叶片42之间形成第二导流机构14；所述叶轮机构被构造为流体自所述吸入口2进入后，能分别沿着所述第一导流机构13进入所述第一叶片41以及沿着所述第二导流机构14进入所述第二叶片42，再从所述流出口3流出。

该离心泵为卧式中心线安装，叶轮机构的承载部4沿着中心轴1的径向安装，承载部4在其相背对的两侧均安装有叶片，液体从该离心泵的吸入口2进入，分别通过第一导流机构13和第二导流机构14进入承载部4两侧的叶片。在叶片的旋转作用下对液体做功，将机械能转化为压能和势能，最后从离心泵的流出口3流出，从而将液体输送出去。该离心泵被设计为双吸机构，增加了泵的吸入流量、降低了泵的汽蚀余量，同时利用相背对的叶片旋转做功，可以达到轴向力的自平衡。

在本说明书中，所述吸入口2和所述流出口3沿着垂直于所述中心轴1的轴线方向朝上设置，具有自排气功能。从而，在制造叶轮机构时可以减少气孔以降低铸造时叶轮的变形量，提高铸件质量，降低了大外径、窄流道叶轮的高铸造难度。

在本说明书中，所述叶轮机构可以为闭式叶轮。具体的，叶轮机构可以包括：第一盖板43和第二盖板44，所述第一盖板43与所述承载部4之间形成第一流道，所述第一叶片41设置于所述第一流道内，所述第二盖板44与所述承载部4之间形成第二流道，所述第二叶片42设置于所述第二流道内。所述第一叶片41与所述第二叶片相对于所述承载部4对称设置。

在本实施例中，所述承载部4可以由第一叶片41的后盖板以及第二叶片42的后盖板相对接形成。从而该叶轮机构为背对背的双叶轮结构。则，所述第一盖板43为第一叶片41的前盖板，所述第二盖板44可以为第二叶片42的后盖板。

对于本说明书的叶轮机构而言，其叶轮整体为圆盘结构，所述第一流道或者所述第二流道均绕中心轴1的周向设置。对应的，所述第一导流机构13或者所述第二导流机构14绕中心轴1的周向设置。

在本说明书中，如图1所示，所述叶轮机构与所述壳体之间形成腔室5，所述第一流道具有第一入口和第一出口，所述第二流道具有第二入口和第二出口，所述第一出口、所述腔室5和所述第一入口相连通形成第一回流通路，所述第二出口、所述腔室5和所述第二入口相连通形成第二回流通路。从而，有部分流体从第一出口和第二出口流出后，会沿着第一回流通路和第二回流通路流回流道，而其余流体从第一出口和第二出口流出后，将沿着壳体的流出口向外输出。

具体的，所述第一回流通路上设置有第一压力调节机构6，所述第二回流通路上设置有第二压力调节机构7，所述第一压力调节机构6和所述第二压力调节机构7能使流体自所述第一回流通路流动至所述第一流道的水压、自所述第二回流通路流动至所述第二流道的水压不同。

通过设置前后不同的压力调节机构，通过调节流体返回至第一流道的水压、返回至第二流道的水压不同，能够调节叶轮机构的受力状态。具体原理是：由于叶轮出口，即第一出口和第二出口为高压流体，在运行时，出口流体会通过第一压力调节机构6和第二压力调节机构7向叶轮入口，即第一入口和第二入口(低压区)流动，形成压差从而产生轴向力。通过设置流体返回至第一流道的水压、返回到第二流道的水压不同，能够使得承载部4两侧的轴向力不同，使得叶轮机构处于受压状态，从而保证泵的运行更加稳定。

相较于未设置流体返回至第一流道的水压、返回到第二流道的水压不同的结构而言，承载部4两侧的轴向力能够相互抵消，但这样会使叶轮机构运行不稳定。第一压力调节机构6和第二压力调节机构7可以采用设置在回流通路上的任何结构的限流结构，可以通过调节第一回流通路、第二回流通路内流体流量不同、流速不同，实现返回至第一流道的水压、返回至第二流道的水压不同的目的。

在一个实施方式中，如图3和图4所示，所述第一压力调节机构6包括：设置在所述第一盖板43上的第一叶轮密封环61；设置在所述壳体内壁上的第一壳体密封环62，所述第一叶轮密封环61与所述第一壳体密封环62之间形成第一间隙，所述腔室5内的流体经所述第一间隙进入所述第一入口。所述第二压力调节结构7包括：设置在所述第二盖板44上的第二叶轮密封环；设置在所述壳体内壁上的第二壳体密封环，所述第二叶轮密封环与所述第二壳体密封环之间形成第二间隙，所述腔室5内的流体经所述第二间隙进入所述第二入口，所述第一间隙和所述第二间隙尺寸不同。

在本实施例中，第一出口和第二出口流出的流体会通过间隙b(第一间隙和第二间隙)向叶轮入口(低压区)流动。由于叶轮密封环与壳体密封环之间形成的第一间隙和第二间隙尺寸不同，让叶轮机构的前后两侧形成一定压差，使叶轮机构运行时处于受拉状态，从而保证泵的运行更加稳定。

进一步的，第一叶轮密封环61和第一壳体密封环62分别通过圆周方向上的6个螺钉固定在叶轮机构和壳体上，第一叶轮密封环61和第一壳体密封环62配对使用，形成第一间隙。同理，第二叶轮密封环和第二壳体密封环分别通过圆周方向上的6个螺钉固定在叶轮机构和壳体上，第二叶轮密封环和第二壳体密封环配对使用，形成第二间隙。

进一步的，如图5和图6所示，在所述第一叶轮密封环61的外圆面与所述第一壳体密封环62的内圆面之间、以及在所述第二叶轮密封环的外周面与所述第二壳体密封环的内圆面之间堆焊硬质合金，以增加耐磨性和防止咬合。

在本说明书中，所述壳体包括：前泵盖10、后泵盖11和连接于所述前泵盖10和所述后泵盖11之间的泵体12，所述腔室5由所述叶轮机构和所述泵体12围设形成，所述前泵盖10上形成有所述第一导流机构13，所述后泵盖11上形成有所述第二导流机构14。所述吸入口2和所述流出口3均设置在泵体12上，前泵盖10和后泵盖11可以通过螺钉连接于泵体12上。

具体的，所述第一导流机构13和所述第二导流机构14具体为涡室结构，所述第一导流机构和所述第二导流机构为对称结构，所述涡室结构均具有环形流线。所述泵体12上设置有出口涡室15，所述出口涡室15与所述第一出口和所述第二出口相连通。

在本实施例中，将第一导流机构13和第二导流机构14形成的入口涡室设置在泵盖上、将出口涡室15布置在泵体12上，相较于传统的将入口涡室和出口涡室完全设计在泵体的结构而言，该离心泵的结构紧凑，入口涡室设置环形流线，流道过渡更加顺畅。同时，可以在应力集中部位增加放射状的加强筋9，以保证泵体12和泵盖的强度。

在本说明书中，所述中心轴1沿纵长延伸方向上的两端设置有自动调芯轴瓦16以及与所述自动调芯轴瓦16相配合的滚动止推轴承17，通过自动调芯功能的轴瓦加滚动止推轴承17相结合的结构代替单独使用滚动轴承的结构，增加了叶轮机构的稳定性，有效降低振动、提高泵的运行可靠性。

在本说明书中，所述叶轮机构与所述中心轴1过盈装配，充分提高了叶轮机构的刚性。进一步的，将叶轮机构设计成刚性材质，增加了轴的轴径，并进一步提高了转子的稳定性。

在本说明书中，所述离心泵还进一步包括前轴承体18和后轴承体19，所述前轴承体18通过前轴承托架20安装于前泵盖10上，所述后轴承体19通过后轴承托架21安装于后泵盖11上。所述离心泵还设置有用于带动中心轴1旋转的驱动机构，进而通过中心轴1带动叶轮机构旋转。

上述实施例只为说明本申请的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本申请的内容并据以实施，并不能以此限制本申请的保护范围。凡根据本申请精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

应该理解，以上描述是为了进行图示说明而不是为了进行限制。通过阅读上述描述，在所提供的示例之外的许多实施方式和许多应用对本领域技术人员来说都将是显而易见的。出于全面之目的，所有文章和参考包括专利申请和公告的公开都通过参考结合在本文中。

Claims (12)

1.一种离心泵，其特征在于，包括：

纵长延伸的中心轴；

套设于所述中心轴外部的壳体，所述壳体设置有吸入口和流出口；

设置在所述中心轴上的叶轮机构，所述叶轮机构包括：沿着所述中心轴的径向设置的承载部，所述承载部具有相背对的第一侧和第二侧；靠近所述第一侧设置的第一叶片；靠近所述第二侧设置的第二叶片；

所述吸入口至所述第一叶片之间形成第一导流机构，所述吸入口至所述第二叶片之间形成第二导流机构；所述叶轮机构被构造为流体自所述吸入口进入后，能分别沿着所述第一导流机构进入所述第一叶片以及沿着所述第二导流机构进入所述第二叶片，再从所述流出口流出。

2.如权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述吸入口和所述流出口沿着垂直于所述中心轴的轴线方向朝上设置。

3.如权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述叶轮机构包括：第一盖板和第二盖板，所述第一盖板与所述承载部之间形成第一流道，所述第一叶片设置于所述第一流道内，所述第二盖板与所述承载部之间形成第二流道，所述第二叶片设置于所述第二流道内。

4.如权利要求3所述的离心泵，其特征在于，所述叶轮机构与所述壳体之间形成腔室，所述第一流道具有第一入口和第一出口，所述第二流道具有第二入口和第二出口，所述第一出口、所述腔室和所述第一入口相连通形成第一回流通路，所述第二出口、所述腔室和所述第二入口相连通形成第二回流通路。

5.如权利要求4所述的离心泵，其特征在于，所述第一回流通路上设置有第一压力调节机构，所述第二回流通路上设置有第二压力调节机构，所述第一压力调节机构和所述第二压力调节机构能使流体自所述第一回流通路流动至所述第一流道的水压、自所述第二回流通路流动至所述第二流道的水压不同。

6.如权利要求5所述的离心泵，其特征在于，所述第一压力调节机构包括：设置在所述第一盖板上的第一叶轮密封环；设置在所述壳体内壁上的第一壳体密封环，所述第一叶轮密封环与所述第一壳体密封环之间形成第一间隙，所述腔室内的流体经所述第一间隙进入所述第一入口；

所述第二压力调节结构包括：设置在所述第二盖板上的第二叶轮密封环；设置在所述壳体内壁上的第二壳体密封环，所述第二叶轮密封环与所述第二壳体密封环之间形成第二间隙，所述腔室内的流体经所述第二间隙进入所述第二入口，所述第一间隙和所述第二间隙尺寸不同。

7.如权利要求6所述的离心泵，其特征在于，在所述第一叶轮密封环的外圆面与所述第一壳体密封环的内圆面之间、以及在所述第二叶轮密封环的外周面与所述第二壳体密封环的内圆面之间堆焊硬质合金。

8.如权利要求4所述的离心泵，其特征在于，所述壳体包括：前泵盖、后泵盖和连接于所述前泵盖和所述后泵盖之间的泵体，所述腔室由所述叶轮机构和所述泵体围设形成，所述前泵盖上形成有所述第一导流机构，所述后泵盖上形成有所述第二导流机构。

9.如权利要求8所述的离心泵，其特征在于，所述第一导流机构和所述第二导流机构具体为涡室结构，所述第一导流机构和所述第二导流机构为对称结构，所述涡室结构均具有环形流线。

10.如权利要求4或8所述的离心泵，其特征在于，所述壳体包括：前泵盖、后泵盖和连接于所述前泵盖和所述后泵盖之间的泵体，所述腔室由所述叶轮机构和所述泵体围设形成，所述泵体上设置有出口涡室，所述出口涡室与所述第一出口和所述第二出口相连通。

11.如权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述中心轴沿纵长延伸方向上的两端设置有自动调芯轴瓦以及与所述自动调芯轴瓦相配合的滚动止推轴承。

12.如权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述叶轮机构与所述中心轴过盈装配。

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