CN114439770B - 一种紧凑型船用水炮增压离心泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种紧凑型船用水炮增压离心泵，用于解决常规离心泵整体结构不紧凑、轴向尺寸长、零部件多、重量重，安装维护不方便的问题。本发明包括左泵盖、水润滑导轴承部件、泵体以及右泵盖；泵体内设置有压水室，左泵盖与右泵盖安装于泵体上并形成吸水室；吸水室与压水室通过叶轮安装腔连通，叶轮安装腔内安装有叶轮，叶轮固定于轴上；轴套套装于轴上，且径向通过第一键固定，轴向通过圆螺母固定；轴的非驱动端末端设置有非驱动端压盖，且与轴的端面之间形成空腔；水润滑导轴承部件套装于轴套上，且外表面与左泵盖连接，侧面与非驱动端压盖连接。本发明采用了对称型水力结构，性高设备运行稳定性。

Description

一种紧凑型船用水炮增压离心泵

技术领域

本发明涉及船用离心泵领域，具体涉及一种紧凑型船用水炮增压离心泵。

背景技术

船用水炮增压离心泵，安装在船舱底部，由船体动力系统或其它驱动设备驱动为液体增压，增压后的液体通过阀门、管道进入水炮底座，经过炮管整流、能量转换后形成高速水柱喷出。水炮增压离心泵在海警船上配合远射程水炮使用可提高海警防卫能力，保障船舶的航行安全。在消防船上配套使用，可加强舰船消防能力。

现有的船用水炮增压泵，一般有两种结构类型的离心泵产品：

一种结构是水平中开卧式结构，进出口方向水平进上出，该种结构如附图1所示，因第一密封面103为水平方向，在检修维护时，首先拆卸泵进出口处的法兰螺栓，然后将第一泵体101整体移出，最后将水平密封面螺栓和第一泵盖102拆卸后再进行维修，拆卸维护极为不便。

并且该种结构因入口为水平方向，出口管路也需水平布置，故占用船舱底部空间较多。

另一种结构是：如图2所示，水平中开卧式离心泵结构，进出口方向为下进上出，解决了船舱底部水平管路布置占用空间大的问题。密封面由常规水平中开式旋转为竖直方向，在一定程度方便了检修，但泵盖的两个吊孔布置位置与泵盖重心偏离问题，致使拆卸和安装时还是存在诸多不方便。该种结构因原型产品吸水室水力结构限制，安装时采用焊接或紧固件连接的办法在泵体上增加一个支撑架零件，再通过支撑架与船舱固定连接。该种结构因新增了支撑架，结构复杂，设备重量增加，无法满足船用泵质量轻、结构尺寸紧凑的要求，同时整体结构不如泵体采用铸造连接的支撑结构稳定性高。

上述两种结构型式除了各自缺点外，还存在同一个问题，转子的支撑结构和密封型式较为传统，采用两端滚动轴承支撑、两侧密封的结构，该种结构轴向尺寸长，结构不紧凑，对于空间有限的船舱底部，往往无法满足安装维护的要求。

发明内容

本发明提供一种结构紧凑型船用水炮增压离心泵，用于解决常规离心泵整体结构不紧凑、轴向尺寸长、零部件多、重量重，安装维护不方便的问题。本发明采用了对称型水力结构，提高设备的运行稳定性。

本发明的技术方案如下：

一种紧凑型船用水炮增压离心泵，包括轴、左泵盖、泵体、叶轮及右泵盖；

所述泵体左侧安装连接左泵盖，其右侧安装连接右泵盖；所述左泵盖、右泵盖与泵体相互配合形成了压水室、吸水室以及叶轮安装腔，所述叶轮安装腔连通压水室和吸水室；

所述叶轮通过第二键固定于轴上，且叶轮位于叶轮安装腔内；其特殊之处在于：

还包括水润滑导轴承部件以及轴套、非驱动端压盖；

所述轴套套装于轴的非驱动端，且径向通过第一键固定，轴向通过圆螺母固定；

轴的非驱动端末端设置有非驱动端压盖，且与轴的端面之间形成第一空腔；

所述水润滑导轴承部件套装于轴套上，且左端部与左泵盖和非驱动端压盖固定连接；所述轴带动轴套在水润滑导轴承部件中旋转；

所述水润滑导轴承部件包括导轴承体和导轴承；

所述导轴承套装在导轴承体内，且采用过盈配合，并使用紧定螺钉径向固定；

所述导轴承体的左端部设有安装法兰，导轴承体通过安装法兰和左泵盖和非驱动端压盖固接连接，导轴承体与左泵盖接触面之间设置有第一O形密封圈；

所述导轴承套设在轴套上且与轴套转动连接。

进一步地，所述左泵盖与泵体通过螺母和螺柱连接安装，且安装面通过止口配合形成左密封面；

所述右泵盖与泵体通过螺母和螺柱连接安装，且安装面通过止口配合形成右密封面；左密封面和右密封面均设置有密封垫。

进一步地，所述吸水室与压水室之间的接触面设置有O形密封圈。

进一步地，还包括套装在轴的第一叶轮挡套、第二叶轮挡套和轴套螺母；

所述第一叶轮挡套位于轴套的右侧，且第一叶轮挡套和第二叶轮挡套对应设置于叶轮的两侧；

所述轴套螺母固定于第二叶轮挡套的右侧。

进一步地，还包括机械密封部件，所述机械密封部件设置在轴上且与轴转动连接；所述机械密封部件通过法兰与右泵盖固定连接；所述机械密封部件、右泵盖与轴之间形成第二空腔。

进一步地，所述第一冲洗水管路部件连通压水室、第一空腔和泵体吸水室；

所述第二冲洗水管路部件连通压水室、第二空腔和吸水室。

进一步地，所述第一冲洗水管路部件和第二冲洗管路部件结构相同，包括卡套式接头、不锈钢管、旋液分离器；

所述悬液分离器设置有三个卡套式接头，分别与三个不锈钢管的一端连接，每个不锈钢管的另一端也设置有卡套式接头；

所述第一冲洗水管路部件中的三个卡套式接头分别连接连压水室、非驱动端压盖或泵体吸水室；

所述第二冲洗水管路部件中的三个卡套式接头分别连接压水室、机械密封部件或吸水室。

进一步地，所述轴的驱动端安装有驱动端轴承部件。

进一步地，所述压水室为双蜗壳流道结构。

进一步地，吸水室为准环形对称布置结构。

本发明的有益效果具体如下：

1、本发明中，轴的非驱端采用水润滑导轴承部件替代了现有两种结构中的机械密封部件和非驱端轴承部件，有效地减短了泵的轴向长度，使得泵整体结构紧凑，重量轻，体积小，节省了船舱底部的空间，同时也降低了整个设备的制造成本。

2、本发明中，泵体与左泵盖、右泵盖的密封面为径向竖直密封，整体结构为端开式结构。检修维护水润滑导轴承部件、轴套、左泵盖口环、叶轮、叶轮口环零件时，只需拆卸左泵盖。检修右泵盖口环、机械密封时只需拆卸右泵盖和驱动端轴承部件，检修驱动端轴承部件时可直接从右泵盖上拆卸，该种结构相对现有的两种结构维护安装拆卸更为方便。

3、本发明中，水润滑导轴承部件与左泵盖、非驱动端压盖之间的密封面采用O型密封圈静密封，舍弃了非驱动端原有结构的机械密封，减少了设备的密封泄漏点数量，提高设备密封可靠性。

4、本发明中，为机械密封和水润滑导轴承部件配置的冲洗水管路部件上设置了旋液分离器，有效降低了固体颗粒进入机械密封和水润滑导轴承部件的风险，提高了设备零部件的使用寿命。

5、本发明中，泵的吸水室采用准环形对称结构，泵的安装支撑脚板以铸造在泵体上的方式对称布置在吸水室的两侧，整体结构稳定性和紧凑性较现有的两种结构都要好。

6、本发明中，泵的压水室采用双蜗壳结构，有效降低了在运行过程中出现的径向力，提高设备的运行稳定性。

7、本发明中，左泵盖和右泵盖整体对称布置、铸件共用模具，通用性强，有效降低了生产成本。

8、本发明中，泵的整体结构设计理念符合下进上出要求，无需采用支撑架的辅助连接，结构简单，零件少，同时有效节省了因入口管路水平布置浪费的舱底空间。

附图说明

图1是现有离心泵进出口方向为水平进上出的水平中开卧式结构示意图：

其中附图标记为：

101-第一泵体、102-第一泵盖、103-第一密封面。

图2是现有离心泵带有安装支撑架的进出口方向为下进上出的水平中开卧式结构示意图；

图3是本发明实施例的主视图；

图4是本发明实施例的侧视图；

图5是本发明实施例中的水润滑导轴承部件结构示意图。

附图标记如下：

1-水润滑导轴承部件、2-轴套、3-圆螺母、4-轴、5-非驱动端压盖、51-第一空腔、6-第一冲洗水管路部件、7-第一键、8-第一叶轮挡套、9-左泵盖、10-泵体、11-第二键、12-叶轮、13-右泵盖、14-第二叶轮挡套、15-轴套螺母、16-机械密封部件、161-第二空腔、17-驱动端轴承部件、18-左密封面、19-右密封面、20-吸水室、21-压水室、22-第二冲洗水管路部件、501-螺母、502-螺柱、503-顶丝孔、504-吊环孔、601-导轴承体、602-导轴承、603-紧定螺钉、604-第一O型密封圈。

具体实施方式

为使本发明的方案更加明了，下面结合附图说明和具体实施例对本发明作进一步描述：

如图3、图4所示，一种紧凑型船用水炮增压离心泵，包括水润滑导轴承部件1、轴套2、圆螺母3、轴4、非驱动端压盖5、第一冲洗水管路部件6、第一叶轮挡套8、左泵盖9、泵体10、叶轮12、右泵盖13、第二叶轮挡套14、轴套螺母15、机械密封部件16以及驱动端轴承部件17。

泵体10内部设置有压水室21，其左侧安装左泵盖9，其右侧安装右泵盖13。左泵盖9和右泵盖13通过螺柱502、螺母501与泵体10连接。压水室21为双蜗壳流道结构。

左泵盖9、右泵盖13与泵体10连接面上通过止口配合，并使用螺柱、螺栓连接。左泵盖9与泵体10的止口配合处，即左泵盖9与泵体10的径向设置有用于密封的左密封面18，左密封面18上设置有密封垫；右泵盖13与泵体10的止口配合处，即右泵盖13与泵体10之间的径向设置有用于密封的右密封面19，右密封面19上设置有密封垫；左泵盖9、右泵盖13上设置顶丝孔503和吊环孔504，顶丝孔503和吊环孔504用于泵体10的拆卸。左泵盖9和右泵盖13上设置了泵盖口环。

左泵盖9、右泵盖13与泵体10装配组成了吸水室20，吸水室20为准环形对称布置结构，即泵的安装支撑脚板以铸造在泵体上的方式对称布置在吸水室的两侧；吸水室20与压水室21通过叶轮安装腔连通，叶轮安装腔内安装叶轮12。叶轮12上设置有叶轮口环，叶轮12通过第二键11固定于轴4上。轴4的旋转带动叶轮12开始旋转，使得吸水室20中的液体进入叶轮12后通过离心力开始做功，使得从叶轮12高速流出的液体流入压水室21中，液体经过压水室21收集后，最终经过泵体10的出口排出。

泵盖口环与叶轮口环能够使得泵体10与叶轮12在运行过程中降低磨损，提高使用寿命，降低易损件更换维护成本。

左泵盖9和右泵盖13通过紧固件固定在泵体10上形成完整的泵壳体结构，泵盖与泵体10内的压水室21的轴向设置O型密封圈形成轴向密封面，防止离心泵在运行过程中的高压液体从压水室流入吸水室。

轴4的非驱动端末端设置有非驱动端压盖5，且与轴4的端面之间形成第一空腔51。

轴套2套装于轴4上，且径向通过第一键7固定，轴向通过圆螺母3固定；水润滑导轴承部件1套装于轴套2上，且外表面与左泵盖9连接，侧面与非驱动端压盖5连接；当轴4开始旋转，轴4上的轴套2在水润滑导轴承部件1中转动。

非驱动端压盖5、水润滑导轴承部件1和左泵盖9三者的接触面均设置O形密封圈用于密封。

位于右泵盖13内的轴4上设置有轴套螺母15；叶轮12与轴套2之间设置有第一叶轮挡套8，叶轮12与轴套螺母15之间设置有第二叶轮挡套14，且均固定于轴4上，螺母15用于第二叶轮挡套14的限位。

机械密封部件16与右泵盖13固定连接且与轴4转动连接，用于密封轴4和右泵盖13。机械密封部件16、右泵盖13与轴4之间形成第二空腔161。

轴4的驱动端还安装有驱动端轴承部件17。

第一冲洗水管路部件6连通压水室21、第一空腔51、泵体吸水室20；

第二冲洗水管路部件22连通压水室21、第二空腔161、吸水室20。

如图5所示，水润滑导轴承部件1包括导轴承体601、导轴承602，导轴承602套装在导轴承体601在内，导轴承体601与导轴承602之间采用过盈配合安装，并使用紧定螺钉603固定。导轴承体601和左泵盖9连接，两者之间接触面设置有第一O形密封圈604，导轴承602和轴套2是动连接，在旋转运动过程中导轴承602对轴套2起支撑作用。

第一冲洗水管路部件6和第二冲洗管路部件22均由卡套式接头、不锈钢管、旋液分离器组成。悬液分离器设置有3个卡套式接头，分别与三个不锈钢管的一端连接，每个不锈钢管的另一端也设置了一个卡套式接头。

第一冲洗管路部件中的卡套式接头分别连接压水室21、非驱动端压盖5以及吸水室20。

第二冲洗管路部件中的卡套式接头分别连接压水室21、机械密封部件16以及吸水室20。

泵在运行过程中，第一冲洗管路部件中，高压冲洗水从压水室21流出并进入旋液分离器，通过旋液分离器将高压冲洗水分为较为清洁的液体和含有固体杂质的液体，其中较为清洁的液体通过非驱动压盖5与轴4形成的空腔流向水润滑导轴承部件1，用于轴4带动轴套2在水润滑导轴承部件1中旋转的润滑，含有固体杂质的液体流向吸水室20。

泵在运行过程中，第二冲洗管路部件22中，高压冲洗水从压水室21流出并进入旋液分离器，通过旋液分离器将高压冲洗水分为较为清洁的液体和含有固体杂质的液体，其中较为清洁的液体流向机械密封部件16，含有固体杂质的液体流向吸水室20。

第一冲洗管路部件和第二冲洗管路部件的配置方式有效降低了冲洗水中的杂质含量，提高了机械密封部件16和水润滑导轴承部件1的使用寿命。

检修时，若需更换导轴承部件1及轴套2，只需拆卸固定非驱动端压盖5和水润滑导轴承部件1的紧固件便可直接更换。若需更换叶轮12和叶轮口环只需拆卸左泵盖9便可直接更换。若需检修机械密封部件16，只需拆卸驱动端轴承部件17和右泵盖13即可更换。整体结构检修维护拆卸方便。

本申请中使用水润滑轴承部件1取代了原有结构中非驱端轴承部件和相应的机械密封部件，有效的缩小了泵的轴向长度，整体结构紧凑，重量轻，体积小，节省了船舱底部的空间，同时也降低了整个设备的制造成本。

Claims (8)

1.一种紧凑型船用水炮增压离心泵，包括轴（4）、左泵盖（9）、泵体（10）、叶轮（12）及右泵盖（13）；

所述泵体（10）左侧安装连接左泵盖（9），其右侧安装连接右泵盖（13）；所述左泵盖（9）、右泵盖（13）与泵体（10）相互配合形成了压水室（21）、吸水室（20）以及叶轮安装腔，所述叶轮安装腔连通压水室（21）和吸水室（20）；

所述叶轮（12）通过第二键（11）固定于轴（4）上，且叶轮（12）位于叶轮安装腔内；其特征在于：

还包括水润滑导轴承部件（1）以及轴套（2）、非驱动端压盖（5）；

所述轴套（2）套装于轴（4）的非驱动端，且径向通过第一键（7）固定，轴向通过圆螺母（3）固定；

轴（4）的非驱动端末端设置有非驱动端压盖（5），且与轴（4）的端面之间形成第一空腔（51）；

所述水润滑导轴承部件（1）套装于轴套（2）上，且左端部与左泵盖（9）和非驱动端压盖（5）固定连接；所述轴（4）带动轴套（2）在水润滑导轴承部件（1）中旋转；

所述水润滑导轴承部件（1）包括导轴承体（601）和导轴承（602）；

所述导轴承（602）套装在导轴承体（601）内，且采用过盈配合，并使用紧定螺钉（603）径向固定；

所述导轴承体（601）的左端部设有安装法兰，导轴承体（601）通过安装法兰和左泵盖（9）和非驱动端压盖（5）固接连接，导轴承体（601）与左泵盖（9）接触面之间设置有第一O形密封圈（604）；

所述导轴承（602）套设在轴套（2）上且与轴套（2）转动连接；

还包括第一冲洗水管路部件（6）和第二冲洗水管路部件（22）；

所述第一冲洗水管路部件（6）连通压水室（21）、第一空腔（51）和泵体吸水室（20）；

所述第二冲洗水管路部件（22）连通压水室（21）、第二空腔（161）和吸水室（20）；

所述第一冲洗水管路部件（6）和第二冲洗管路部件（22）结构相同，包括卡套式接头、不锈钢管、旋液分离器；

所述悬液分离器设置有三个卡套式接头，分别与三个不锈钢管的一端连接，每个不锈钢管的另一端也设置有卡套式接头；

所述第一冲洗水管路部件（6）中的三个卡套式接头分别连接连压水室（21）、非驱动端压盖（5）或泵体吸水室（20）；

所述第二冲洗水管路部件（22）中的三个卡套式接头分别连接压水室（21）、机械密封部件（16）或吸水室（20）。

2.根据权利要求1所述的一种紧凑型船用水炮增压离心泵，其特征在于：

所述左泵盖（9）与泵体（10）通过螺母（501）和螺柱（502）连接安装，且安装面通过止口配合形成左密封面（18）；

所述右泵盖（13）与泵体（10）通过螺母（501）和螺柱（502）连接安装，且安装面通过止口配合形成右密封面（19）；左密封面（18）和右密封面（19）均设置有密封垫。

3.根据权利要求2所述的一种紧凑型船用水炮增压离心泵，其特征在于：

所述吸水室（20）与压水室（21）之间的接触面设置有O形密封圈。

4.根据权利要求3所述的一种紧凑型船用水炮增压离心泵，其特征在于：

还包括套装在轴（4）的第一叶轮挡套（8）、第二叶轮挡套（14）和轴套螺母（15）；

所述第一叶轮挡套（8）位于轴套（2）的右侧，且第一叶轮挡套（8）和第二叶轮挡套（14）对应设置于叶轮（12）的两侧；

所述轴套螺母（15）固定于第二叶轮挡套（14）的右侧。

5.根据权利要求4所述的一种紧凑型船用水炮增压离心泵，其特征在于：

还包括机械密封部件（16），所述机械密封部件（16）设置在轴（4）上且与轴（4）转动连接；所述机械密封部件（16）通过法兰与右泵盖（13）固定连接；所述机械密封部件（16）、右泵盖（13）与轴（4）之间形成第二空腔（161）。

6.根据权利要求4所述的一种紧凑型船用水炮增压离心泵，其特征在于：

所述轴（4）的驱动端安装有驱动端轴承部件（17）。

7.根据权利要求4所述的一种紧凑型船用水炮增压离心泵，其特征在于：

所述压水室（21）为双蜗壳流道结构。

8.根据权利要求4所述的一种紧凑型船用水炮增压离心泵，其特征在于：

吸水室（20）为准环形对称布置结构。