CN114909294A - 一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵及运行方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵及运行方法，它包括泵轴，所述泵轴上依次安装有泵联轴器、轴承体甲组件、首级叶轮、正向叶轮、中间减压套、反向叶轮、后减压套、填料轴套、轴承挡套和轴承体乙组件；所述首级叶轮吸入口为双吸叶轮结构，在反向末级叶轮后盖板上设有口环和平衡孔；且所述正向叶轮的数量比反向叶轮的数量多一个。此离心泵通过在自平衡多级泵基础上用双吸叶轮代替原单吸叶轮，当泵为偶数级泵时，在末级叶轮后盖板上设置密封环和平衡孔，正反叶轮对称地设置在吐出段两侧，轴向力自动平衡。
Description
技术领域
本发明涉及离心泵领域，特别涉及一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵及运行方法。
背景技术
现有的自平衡多级泵（图1）为单吸节段式多级离心泵，泵的吸入口可以垂直向上或水平、排出口垂直向上布置。主要有：吸入段、中段、吐出段、次级吸入段、正导叶、反导叶、正叶轮、反叶轮、轴、节流减压装置、挡套、轴承体、过渡管等零件组成，具有对称布置的叶轮转子部件，各级对称叶轮所产生的轴向力相互抵消，无需采用平衡盘结构就能实现泵腔内巨大轴向推力的自动平衡，一般用安装在非驱动端的推力轴承平衡轴向力。
其主要缺点是：普通自平衡多级离心泵，为改善汽蚀性能，其首级叶轮进口直径比次级叶轮的大，对于偶数级高扬程多级离心泵，因叶轮进口存在较大的面积差，泵产生的轴向力很大，严重影响推力轴承使用寿命。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵及运行方法，此离心泵通过在自平衡多级泵基础上用双吸叶轮代替原单吸叶轮，当泵为偶数级泵时，在末级叶轮后盖板上设置密封环和平衡孔，正反叶轮对称地设置在吐出段两侧，轴向力自动平衡。考虑到零件加工存在一定的误差以及使用时不均匀磨损的情况，泵转子会产生部分残余轴向力，设置一对单列角接触球轴承承担残余轴向力。
为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵，它包括泵轴，所述泵轴上依次安装有泵联轴器、轴承体甲组件、首级叶轮、正向叶轮、中间减压套、反向叶轮、后减压套、填料轴套、轴承挡套和轴承体乙组件；所述首级叶轮吸入口为双吸叶轮结构，在反向末级叶轮后盖板上设有口环和平衡孔；且所述正向叶轮的数量比反向叶轮的数量多一个。
所述轴承体甲组件包括轴承体甲、圆柱滚子轴承、轴承端盖及其连接件；所述泵轴的端头通过圆柱滚子轴承转动安装在轴承体甲的内部；所述圆柱滚子轴承通过轴承端盖限位安装在轴承体甲的内部。
所述轴承体乙组件包括轴承体乙、圆柱滚子轴承、角接触轴承、轴承隔套、轴承衬套、轴承端盖及其连接件；所述圆柱滚子轴承套装在泵轴上，并将泵轴转动支撑在轴承体乙的内部；所述角接触轴承共有两组，并呈反方向布置在轴承体乙的内部；所述角接触轴承的外部套装有轴承衬套；所述轴承衬套与轴承体乙的轴承孔之间采用间隙配合。
所述首级叶轮外设有导流体，导流体安装在进水段上，进水段通过拉杆与前盖、隔板、中段、出水段和后段联接在一起；前盖与导流体上设有首级口环；反向叶轮的外部安装有反向导叶。
所述正向叶轮外设有导叶和中段，导叶上设有导叶套，中段上设有次级口环，正向末级叶轮和反向末级叶轮的外部分别设有正向末级导叶和反向末级导叶；所述正向末级导叶和反向末级导叶外部设置有出水段。
所述出水段上设有中间密封套，出水段通过弯管与后段连接在一起。
所述后段上设有后减压套，后减压套上设置有后密封套，后段与尾盖联接在一起；尾盖上设有填料压盖和填料腔，填料腔内设有填料和填料环。
所述首级叶轮和正向叶轮之间通过中间套定位，中间套上设置有首级密封套。
还包括平衡水管系统。
一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵的运行方法：
在双吸高扬程平衡型多级离心泵运行时，首先在泵内注满液体后，启动电机，通过联轴器带动泵轴旋转，泵轴上的叶轮随之旋转，液体在叶轮离心力的作用下被甩出叶轮，而在首级叶轮吸入口造成一定的真空度，液体在吸入液面压力作用下经吸入管路进入泵内；
液体从首级叶轮甩出后，平缓地进入与液体流速方向一致的正向导叶，沿正向导叶继续向外流动，沿轴向绕过导叶内部间隔板，再沿反向导叶向内侧流动，沿轴向进入下一级叶轮，最后一级正向叶轮出口的液流通过过渡管流入反向叶轮，最后从出水段排出到出液管；
通过在吸入段内安装了一个双吸叶轮结构的首级叶轮，泵运行时，首级叶轮产生的轴向力自动平衡，泵为偶数级时，在反向末级叶轮后盖板上设有口环和平衡孔，在吐出段两侧对称设置正向叶轮和反向叶轮，轴向力自动平衡；
泵运行时，仅存在因制造误差或使用时不均匀磨损而产生的较小残余轴向力，此时通过在驱动端安装一个圆柱滚子轴承，在非驱动端安装一个圆柱滚子轴承和一对单列角接触球轴承，其中，圆柱滚子轴承承担径向力，一对单列角接触球轴承承担泵残余轴向力。
本发明有如下有益效果：
1、通过本发明的离心泵通过在自平衡多级泵基础上用双吸叶轮代替原单吸叶轮，泵为偶数级时，在末级叶轮后盖板上设置密封环和平衡孔，在吐出段两侧对称设置正反叶轮，轴向力也可自动平衡；同时考虑到零件加工存在一定的误差以及使用时不均匀磨损的情况，泵转子会产生部分残余轴向力，设置一对单列角接触球轴承承担残余轴向力。
2、本发明多级离心泵，通过采用双吸首级叶轮，比传统自平衡多级泵汽蚀性能好，运用范围更广，同时可实现偶数级高扬程多级离心泵轴向力的自动平衡。
3、本发明中采用在驱动端安装一个圆柱滚子轴承，在非驱动端安装一个圆柱滚子轴承和一对单列角接触球轴承，可实现角接触球轴承只承担较小的残余轴向力，大大提高了轴承的使用寿命。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
图1为现有的单吸节段式多级离心泵。
图2 为本发明整体结构示意图。
图3 为本发明图2中轴承体乙组件局部结构图。
图4为本发明图2中平衡孔所在部位的局部放大图
图中：1、泵联轴器，2、轴承体甲组件，3、前盖，4、导流体，5、进水段，6、隔板，7、导叶，8、中段，9、正向末级导叶，10、出水段，11、弯管，12、反向末级导叶，13、反向导叶，14、后段，15、尾盖，16、轴承体乙组件，17、轴承挡套，18、填料压盖，19、填料轴套，20、填料环，21、后密封套，22、后减压套，23、次级口环，24、反向叶轮，25、导叶套，26、反向末级叶轮，27、中间密封套，28、中间减压套，29、正向叶轮，30、中间套，31、首级密封套，32、首级叶轮，33、首级口环，34、拉杆，35、泵轴，36、平衡水管系统，37、圆柱滚子轴承，38、角接触轴承，39、轴承衬套，40、口环，41、平衡孔。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。
实施例1：
如图2-4所示，一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵，它包括泵轴35，所述泵轴35上依次安装有泵联轴器1、轴承体甲组件2、首级叶轮32、正向叶轮29、中间减压套28、反向叶轮24、后减压套22、填料轴套19、轴承挡套17和轴承体乙组件16；所述首级叶轮32吸入口为双吸叶轮结构，在反向末级叶轮26后盖板上设有口环40和平衡孔41；且所述正向叶轮29的数量比反向叶轮24的数量多一个。通过采用双吸叶轮结构的首级叶轮32比传统自平衡多级泵汽蚀性能好，运用范围更广。
进一步的，所述轴承体甲组件2包括轴承体甲、圆柱滚子轴承、轴承端盖及其连接件；所述泵轴35的端头通过圆柱滚子轴承转动安装在轴承体甲的内部；所述圆柱滚子轴承通过轴承端盖限位安装在轴承体甲的内部。通过上述的轴承体甲组件2能够用于对泵轴35的输入端进行有效的转动支撑。
进一步的，所述轴承体乙组件16包括轴承体乙、圆柱滚子轴承37、角接触轴承38、轴承隔套、轴承衬套39、轴承端盖及其连接件；所述圆柱滚子轴承37套装在泵轴35上，并将泵轴35转动支撑在轴承体乙的内部；所述角接触轴承38共有两组，并呈反方向布置在轴承体乙的内部；所述角接触轴承38的外部套装有轴承衬套39；所述轴承衬套39与轴承体乙的轴承孔之间采用间隙配合。通过上述的轴承体乙组件16能够用于对泵轴35的非输入端进行转动支撑，进而保证了其即能够承受径向力，也能够承重一定的轴向力。
此外，通过在角接触轴承38的外部套装有轴承衬套39，并将轴承衬套39与轴承体乙的轴承孔之间采用间隙配合，保证了角接触轴承38运行过程中，只承受轴向力，不承受径向力，有效延长了使用寿命，防止其发生过渡磨损。
进一步的，所述首级叶轮32外设有导流体4，导流体4安装在进水段5上，进水段5通过拉杆34与前盖3、隔板6、中段8、出水段10和后段14联接在一起；前盖3与导流体4上设有首级口环33；反向叶轮24的外部安装有反向导叶13。通过上述的首级叶轮32采用双吸叶轮结构形式，能够自动的平衡轴向力。
进一步的，所述正向叶轮29外设有导叶7和中段8，导叶7上设有导叶套25，中段8上设有次级口环23，正向末级叶轮和反向末级叶轮26的外部分别设有正向末级导叶9和反向末级导叶12；所述正向末级导叶9和反向末级导叶12外部设置有出水段10。
进一步的，所述出水段10上设有中间密封套27，出水段10通过弯管11与后段14连接在一起。
进一步的，所述后段14上设有后减压套22，后减压套22上设置有后密封套21，后段14与尾盖15联接在一起；尾盖15上设有填料压盖18和填料腔，填料腔内设有填料和填料环20。通过上述的填料压盖18和填料环20能够起到很好的密封效果。
进一步的，所述首级叶轮32和正向叶轮29之间通过中间套30定位，中间套30上设置有首级密封套31。通过上述的中间套30能够实现相邻叶轮之间的轴向定位，而且通过首级密封套31能够实现密封效果。
进一步的，还包括平衡水管系统36。通过上述的平衡水管系统36能够实现泵体内部的水压平衡。
实施例2：
一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵的运行方法：
在双吸高扬程平衡型多级离心泵运行时，首先在泵内注满液体后，启动电机，通过联轴器带动泵轴35旋转，泵轴35上的叶轮随之旋转，液体在叶轮离心力的作用下被甩出叶轮，而在首级叶轮32吸入口造成一定的真空度，液体在吸入液面压力作用下经吸入管路进入泵内；
液体从首级叶轮32甩出后，平缓地进入与液体流速方向一致的正向导叶，沿正向导叶继续向外流动，沿轴向绕过导叶内部间隔板，再沿反向导叶13向内侧流动，沿轴向进入下一级叶轮，最后一级正向叶轮出口的液流通过过渡管流入反向叶轮，最后从出水段10排出到出液管；
通过在吸入段内安装了一个双吸叶轮结构的首级叶轮32，泵运行时，首级叶轮32产生的轴向力自动平衡，泵为偶数级时，在反向末级叶轮26后盖板上设有口环40和平衡孔41，在吐出段两侧对称设置正向叶轮和反向叶轮，轴向力自动平衡；
泵运行时，仅存在因制造误差或使用时不均匀磨损而产生的较小残余轴向力，此时通过在驱动端安装一个圆柱滚子轴承，在非驱动端安装一个圆柱滚子轴承37和一对单列角接触球轴承38，其中，圆柱滚子轴承37承担径向力，一对单列角接触球轴承38承担泵残余轴向力。
本发明的优点：
1、本发明采用双吸叶轮结构的首级叶轮，比传统自平衡多级泵汽蚀性能好，运用范围更广，泵为偶数级时，在末级叶轮后盖板上设置密封环和平衡孔，在吐出段两侧对称设置正反叶轮，轴向力也可自动平衡
2、本发明通过采用在驱动端安装一个圆柱滚子轴承，在非驱动端安装一个圆柱滚子轴承和一对单列角接触球轴承，可实现角接触球轴承只承担较小的残余轴向力，大大提高了轴承的使用寿命。
Claims (10)
1.一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵，它包括泵轴（35），所述泵轴（35）上依次安装有泵联轴器（1）、轴承体甲组件（2）、首级叶轮（32）、正向叶轮（29）、中间减压套（28）、反向叶轮（24）、后减压套（22）、填料轴套（19）、轴承挡套（17）和轴承体乙组件（16）；其特征在于：所述首级叶轮（32）吸入口为双吸叶轮结构，在反向末级叶轮（26）后盖板上设有口环（40）和平衡孔（41）；且所述正向叶轮（29）的数量比反向叶轮（24）的数量多一个。
2.根据权利要求1所述的一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵，其特征在于：所述轴承体甲组件（2）包括轴承体甲、圆柱滚子轴承、轴承端盖及其连接件；所述泵轴（35）的端头通过圆柱滚子轴承转动安装在轴承体甲的内部；所述圆柱滚子轴承通过轴承端盖限位安装在轴承体甲的内部。
3.根据权利要求1所述的一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵，其特征在于：所述轴承体乙组件（16）包括轴承体乙、圆柱滚子轴承（37）、角接触轴承（38）、轴承隔套、轴承衬套（39）、轴承端盖及其连接件；所述圆柱滚子轴承（37）套装在泵轴（35）上，并将泵轴（35）转动支撑在轴承体乙的内部；所述角接触轴承（38）共有两组，并呈反方向布置在轴承体乙的内部；所述角接触轴承（38）的外部套装有轴承衬套（39）；所述轴承衬套（39）与轴承体乙的轴承孔之间采用间隙配合。
4.根据权利要求1所述的一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵，其特征在于：所述首级叶轮（32）外设有导流体（4），导流体（4）安装在进水段（5）上，进水段（5）通过拉杆（34）与前盖（3）、隔板（6）、中段（8）、出水段（10）和后段（14）联接在一起；前盖（3）与导流体（4）上设有首级口环（33）；反向叶轮（24）的外部安装有反向导叶（13）。
5.根据权利要求1所述的一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵，其特征在于：所述正向叶轮（29）外设有导叶（7）和中段（8），导叶（7）上设有导叶套（25），中段（8）上设有次级口环（23），正向末级叶轮和反向末级叶轮（26）的外部分别设有正向末级导叶（9）和反向末级导叶（12）；所述正向末级导叶（9）和反向末级导叶（12）外部设置有出水段（10）。
6.根据权利要求5所述的一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵，其特征在于：所述出水段（10）上设有中间密封套（27），出水段（10）通过弯管（11）与后段（14）连接在一起。
7.根据权利要求1所述的一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵，其特征在于：所述后段（14）上设有后减压套（22），后减压套（22）上设置有后密封套（21），后段（14）与尾盖（15）联接在一起；尾盖（15）上设有填料压盖（18）和填料腔，填料腔内设有填料和填料环（20）。
8.根据权利要求1所述的一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵，其特征在于：所述首级叶轮（32）和正向叶轮（29）之间通过中间套（30）定位，中间套（30）上设置有首级密封套（31）。
9.根据权利要求1所述的一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵，其特征在于：还包括平衡水管系统（36）。
10.权利要求1-9任意一项所述一种双吸高扬程平衡型偶数级离心泵的运行方法，其特征在于：
在双吸高扬程平衡型多级离心泵运行时，首先在泵内注满液体后，启动电机，通过联轴器带动泵轴（35）旋转，泵轴（35）上的叶轮随之旋转，液体在叶轮离心力的作用下被甩出叶轮，而在首级叶轮（32）吸入口造成一定的真空度，液体在吸入液面压力作用下经吸入管路进入泵内；
液体从首级叶轮（32）甩出后，平缓地进入与液体流速方向一致的正向导叶，沿正向导叶继续向外流动，沿轴向绕过导叶内部间隔板，再沿反向导叶（13）向内侧流动，沿轴向进入下一级叶轮，最后一级正向叶轮出口的液流通过过渡管流入反向叶轮，最后从出水段（10）排出到出液管；
通过在吸入段内安装了一个双吸叶轮结构的首级叶轮（32），泵运行时，首级叶轮（32）产生的轴向力自动平衡，泵为偶数级时，在反向末级叶轮（26）后盖板上设有口环（40）和平衡孔（41），在吐出段两侧对称设置正向叶轮和反向叶轮，轴向力自动平衡；
泵运行时，仅存在因制造误差或使用时不均匀磨损而产生的较小残余轴向力，此时通过在驱动端安装一个圆柱滚子轴承，在非驱动端安装一个圆柱滚子轴承（37）和一对单列角接触球轴承（38），其中，圆柱滚子轴承（37）承担径向力，一对单列角接触球轴承（38）承担泵残余轴向力。
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2022
- 2022-05-20 CN CN202210549562.6A patent/CN114909294A/zh active Pending
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