CN115199555A - 一种两驱双轴系离心泵 - Google Patents

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张扬
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吕伟领
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Abstract

本发明涉及一种两驱双轴系离心泵，由高速离心部套和低速离心部套组成，所述高速离心部套与低速离心部套的轴系的轴心在同一条直线上；所述高速离心部套、低速离心部套分别由高速电机和低速电机同时驱动。相较于传统的水泵而言，本发明中的低速离心部套具有优异的抗汽蚀性能，由于转速低，使抗汽蚀性能更加稳定；高速离心部套具有更高的水力参数，使水泵容易满足高参数的要求。采用两驱双轴系离心泵，与传统的低转速抗汽蚀水泵相比可以大幅降低水泵体积、重量。本发明解决了低速的抗汽蚀水泵体积过大，高速水泵抗汽蚀难度很大的双重矛盾，且占地空间小，非常适合船舶、车载等特殊环境使用，具有较好的经济效益和较大的应用价值。

Description

一种两驱双轴系离心泵
技术领域
本发明涉及一种高抗汽蚀、高参数凝水泵技术领域，尤其是一种适合在船舶及车载条件下推广使用的双轴系离心泵。
背景技术
随着造船技术水平的不断提高，对于蒸汽动力船舶用水泵，尤其是高抗汽蚀凝水泵也提出了越来越高的要求。
由于船舶舱室空间有限，凝水泵的抗汽蚀性能难以通过安装位置的液位差来保证，必需要大幅提高凝水泵自身的抗汽蚀性能。由于蒸汽动力船舶的扩容对凝水泵的流量扬程需求不断提高，采用传统的设计方法，比如降低转速、多级叶轮或者加装诱导轮等方法，都难以有效缩小水泵的体积，这就导致水泵难以在有限的舱室内布置。
因此，为了减少水泵的布置空间，就需要大幅提高水泵设计转速。但转速过高，水泵流量要求过大的情况下，汽蚀问题是难以解决的。传统的解决方法是单独配置一台低速的前置泵。但是，这种方法仍不能解决在舱室内布置过程中，两台水泵总的体积和重量过大的问题。
在这样的背景下，从实际使用的角度出发。本发明推出了一种全新的两驱双轴系离心泵。通过低速离心部套来获得优秀的抗汽蚀性能，通过高速离心部套获得水泵的高参数。并创新性的采用了融合式设计，使水泵的体积、重量较常规设计相比约可以减小30％以上。在设计过程中，必需要兼顾抗汽蚀性能，高、低速叶轮参数分配等各方面问题才能够保证水泵具有优异的水力性能、小巧的体积和美观的外形，同时具有优异的可靠性和维修性。
发明内容
本发明是要提供一种两驱双轴系离心泵，解决在一台水泵内高抗汽蚀和高转速设计兼容难度大的问题；获得水泵更优的抗汽蚀性能；有效减小水泵的体积重量；适宜在船舶、车载环境推广使用。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：一种两驱双轴系离心泵，由高速离心部套和低速离心部套组成，所述高速离心部套与低速离心部套的轴系的轴心在同一条直线上；所述高速离心部套、低速离心部套分别由高速电机和低速电机同时驱动。
进一步，所述高速离心部套和低速离心部套组成端吸式共用泵体结构，所述低速电机位于共用泵体流道内部，流体至低速部套由导叶体排出后，通过电机外壳体的流道流出，进入高速离心部套，低速端电机利用外部流道冷却。
进一步，所述端吸式共用泵体结构，共用泵体一端内设有高压腔，另一端内端低压腔，高压腔连通出口，低压腔连通电机外部流道腔。
进一步，所述述高速离心部套和低速离心部套组成径吸式共用泵体结构，所述低速电机和高速电机位于共用泵体两端，所述高速离心部套和低速离心部套的进水、出水腔体融合在一个共用泵体当中。
进一步，所述径吸式共用泵体结构，共用泵体内设有高压腔和低压腔，高压腔连通出口，低压腔连通进口。
本发明的有益效果：
本发明解决了在一台水泵内高抗汽蚀和高转速设计兼容难度大的问题。
1、与传统设计方法相比，可在一台水泵内同时兼顾高抗汽蚀和高转速。
2、与传统低速抗汽蚀泵组相比，明显降低体积重量。
3、通过抗汽蚀叶轮设计，叶轮汽蚀比转速可以达到1600以上，高于普通叶轮(汽蚀比转速1200以下)。
4、容易获得水泵更优的抗汽蚀性能；
5、有效减小了水泵的体积重量；
6、本发明适宜在船舶、车载环境推广使用。
附图说明
图1是本发明的两驱双轴系离心泵(端吸式和径吸式)结构示意图；
其中：(a)端吸式，(b)径吸式；
图2是本发明的(端吸式)低速离心部套剖视图；
图3是本发明的(径吸式)低速离心部套剖视图；
图4是本发明的高速离心部套剖视图；
图5是本发明的(端吸式)共用泵体剖视图；
图6是本发明的(径吸式)共用泵体剖视图；
图7是本发明的(径吸式)共用泵体侧视图。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
如图1所示，本发明的两驱双轴系离心泵，由低速离心部套1、共用泵体2、高速离心部套3三部分构成。高、低速离心部套转子的轴心在同一条直线上。高速离心部套3、低速离心部套1为共用泵体结构，由两台不同的电机同时驱动水泵的高速离心部套3、低速离心部套1。其中：一种形式为低速电机布置在共用泵体2过流通道中间，形成水泵进口端吸式结构，高速电机布置在共用泵体2的侧，见图1的(a)。另一种形式为高、低速电机分别布置在共用泵体2两侧，形成水泵进口径吸式结构，见图1的(b)。
如图1的(a)所示，两驱双轴系离心泵中的(端吸式)，高速离心部套3、低速离心部套1为共用泵体结构，低速电机位于共用泵体2流道内部，流体至低速离心部套1由导叶体排出后，通过电机外壳体的流道流出，进入高速离心部套3。低速端电机利用外部流道冷却。
如图1的(b)所示，两驱双轴系离心泵中的(径吸式)，高速离心部套3、低速离心部套1为共用泵体结构，低速电机和高速电机位于共用泵体2两端，高速离心部套3、低速离心部套1的进水、出水腔体融合在一个共用泵体2当中。
如图2，3所示，本发明的两驱双轴系离心泵(端吸式或径吸式)中的低速离心部套主要包含了高抗汽蚀叶轮1-1、导叶体1-2、机械密封1-3、泵轴1-4、低速电机1-5。高抗汽蚀叶轮1-1安装在导叶体1-2内，并通过泵轴1-4连接低速电机1-5。泵轴1-4与泵体之间设有机械密封1-3。
如图4所示，本发明的两驱双轴系离心泵(端吸式或径吸式)中的高速离心部套主要包含了高速叶轮3-1、导叶体3-2、机械密封3-3、泵轴3-4、高速电机3-5。高速叶轮3-1安装在导叶体3-2内，并通过泵轴3-4连接高速电机3-5。泵轴3-4与泵体之间设有机械密封3-3。
如图5所示，本发明的(端吸式)共用泵体，共用泵体一端内设有高压腔10，另一端内端低压腔11，高压腔10连通出口12，低压腔11连通电机外部流道腔13。
如图6，7所示，本发明的(径吸式)共用泵体，共用泵体内设有高压腔10和低压腔11，高压腔10连通出口12，低压腔11连通进口14。
本发明的具体实施方法如下：
由于水泵采用了全新的结构。首先在方案之初根据实际使用参数进行水泵高、低速离心部套的扬程参数的分配，用以保证水泵具有优良的性能和外形的协调一致。
在确定参数分配结果之后，进行低速离心部套的高抗汽蚀叶轮设计，设计确定高抗汽蚀叶轮的转速、比转速、汽蚀比转速以及驱动功率，设计确定叶轮结构参数、转子结构参数以及其它必需的各项参数。
为了保证水泵低速离心部套的稳定运行，应配套选择合适的驱动电机及机械密封，并配置必要的传感器进行参数监测。
根据参数分配结果，设计确定高速离心部套叶轮的转速、比转速、汽蚀比转速以及驱动功率，设计确定叶轮结构参数、转子结构参数以及其它必需的各项参数。
为了保证水泵高速离心部套的稳定运行，应配套选择合适的驱动电机及机械密封，并配置必要的传感器进行参数监测。
综合各项参数进行水力仿真及结构仿真，对参数进行优化协调，最终获得满足要求的两驱双轴系离心泵。
相较于传统的水泵而言，本发明中的低速离心部套1具有优异的抗汽蚀性能，由于转速低，使抗汽蚀性能更加稳定；高速离心部套3具有更高的水力参数，使水泵容易满足高参数的要求。采用两驱双轴系离心泵，与传统的低转速抗汽蚀水泵相比可以大幅降低水泵体积、重量。本发明解决了低速的抗汽蚀水泵体积过大，高速水泵抗汽蚀难度很大的双重矛盾，且占地空间小，非常适合船舶、车载等特殊环境使用，具有较好的经济效益和较大的应用价值。
上述只是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本发明技术方案保护的范围。

Claims (5)

1.一种两驱双轴系离心泵，其特征在于：由高速离心部套和低速离心部套组成，所述高速离心部套与低速离心部套的轴系的轴心在同一条直线上；所述高速离心部套、低速离心部套分别由高速电机和低速电机同时驱动。
2.根据权利要求1所述的两驱双轴系离心泵，其特征在于：所述高速离心部套和低速离心部套组成端吸式共用泵体结构，所述低速电机位于共用泵体流道内部，流体至低速部套由导叶体排出后，通过电机外壳体的流道流出，进入高速离心部套，低速端电机利用外部流道冷却。
3.根据权利要求2所述的两驱双轴系离心泵，其特征在于：所述端吸式共用泵体结构，共用泵体一端内设有高压腔，另一端内端低压腔，高压腔连通出口，低压腔连通电机外部流道腔。
4.根据权利要求1所述的两驱双轴系离心泵，其特征在于：所述高速离心部套和低速离心部套组成径吸式共用泵体结构，所述低速电机和高速电机位于共用泵体两端，所述高速离心部套和低速离心部套的进水、出水腔体融合在一个共用泵体当中。
5.根据权利要求4所述的两驱双轴系离心泵，其特征在于：所述径吸式共用泵体结构，共用泵体内设有高压腔和低压腔，高压腔连通出口，低压腔连通进口。
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