CN115773253A - 一种轴承不易磨损的内循环立式多级屏蔽泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种轴承不易磨损的内循环立式多级屏蔽泵，其觧决了前轴承上端面磨损量大的问题，提高产品使用寿命，其在电机壳内的嵌线定子内设有屏蔽套，屏蔽套内设有转子与转子轴，连体盖上固定连接有前轴承座，前轴承座内固定连接有前轴承，转子轴上固定连接有位于前轴承内的前轴套，转子轴还上固定连接有分别位于前轴承上下两端上的后推力盘与前推力盘，前轴承的上端面上呈径向开设有若干个出水润滑槽，前轴承的下端面上开设有与出水润滑槽相对应的进水润滑槽，前轴承的内侧壁上开设有连通进水润滑槽与出水润滑槽的螺旋连通槽，前轴承的上端面在出水润滑槽的一侧上开设有斜面槽，斜面槽的一侧与出水润滑槽相连通，本发明能够极有效降低前轴承座与后推力盘的磨损程度，提高使用寿命。

Description

一种轴承不易磨损的内循环立式多级屏蔽泵

技术领域

本发明涉及屏蔽泵技术领域，特别是一种轴承不易磨损的内循环立式多级屏蔽泵。

背景技术

屏蔽泵是一种无密封循环泵。普通的离心泵是通过联轴器将泵的转子轴和电动轴相连接，使得电机能够驱动叶轮转动，而屏薪泵是泵和电机组成一体，其定子组件的内表面和转子组件的外表面装有非磁性耐腐蚀的金属薄板制成的定子屏蔽套和转子屏蔽套，在其侧面有同样材质的金属厚板焊接密封起来，使之与工作液完全隔离，实现对液体完全无泄漏地输送。屏蔽泵由于其自身结构特点，取消了传统离心泵具有的旅转轴密封装置，故能做到完全无泄漏。屏敝泵凭借着结构紧凑、振动与噪声小、效率高、安全无泄漏的优秀性能，被广泛应用于热水循环、制冷系统以及化工装置中腐蚀性、易燃、易爆或毒性液体的输送。

在较为大型的立式屏蔽泵中，由于其转子与多级叶轮的自重非常的大，且这些重量一般是通过后推力盘压在转子与多级叶轮之间的前轴承上的，因此在转子带动转子轴进行转动时，在转子与多级叶轮的重量加持下，后推力盘与前轴承之间的磨损非常的厉害，而大型的立式屏蔽泵多用于风电系统中，不便于经常检修，所以需要减低后推力盘与前轴承之间的磨损效果。如现有专利中，申请号为：CN201921123372.8的一种多级屏蔽泵，其为了减轻推力轴承负荷和降低轴承磨损的效果，使电机转子25的上、下端面分别为次高压水腔B室23和高压水腔B室27，这样形成了电机转子上下两端的压差，当水泵运转时，该压差作用在转子上的轴向力方向上，可抵消很大部分转子自重和多级叶轮产生的向下轴向力，另外还使端轴承22和中间轴承28（即本发明所提到的前轴承）的轴承摩擦副采用高硬度高耐磨的碳化硅、陶瓷或硬质合金材料制成，从而来降低磨损。本发明在此基础上能够进一步减轻后推力盘与前轴承之间的磨损效果。

发明内容

本发明提出一种前轴承座与后推力盘不易磨损的多级屏蔽泵，解决了现有技术中使用过程中存在的上述问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种轴承不易磨损的内循环立式多级屏蔽泵，包括自上而下依次相连接的电机壳、连体盖、压力罐、泵体以及泵底座，所述电机壳的上端密封盖设有后端盖，所述电机壳内设有屏蔽套，所述电机壳与屏蔽套之间设有嵌线定子，所述屏蔽套内设有转子与转子轴，所述转子固定连接在转子轴上，其特征在于：所述后端盖上固定连接有后轴承座，所述后轴承座上设有后轴承组件，所述转子轴的上端转动连接在后轴承组件上，所述转子轴的下端延伸进压力罐内，所述压力罐内设有与转子轴相配合的叶轮组件，所述连体盖上固定连接有前轴承座，所述前轴承座内固定连接有前轴承，所述转子轴上固定连接有位于前轴承内的前轴套，所述转子轴上还固定连接有分别位于前轴承上下两端上的后推力盘与前推力盘，所述前轴承的上端面上呈径向开设有若干个出水润滑槽，所述前轴承的下端面上开设有与出水润滑槽相对应的进水润滑槽，所述前轴承的内侧壁上开设有连通进水润滑槽与出水润滑槽的螺旋连通槽，所述前轴承的上端面在出水润滑槽的一侧上开设有斜面槽，所述斜面槽的一侧与出水润滑槽相连通，所述斜面槽的底面自与出水润滑槽相连通的一侧朝向前轴承的上端面呈倾斜过度。

优选的，所述出水润滑槽至少呈圆周设置有两个，所述斜面槽的数量与出水润滑槽相同，所述各个斜面槽均位于出水润滑槽的顺时针方向或者逆时针方向上。

优选的，所述斜面槽的底面与前轴承的上端面夹角为3°~15°。

优选的，所述斜面槽在相邻两个出水润滑槽之间的占比范围为10%~95%。

优选的，所述后轴承组件包括有后轴承、后轴套、后定位套以及前定位套，所述后轴承固定安装在后轴承座内，所述后轴套通过后定位套以及前定位套固定在转子轴上端，所述后轴套转动配合在后轴承内。

优选的，所述叶轮组件包括有叶轮、钵体以及进水底座，所述叶轮设置有若干个并自上向下依次连接在转子轴上，所述钵体的数量与叶轮相同并套设于叶轮外，所述相邻的钵体相连接，所述最上端的钵体固定连接在连体盖上，所述最下端的钵体与进水底座固定连接，所述进水底座的下端连接在泵体上。

优选的，所述泵体上设有通向进水底座内的进水口，所述进水底座与各个钵体的之间的内部空间相通，所述连体盖内具有高压腔室，所述最上端的钵体的内部空间与高压腔室相通，所述压力罐与钵体之间具有与高压腔室相通的出水腔，所述泵体上设有与出水腔相通的出水口，所述转子下方具有高压水腔B室，所述转子上方具有次高压水腔B室，所述轴承座上开设有连通高压腔室与高压水腔B室的连通水道，所述转子轴内贯穿开设有循环水道，所述循环水道朝下穿透出转子轴，所述后轴承座上开设有供次高压水腔B室与循环水道相连通的排水口。

优选的，所述前推力盘的外侧壁与前轴承座之间具有过水间隙。

优选的，所述前推力盘的外侧壁上呈轴向开设有若干过水槽。

优选的，所述前推力盘与后推力盘均采用碳化硅材质所制成，所述前轴承采用碳化硅或石墨材质所制成。

综上所述，本发明的有益效果在于：

1、本发明通过转子轴带动叶轮组件，对流体进行加压输送，在输送过程中会有部分高压的水流穿过前推力盘与前轴承座，并从前轴承下端面的进水润滑槽进入，然后通过螺旋连通槽到达出水润滑槽上，由于转子轴带动后推力盘在前轴承上进行旋转，那么只要旋转的方向是将出水润滑槽上的水流挤向斜面槽的，那么高压的水流就会不断进入斜面槽，并由于斜面槽是自出水润滑槽一侧朝前轴承的上端面逐渐变小的，因此高压水流会不断的挤向后推力盘与前轴承之间，从而对后推力盘产生一股向上的推力，抵消一部分转子与多级叶轮的自重，有效的减轻了后推力盘与前轴承之间的磨损。

2、本发明采用一体式的转子轴与转子及叶轮进行连接，在结构上更加稳定可靠。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的剖面结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大示意图；

图4为图2中B处的局部放大示意图；

图5为本发明中转子轴、前轴承座、前轴承、前轴套、后推力盘以及前推力盘相配合时的结构示意图；

图6为图5中去掉前轴承座后的结构示意图；

图7为本发明中前轴承、前轴套、后推力盘以及前推力盘爆炸开来的结构示意图；

图8为本发明中前轴承的结构示意图；

图9为图8在另一个角度进行观测时的结构示意图；

图10为水流进入到本发明内的进出水及内循环流道的示意图。

图中：1、电机壳；2、连体盖；3、压力罐；4、泵体；5、泵底座；6、后端盖；7、屏蔽套；8、嵌线定子；9、转子；10、转子轴；11、后轴承座； 13、前轴承座；14、前轴承；15、前轴套；16、后推力盘；17、前推力盘；18、出水润滑槽；19、进水润滑槽；20、螺旋连通槽；21、斜面槽；22、后轴承；23、后轴套；24、后定位套；25、前定位套；26、叶轮；27、钵体；28、进水底座；29、进水口；30、高压腔室；31、出水腔；32、出水口；33、高压水腔B室；34、次高压水腔B室；35、连通水道；36、循环水道；37、排水口；38、过水间隙；39、过水槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图1-10，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例：

如图1至图10所示，本发明公开了一种轴承不易磨损的内循环立式多级屏蔽泵，其包括自上而下依次相连接的电机壳1、连体盖2、压力罐3、泵体4以及泵底座5，在电机壳1的上端密封盖设有后端盖6，而电机壳1内设有屏蔽套7，在电机壳1与屏蔽套7之间设有嵌线定子8，而屏蔽套7内设有转子9与转子轴10，转子9固定连接在转子轴10上，在后端盖6上固定连接有后轴承座11，后轴承座11上设有后轴承组件，转子轴10的上端转动连接在后轴承组件上，另外转子轴10的下端延伸进压力罐3内，而压力罐3内设有与转子轴10相配合的叶轮组件，这里需要说明的是该实施例并没有如现有技术那样在转子轴10下端再连接一根叶轮轴，本发明采用一体式的转子轴10与转子9及叶轮26进行配合，在结构上更加稳定可靠，在连体盖2上固定连接有前轴承座13，而前轴承座13内固定连接有前轴承14，转子轴10上固定连接有位于前轴承14内的前轴套15，另外转子轴10上还固定连接有分别位于前轴承14上下两端上的后推力盘16与前推力盘17，其中，在前轴承14的上端面上呈径向开设有四个出水润滑槽18，在前轴承14的下端面上开设有与出水润滑槽18相对应的进水润滑槽19，而前轴承14的内侧壁上开设有连通进水润滑槽19与出水润滑槽18的螺旋连通槽20，另外，前轴承14的上端面在出水润滑槽18的一侧上开设有斜面槽21，斜面槽21的数量与出水润滑槽18相同，斜面槽21的一侧与出水润滑槽18相连通，斜面槽21的底面自与出水润滑槽18相连通的一侧朝向前轴承14的上端面呈倾斜过度，从而使后推力盘16与前轴承14上端面这对摩擦副之间形成多个楔形腔，为其前轴承上端面具有产生水润滑动压膜的必备条件。

在本发明中，斜面槽21的数量与出水润滑槽18相同，且各个斜面槽21均位于出水润滑槽18的顺时针方向或者逆时针方向上，斜面槽21具体位于出水润滑槽18的哪个方向上是由转子轴10的转动方向决定的，当转子轴10从电机壳1一侧向下观测时是顺时针旋转时，各个斜面槽21就均位于出水润滑槽18的顺时针一侧上，这样在转子轴10与后推力盘16在进行顺时针旋转时，便能够将出水润滑槽18上的水流挤压进斜面槽21内，若子轴10从电机壳1一侧向下观测时是逆时针旋转时，各个斜面槽21就均位于出水润滑槽18的逆时针一侧上。

其中，斜面槽21的底面与前轴承14的上端面夹角为为3°~15°，优选4°，夹角太小，进入斜面槽21内的水流少，对后推力盘16造成的推力不够，夹角太大则水压会变弱，导致推力降低，另外斜面槽21在相邻两个出水润滑槽18之间的占比范围为10%~95%，斜面槽21占比越大，则后推力盘16与前轴承14之间的接触面积越小，容易导致前轴承14较快磨损，而斜面槽21占比越小，则进入斜面槽内的水流无法得到充分挤压，压力偏弱，因此斜面槽21在相邻两个出水润滑槽18之间的占比优选40%~60%，这样便于水流进入斜面槽21，并挤压进前轴承14与后推力盘16之间，对后推力盘16产生极大的向上推力。

在本发明中，所述后轴承组件包括有后轴承22、后轴套23、后定位套24以及前定位套25，其中，后轴承22固定安装在后轴承座11内，而后轴套23通过后定位套24以及前定位套25固定在转子轴10上端，后轴套23转动配合在后轴承22内，本发明的后轴承组件主要是用于对转子轴10的上端起到定位的作用，而转子轴10、转子9以及叶轮26的自重均是通过后推力盘16落在前轴承14上。

具体的，叶轮组件包括有叶轮26、钵体27以及进水底座28，其中叶轮26设置有三个并自上向下依次连接在转子轴10上，而钵体27的数量与叶轮26相同并套设于叶轮26外，相邻的钵体27相连接，最上端的钵体27固定连接在连体盖2上，而最下端的钵体27与进水底座28固定连接，进水底座28的下端连接在泵体4上。

在本发明中，泵体4上设有通向进水底座28内的进水口29，而进水底座28与各个钵体27的之间的内部空间相通，在连体盖2内具有高压腔室30，最上端的钵体27的内部空间与高压腔室30相通，而压力罐3与钵体27之间具有与高压腔室30相通的出水腔31，泵体4上设有与出水腔31相通的出水口32，在转子9下方具有高压水腔B室33，而转子9上方具有次高压水腔B室34，在轴承座上开设有连通高压腔室30与高压水腔B室33的连通水道35，在转子轴10内贯穿开设有循环水道36，其中循环水道36朝下穿透出转子轴12，而后轴承座11上开设有供次高压水腔B室34与循环水道36相连通的排水口37。

另外还需要说明的是，在前推力盘17的外侧壁与前轴承座13之间具有过水间隙38，并且为了增大通过前推力盘17与前轴承座13之间的水流，在前推力盘17的外侧壁上呈轴向开设有若干过水槽39。

本发明的前推力盘17与后推力盘16均采用碳化硅材质所制成，所述前轴承14采用碳化硅或石墨材质所制成，结构强度高，耐磨性能好。

如图10所示为，为水流进入到本发明内的进出水及内循环流道的示意图，水流从进水口29进入，并通过进水底座28进入到钵体27，通过逐级的叶轮26的增压进入到高压腔室30，大部分水会进入到出水腔31并从出水口32离开，而有一小部分水会通过连通水道35进入到高压水腔B室33，再通过转子9与屏蔽套7之间的间隙，进入到次高压水腔B室34，这里可以对电机起到散热效果，进入到次高压水腔B室34的水流会通过排水口37进入到后轴承座11内并进入到转子轴10内的循环水道36，通过循环水道36穿过转子轴12到达叶轮26的下端，由于转子9的上、下端面分别为次高压水腔B室34和高压水腔B室33，这样形成了转子9上下两端的压差，当本发明运转时，该压差作用在转子9上的轴向力方向上，可抵消一部分转子9自重和多级叶轮26产生的向下轴向力，能达到减轻推力轴承负荷和降低轴承磨损的效果， 另外还有一部分高压腔室30的水流会通过过水间隙38及过水槽39进入到前推力盘17上方，并从前轴承14下端面的进水润滑槽19进入，再通过螺旋连通槽20到达出水润滑槽18上，由于转子轴10带动后推力盘16在前轴承14上进行顺时针旋转，所以会将出水润滑槽18上的水流挤向斜面槽21，高压的水流被不断推进斜面槽21内，由于斜面槽21是楔形，由斜面槽21是自出水润滑槽18一侧朝前轴承14的上端面逐渐变小的，因此高压水流会不断的挤向后推力盘16与前轴承14之间，在对后推力盘16与前轴承14之间进行润滑的同时还会产生动压膜，对后推力盘16产生一股向上的推力，从而又抵消一大部分转子9与多级叶轮26的自重，有效的减轻了后推力盘16与前轴承14之间的磨损。

同时需要指出的本发明指出的术语，如： “前”、“后”、“竖直”、“水平”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轴承不易磨损的内循环立式多级屏蔽泵，包括自上而下依次相连接的电机壳、连体盖、压力罐、泵体以及泵底座，所述电机壳的上端密封盖设有后端盖，所述电机壳内设有屏蔽套，所述电机壳与屏蔽套之间设有嵌线定子，所述屏蔽套内设有转子与转子轴，所述转子固定连接在转子轴上，其特征在于：所述后端盖上固定连接有后轴承座，所述后轴承座上设有后轴承组件，所述转子轴的上端转动连接在后轴承组件上，所述转子轴的下端延伸进压力罐内，所述压力罐内设有与转子轴相配合的叶轮组件，所述连体盖上固定连接有前轴承座，所述前轴承座内固定连接有前轴承，所述转子轴上固定连接有位于前轴承内的前轴套，所述转子轴上还固定连接有分别位于前轴承上下两端上的后推力盘与前推力盘，所述前轴承的上端面上呈径向开设有若干个出水润滑槽，所述前轴承的下端面上开设有与出水润滑槽相对应的进水润滑槽，所述前轴承的内侧壁上开设有连通进水润滑槽与出水润滑槽的螺旋连通槽，所述前轴承的上端面在出水润滑槽的一侧上开设有斜面槽，所述斜面槽的一侧与出水润滑槽相连通，所述斜面槽的底面自与出水润滑槽相连通的一侧朝向前轴承的上端面呈倾斜过度。

2.根据权利要求1所述的一种轴承不易磨损的内循环立式多级屏蔽泵，其特征在于：所述出水润滑槽至少呈圆周设置有两个，所述斜面槽的数量与出水润滑槽相同，所述各个斜面槽均位于出水润滑槽的顺时针方向或者逆时针方向上。

3.根据权利要求2所述的一种轴承不易磨损的内循环立式多级屏蔽泵，其特征在于：所述斜面槽的底面与前轴承的上端面夹角为3°~15°。

4.根据权利要求1所述的一种轴承不易磨损的内循环立式多级屏蔽泵，其特征在于：所述斜面槽在相邻两个出水润滑槽之间的占比范围为10%~95%。

5.根据权利要求1所述的一种轴承不易磨损的内循环立式多级屏蔽泵，其特征在于：所述后轴承组件包括有后轴承、后轴套、后定位套以及前定位套，所述后轴承固定安装在后轴承座内，所述后轴套通过后定位套以及前定位套固定在转子轴上端，所述后轴套转动配合在后轴承内。

6.根据权利要求5所述的一种轴承不易磨损的内循环立式多级屏蔽泵，其特征在于：所述叶轮组件包括有叶轮、钵体以及进水底座，所述叶轮设置有若干个并自上向下依次连接在转子轴上，所述钵体的数量与叶轮相同并套设于叶轮外，所述相邻的钵体相连接，所述最上端的钵体固定连接在连体盖上，所述最下端的钵体与进水底座固定连接，所述进水底座的下端连接在泵体上。

7.根据权利要求5所述的一种轴承不易磨损的内循环立式多级屏蔽泵，其特征在于：所述泵体上设有通向进水底座内的进水口，所述进水底座与各个钵体的之间的内部空间相通，所述连体盖内具有高压腔室，所述最上端的钵体的内部空间与高压腔室相通，所述压力罐与钵体之间具有与高压腔室相通的出水腔，所述泵体上设有与出水腔相通的出水口，所述转子下方具有高压水腔B室，所述转子上方具有次高压水腔B室，所述轴承座上开设有连通高压腔室与高压水腔B室的连通水道，所述转子轴内贯穿开设有循环水道，所述循环水道朝下穿透出转子轴，所述后轴承座上开设有供次高压水腔B室与循环水道相连通的排水口。

8.根据权利要求7所述的一种轴承不易磨损的内循环立式多级屏蔽泵，其特征在于：所述前推力盘的外侧壁与前轴承座之间具有过水间隙。

9.根据权利要求8所述的一种轴承不易磨损的内循环立式多级屏蔽泵，其特征在于：所述前推力盘的外侧壁上呈轴向开设有若干过水槽。

10.根据权利要求1所述的一种轴承不易磨损的内循环立式多级屏蔽泵，其特征在于：所述前推力盘与后推力盘均采用碳化硅材质所制成，所述前轴承采用碳化硅或石墨材质所制成。

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