CN1693714A - 大型潜水电泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大型潜水电泵，本发明至少设置两道机械密封，第一道机械密封位于水泵转轴的轴伸端，第二道机械密封位于电机转轴的轴伸端，由于采用了机械密封，可以加强潜水电泵的密封效果，同时由于密封件有着可靠的使用寿命，各部件工作运行的环境相对稳定，确保了部件工作可靠性，因此也同时提高了潜水电泵的使用安全和可靠性。

Description

大型潜水电泵

技术领域：

本发明涉及的潜水电泵，更具体地说是功率达250kW、口径达1m及以上、水泵转速在500r/min以下的带行星齿轮减速大型潜水电泵。

背景技术：

已有技术中，大型潜水电泵中的电机与水泵为同轴设置。基于水泵叶轮周边的线速度必须保持一个特定的常数这一设计原理，在水泵向大型化发展时，水泵的叶轮直径越大，转速则越低。而对于电机来说，功率相同的电机，转速越低，则其极数越多，因而电机的直径越大、体积越大，效率和功率因数越低。由于潜水电泵使用环境的特殊性，其工作运行的可靠性要求是十分重要的，现有技术中尚无良好的方案来解决密封问题，尤其对于大规格的潜水泵来讲，一旦出现设备故障，其维修工作难度极大。

发明内容：

本发明的目的就是要克服现有技术中所存在的缺陷，提供一种可以有效改善密封状况以确保部件运行环境的大型潜水电泵。

为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：一种大型潜水电泵，其特征是：本发明至少设置两道机械密封，第一道机械密封位于水泵转轴的轴伸端，第二道机械密封位于电机转轴的轴伸端。

为了进一步的提高密封效果，可以在第一道机械密封和第二道机械密封之间设置第三道机械密封，第三道机械密封位于水泵转轴的冷却润滑油的型腔内。

由于采用了机械密封，可以加强潜水电泵的密封效果，同时由于密封件有着可靠的使用寿命，各部件工作运行的环境相对稳定，确保了部件工作的可靠性，因此也同时提高了潜水电泵的使用安全和可靠性。

附图概述

图1是本发明的结构原理图；

图2是本发明中行星齿轮减速器部位的结构示意图；

图3是本发明中太阳轮的浮动支点部位的结构示意图。

附图标号：电机10、电机转轴11、电机推力轴承12；行星齿轮减速器20、太阳轮21、轮轴211、行星轮架22、中心轴孔221、浮动支点23；水泵30、水泵转轴31、叶轮32；水泵径向轴承40；水泵径向轴承50；水泵推力轴承60；电机推力轴承端盖70；排泄阀80；第一道机械密封90；第二道机械密封100；第三道机械密封110。

具体实施方式

如图1所示，本发明至少设置两道机械密封，第一道机械密封90位于水泵转轴31的轴伸端，第二道机械密封110位于电机转轴11的轴伸端。

在所述的第一道机械密封90和第二道机械密封110之间设置第三道机械密封100，第三道机械密封100位于水泵转轴31的冷却润滑油的型腔内。

第一道机械密封9用于防止工作水流进入冷却润滑油的油腔；第二道机械密封100防止冷却润滑油升温膨胀漏出；第三道机械密封110防止冷却润滑油进入电机腔内。采用三道机械密封可以加强潜水电泵的密封效果，如提高密封件的寿命，因此也同时提高了潜水电泵的安全性。

如图1所示，本发明公开的大型潜水电泵采用4极或6极全密封式电机10，电机10腔体内冷却介质为变压器油或惰性气体，惰性气体可采用氮气。电机腔体与外界泵送的工作水流相互隔离，电机10与水泵30分别具有独立转轴，在电机转轴11与水泵转轴31之间，设置行星齿轮减速器20，所述行星齿轮减速器20以其太阳轮21的轮轴211与电机转轴11联轴，以行星轮架22的中心轴孔221与水泵转轴31联轴。

如图1、2、3所示，为了确保电机10与水泵30在独立轴结构状态下能够正常运转，在电机转轴11与太阳轮21的轮轴211以及在水泵转轴31与行星轮架22的中心轴孔221之间设置浮动式联轴器。

所述的浮动式联轴器是由电机转轴11与轮轴211及在水泵转轴31与中心轴孔221与之间为浮动式花键和键孔配合构成的，所述的太阳轮21与行星轮架22的中部端面结合部位有浮动支点23。活动配合的工作原理是：所述的太阳轮21与三个行星轮齿轮配合，有齿侧间隙，轴向有浮动支点23限位，避免太阳轮掉下来，因此太阳轮21是浮动的。在太阳轮21的输入端，电机转轴11与太阳轮21的轮轴211之间采用花键连接，也有齿侧间隙，并构成浮动连接；同理，在行星轮架22的动力输出端，行星轮架22的中心轴孔221与水泵转轴31之间采用采用花键连接，也有齿侧间隙，并构成浮动连接。这种插入式浮动结构，一方面可以避免刚性联接可能带来的工作可靠性问题，另一方面，使其相互之间的装配和拆卸十分方便，易于检修、维护和保养。

如图1所示，在所述水泵转轴(31)上设置两套水泵径向轴承(40)、(50)和一套水泵推力轴承(60)，其中一套水泵径向轴承(40)设置在叶轮(32)的出水端侧且与水泵推力轴承(60)一同位于第一道机械密封(90)和第三道机械密封(100)之间，另一套水泵径向轴承(50)设置在水泵转轴(31)上的行星轮架(22)的中心轴孔(221)与第三道机械密封(100)之间的轴端。采用该轴承支撑方案，可以有效地缩短泵端悬臂，加强泵轴的刚度，同时由于本发明提供了良好的密封环境，这样提高推力轴承60寿命，采用了这种轴承支撑方案后可将电泵卧式使用，电机转轴11与水泵转轴31呈水平设置。本发明立式状态下使用也是完全可行的。

如图1所示，所述的电机10上的电机推力轴承12采用双法兰式的推力轴承端盖70，所述推力轴承端盖70的中段为缩颈状结构，其缩颈部与电机推力轴承12相贴合，所述的第二道机械密封110位于电机推力轴承12外侧的轴伸端。这一结构设置，使工作水流可直接冷却电机推力轴承12所在的外壳，利用泵送水流接触其中段的缩颈部位，可以有效地冷却电机推力轴承12，提高电机推力承轴12的散热效果，避免出现轴承温度过高的故障。提高工作可靠性。

通过改善密封条件和行星齿轮减速器的使用，使得大功率潜水电泵的直径可以做得较小，这样导叶体扩散角可以小于12°，不带行星齿轮减速的同规格潜水电泵导叶体扩散角约为25°至30°导叶体扩散角减小以后，泵送水流经过电机外表面流线性更好，减少了流阻损失，这样可以有效地提高电泵装置的装置效率。

如图1所示，行星齿轮减速器20和水泵30中的三个轴承安装在密封的型腔中，采用油进行冷却和润滑。水泵推力轴承60旋转时，起到泵送冷却润滑油的作用，使冷却润滑油在密封的型腔中循环流动，经型腔壁传递热量，并与型腔外高速流动的水流形成油——水冷却。图中以箭头分别示出了行星齿轮减速器20内冷却介质流向工作水流24和水泵30泵体内冷却介质流向34，经过本发明改善的密封和冷却条件，有利于提高潜水泵的使用寿命和可靠性。

Claims (7)

1、一种大型潜水电泵，其特征是：本发明至少设置两道机械密封，第一道机械密封(90)位于水泵转轴(31)的轴伸端，第二道机械密封(110)位于电机转轴(11)的轴伸端。

2、根据权利要求1所述的大型潜水电泵，其特征是：在所述的第一道机械密封(90)和第二道机械密封(110)之间设置第三道机械密封(100)，第三道机械密封(100)位于水泵转轴(31)的冷却润滑油的型腔内。

3、根据权利要求1或2所述的大型潜水电泵，其特征是：采用4极或6极全密封式电机(10)，电机(10)腔体内冷却介质为变压器油或惰性气体，电机(10)与水泵(30)分别具有独立转轴，在电机转轴(11)与水泵转轴(31)之间，设置行星齿轮减速器(20)，所述行星齿轮减速器(20)以其太阳轮(21)的轮轴(211)与电机转轴(11)联轴，以行星轮架(22)的中心轴孔(221)与水泵转轴(31)联轴。

4、根据权利要求3所述的大型潜水电泵，其特征是：电机转轴(11)与太阳轮(21)的轮轴(211)以及水泵转轴(31)与行星轮架(22)的中心轴孔(221)之间为浮动式联轴器，所述的浮动式联轴器是由电机转轴(11)与轮轴(211)及水泵转轴(31)与中心轴孔(221)之间为浮动式花键和键孔配合构成的。

5、根据权利要求4所述的大型潜水电泵，其特征是：所述的太阳轮(21)与行星轮架(22)的中部端面结合部位有浮动支点(23)。

6、根据权利要求1或2所述的大型潜水电泵，其特征是：在所述水泵转轴(31)上设置两套水泵径向轴承(40)、(50)和一套水泵推力轴承(60)，其中一套水泵径向轴承(40)设置在叶轮(32)的出水端侧且与水泵推力轴承(60)一同位于第一道机械密封(90)和第三道机械密封(100)之间，另一套水泵径向轴承(50)设置在水泵转轴(31)上的行星轮架(22)的中心轴孔(221)与第三道机械密封(100)之间的轴端。

7、根据权利要求1所述的大型潜水电泵，其特征是：所述的电机(10)上的电机推力轴承(12)采用双法兰式的推力轴承端盖(70)，所述推力轴承端盖(70)的中段为缩颈状结构，其缩颈部与电机推力轴承(12)相贴合，所述的第二道机械密封(110)位于电机推力轴承(12)外侧的轴伸端。

Images