CN1966995B - 双吸入式离心泵的耐压试验装置 - Google Patents

Abstract

在双吸入式离心泵中，因分隔吸入室和喷出室的上下隔板产生弯曲变形，而难以封闭吸入室和喷出室，所以难以进行吸入、喷出侧压力不同的耐压试验。因此，一般为了进行吸入、喷出侧压力不同的耐压试验，需要将螺旋外壳吸入侧的板厚加厚到对于运转时所需厚度以上。为此在旋转轴的左右两侧，设置在分割为两部分的螺旋外壳内分隔出吸入室和喷出室的半圆板状隔板的圆周缘的吸入室侧成为封闭面的平坦面。准备两个圆板作为耐压试验夹具，将圆板安装于在隔板圆周缘的吸入室侧设置的平坦面而设置在旋转轴左右两侧，将两个圆板固定于在轴方向连接它们的部件。进而将轴方向紧固的螺栓紧固构造至少在周方向一方上设置于在轴方向连接圆板的部件。

Description

双吸入式离心泵的耐压试验装置

技术领域

本发明涉及双吸入式离心泵的耐压试验装置。

背景技术

对于类似于泵外壳(pump casing)的压力容器必须进行耐压试验。

对于一般的抽水泵，水是被密封在外壳内，当提高水压，即使施加泵断流运转的喷出压力(断流压力)的1.5倍左右的水压，此时确认到泵外壳也不会被破坏而且没有泄漏现象。

在双吸入式离心泵中，也夹隔着上下○形密封圈并用螺栓紧固上下法兰盘，从而固定上下螺旋外壳，封闭吸入口、喷出口、轴封部及其他的开口从而将外壳密闭，把水注入密闭的外壳中并将水压增加至断流压力的1.5倍，进行耐压试验。此时，在吸入室侧、喷出室侧两者都进行在相同压力下的试验。在吸入、喷出侧进行相同压力下的耐压试验时，由于吸入室侧的体积大，所以为了承受压力，需要将吸入室侧的外壳的板厚加厚到超过运转时所需要的板厚的厚度。

专利文献1：日本特开平7-318449号公报

专利文献2：日本特开平8-28486号公报

专利文献3：日本特开平11-236894号公报

专利文献4：日本特开平11-303789号公报

专利文献5：日本特开2003-184786号公报

非专利文献1：JIS B8322

如上述现有技术那样，在双吸入式离心泵中，由于分隔吸入室和喷出室的上下隔板产生弯曲变形，致使难以密封吸入室和喷出室，所以吸入、喷出侧在不同压力下进行耐压试验时存在困难。因此，通常，由于在吸入、喷出侧是在相同压力下进行耐压试验，所以需要将螺旋外壳的吸入侧板厚加厚到超过运转时所需要的板厚的厚度。

发明内容

本发明的目的是提供一种双吸入式离心泵的试验装置，本试验装置能够抑制上下隔板的弯曲变形，并能够对吸入室和喷出室进行充分的密封，从而能在吸入、喷出侧进行在不同压力下的耐压试验。

上述目的是通过这样达成的：

一种双吸入式离心泵的耐压试验装置，

其包括：在水平方向上配置的旋转轴、从该旋转轴的轴方向两侧吸入流体再从中间部向径外周方向喷出的双吸入式离心型的叶轮、和内置该叶轮的螺旋外壳，在该螺旋外壳内由隔板隔断出吸入室和喷出室，在所述喷出室施加高压来进行试验，其特征在于，以所述喷出室为中心而在其左右设置吸入室，该左右吸入室被所述隔板分隔，在所述隔板上设置平坦面，并在该平坦面上安装固定有圆板。

另外，上述目的是通过这样达成的：

在所述平坦面设置的所述圆板彼此是由部件连接的。

另外，上述目的是通过这样达成的：

所述部件为螺栓，该螺栓贯通所述喷出室。

另外，上述目的是通过这样达成的：

在与所述圆板相接触的平坦面上设有环状的槽，在该槽中插入有密封用的部件。

另外，上述目的是通过这样达成的：

所述圆板由螺钉固定在所述平坦面上。

根据本发明，能够提供一种双吸入式离心泵的试验装置，本试验装置能够抑制上下隔板的弯曲变形，并能够对吸入室和喷出室进行充分的密封，从而能在吸入、喷出侧进行在不同压力下的耐压试验。

附图说明

图1是说明本发明的一个实施例的双吸入式离心泵的外壳的剖面图；

图2是一般的双吸入式离心泵的剖面图；

图3是一般的双吸入式离心泵的主视图；

图4是一般的双吸入式离心泵的轴垂直剖面的剖面图；

图5是说明一般的双吸入式离心泵的吸入喷出侧在不同压力下进行耐压试验的试验方法的剖面图；

图6是说明一般的双吸入式离心泵的吸入喷出侧在不同压力下进行耐压试验的试验方法的剖面图；

图7是一般的双吸入式离心泵的吸入喷出侧在不同压力下进行耐压试验的变形图；

图8是图1的X-X剖面的向视图；

图9是说明本发明的一个实施例的双吸入式离心泵的外壳的剖面图；

图10是说明本发明的一个实施例的双吸入式离心泵的外壳的剖面图；

图11是说明本发明的一个实施例的双吸入式离心泵的外壳的剖面图；

图12是说明本发明的一个实施例的双吸入式离心泵的管套的剖面图；

图13是图12的X-X线剖面的向视图。

符号说明：

1-旋转轴；2-叶轮；3-螺旋外壳；3a-上外壳；3b-下外壳；4-轴承部；5-吸入口；6-喷出口；7-吸入室；8-喷出室；9-静翼；10-○形密封圈；11a-上法兰盘；11b-下法兰盘；12-圆板状夹具；13-圆筒状夹具；14a-上隔板；14b-下搁板；15-衬垫环(liner ring)；16-间隙；17-圆周缘；18-平坦面；19-轴封部；20-平坦面；21a-圆板状夹具；21b-圆板状夹具；22-紧固螺栓；23-盖；24-螺栓；25-垫圈(gasket)；26-○形密封圈；27-连接部件；28-螺栓；29-圆筒夹具；30-槽；31-法兰盘；32-螺孔；33-螺栓。

具体实施方式

利用图2、图3和图4来说明一般的双吸入式离心泵。

图2是一般的双吸入式离心泵的剖面图。

图3是一般的双吸入式离心泵的主视图。

图4是一般的双吸入式离心泵的反向剖开状态的剖面图。

一般的双吸入式离心泵，如图2～4所示，是由如下部分构成的：水 平方向配置的旋转轴(主轴)1；被固定于该旋转轴1的叶轮2；内置该叶轮2并构成流体的流路的螺旋外壳3；以及为了支承旋转轴1而被固定于外壳的轴承4。叶轮2从旋转轴1的轴方向两侧吸入流体，在从旋转轴中央部旋转的同时向径外周方向喷出流体，使流体的压力上升。螺旋外壳3形成为组合了吸入室7、喷出室8这两个部分的复杂的螺旋形状，以使低压的流体从图3和图4所示的吸入口5流入，并送入叶轮2，使被叶轮2加压而喷出的流体向喷出口6流出。

该喷出室8具有：设置了静翼9的双重螺旋构造(double volute)，和没有静翼9的单螺旋构造(single volute)。螺旋外壳3构成为，为了内置旋转轴1和叶轮2而在旋转轴上将外壳分割成两部分。图2～4的螺旋外壳3分为上外壳3a和下外壳3b的上下两部分，在将叶轮2和旋转轴1、轴承4等安装于下外壳3b之后，在上下外壳之间夹入由橡胶等制成的○形密封圈10(如图4所示)，同时载置上外壳3a，然后用螺栓固定上下法兰盘11a、11b。

将像这样分割成上下外壳3a、3b的情况称为水平分割。其他还有划分出吸入口5侧和喷出口6侧，从而使用纵向分割成两部分的垂直分割的外壳的情况。在螺旋外壳3和叶轮2之间，为了密封吸入室7侧的低压流体和喷出室8侧的高压流体，而安装有叶轮2以微小间隙滑动的衬垫环(或密封环)15(如图2所示)。为了从高压的喷出侧按压衬垫环15，而将衬垫环15安装为使其抵接在分隔吸入室7和喷出室8的半圆板状的上下隔板14a、14b的圆周缘17在喷出室8侧做成的平坦面18上。

可是，对于泵外壳之类的压力容器必须进行耐压试验。

尤其对于一般的抽水泵的要求是，水被密封在外壳内，当提高水压，即使施加泵断流运转的喷出压力(断流压力)的1.5倍左右的水压，外壳也不会被破坏而且没有泄漏现象。在双吸入式离心泵中，夹隔着上下○形密封圈10并用螺栓紧固上下法兰盘11a、11b，从而固定上下螺旋外壳3a、3b，封闭吸入口5、喷出口6和图2、图3所示的轴封部19和其他的开口从而将外壳密闭，把水注入密闭的外壳中并将水压增加至断流压力的1.5倍左右，进行耐压试验。此时，在吸入室7侧、喷出室8侧两者都进行在相同压力下的试验。在吸入、喷出侧进行相同压力下的耐压试验时，由于 吸入室侧的体积大，所以为了承受压力，需要将吸入室7侧的外壳的板厚加厚到超过运转时所需要的板厚的厚度。

在实际运转时，吸入室7侧的压力降低而喷出室8侧的压力升高。耐压试验还具有如下的试验方法，即，为了成为与运转时相同的压力状态，使吸入室7侧成为吸入压力的1.5倍或耐压试验的最低压力，使喷出室8侧成为断流压力的1.5倍左右，从而在吸入、喷出侧施加不同压力来进行试验。为了在吸入、喷出侧施加不同压力来进行耐压试验，需要如图5所示那样利用从喷出室侧堵塞放入叶轮2的圆孔部的圆板状夹具12，或如图6所示那样在放入叶轮2的部分装入圆筒状夹具13，从而分开吸入室7和喷出室8。

在图5的圆板状夹具12和图6的圆筒状夹具13中，为了固定衬垫环15，利用在隔板14a、14b的圆周缘17上设置的平坦面18作为密封面。如此若进行吸入、喷出侧压力不同的耐压试验，则由于吸入室7侧和喷出室8侧的压力的比率与运行时大致相等，所以可以使吸入室7侧的外壳板厚形成为与运行时相适应的板厚，与进行吸入、喷出侧压力相同的耐压试验时的外壳相比，可以将吸入室7侧的板厚制作得非常薄。

但是，从图7(图7是表示进行吸入、喷出侧压力不同的耐压试验时的、外壳变形的例子的图)可以看出，由于吸入室7侧和喷出室8侧的压力差大，所以导致分隔吸入室7和喷出室8的半圆板状的上下隔板14a、14b向吸入室7侧较大地倒下，而产生了弯曲变形。如此，由于上下隔板14a、14b发生了弯曲变形，特别是在抽程高即断流压力高的机种中，即使使用如图5所示的圆板状夹具12或如图6所示的圆筒状夹具13，也会因为在上搁板14a和下搁板14b的开口部17产生的间隙16，而使得喷出室8侧的高压流体向吸入室7侧泄漏。即，在吸入、喷出侧压力不同的耐压试验中，吸入室7和喷出室8之间的密封是困难的。因此，不怎么进行吸入、喷出侧压力不同的耐压试验。这样的问题不仅仅限于如图7所示的水平分割的螺旋外壳，在垂直分割的螺旋外壳中也会产生同样的问题。

换句话说，虽然双吸入式离心泵只有在喷出侧施加高压，但是在水压试验中，由于是对螺旋外壳的整个内部区域施加水压来进行试验的，所以为了使吸入侧的外壳能够经得起压力，存在着必须将板厚加厚的问题。

本发明是对各种能够抑制上下隔板的弯曲变形，同时能够充分地密封吸入室和喷出室来进行吸入、喷出侧压力不同的耐压试验的双吸入式离心泵的试验装置进行了研究而得到的。

以下，利用附图说明本发明的一个实施例。

实施例1

图1是构成具备了本发明的一个实施例的双吸入式离心泵的外壳的剖面图。

在图1中，在旋转轴的左右两侧，设置有在半圆板状的隔板14a、14b的圆周缘17的吸入室7侧成为密封面的平坦面20，其中所述半圆板状的隔板14a、14b分隔出被分割成两部分的上下螺旋外壳3a、3b的吸入室7和喷出室8。

图8表示图1的螺旋外壳3a、3b的X-X剖面的向视图。

平坦面20构成为在上下外壳3a、3b的隔板14a、14b的圆周缘17上空出圆孔的圆板。在图1中，在旋转轴左右两侧还设置有两个圆板21a、21b来作为耐压试验夹具12，使其抵接于在所述隔板圆周缘17的吸入室侧设置的平坦面20，并在轴方向上连接所述两个圆板21a、21b。进而用紧固螺栓22固定圆板21a、21b。紧固螺栓22也可以是从图1左侧的吸入室7侧进行连接的结构。

其次，说明图1的螺旋外壳的耐压试验的(1)～(5)的组装顺序。

(1)首先，将暂时组合了圆板21a、21b和紧固螺栓22的结构组件放在下外壳3b上；(2)接着，载置上外壳3a并紧固上下外壳3a、3b的法兰盘11a、11b；(3)再接着，从右边的轴封部19的孔安装紧固螺栓22，在将圆板21a、21b放置于上下外壳3a、3b的隔板14a、14b之后，进而对隔板14a、14b施加从轴两侧向轴中央方向按压的负载；(4)进而，紧固螺栓22的螺帽部装入在圆板21a上设置的埋头孔，用盖23和紧固它的螺栓24及垫圈25密封；(5)最后，将左右的轴封部19及吸入口、喷出口和其他的孔全部塞上，从而密闭。

在图1中，还在隔板14a、14b和圆板21a、21b之间设置了○形密封圈26，以提高密封性。通过如此组装螺旋外壳以及耐压试验夹具，能够完全分离出吸入室侧和喷出室侧，能够进行吸入、喷出侧压力不同的试验。 通过进行吸入、喷出侧压力不同的试验，相比于图2的现有构造能够使吸入室7侧的板厚更薄，在图2的现有构造中，喷出室8侧的板厚与吸入室7侧的板厚大致相同，对此，与喷出室8侧的板厚相比、能够非常薄地制作吸入室7侧的板厚。

说明图1的螺旋外壳的优点：在旋转轴的左右两侧，设置有在半圆板状的隔板的圆周缘的吸入室侧成为密封面的平坦面20，其中所述半圆板状的隔板分隔出螺旋外壳的吸入室和喷出室。使圆板21a、21b紧密接触于该平坦面，还设置有○形密封圈26来完全分离吸入室侧和喷出室侧。进而，在实施吸入、喷出侧压力不同的耐压试验时，分隔出吸入室7和喷出室8的半圆板状的隔板14a、14b，在将要产生向吸入室7侧倒下的弯曲变形时，两个圆板21a、21b在向轴方向打开的方向上承受负载。

由于在轴方向上连接两个圆板的紧固螺栓22保持该轴方向的负重，其结果是控制了分隔出吸入室7和喷出室8的半圆板状的隔板14a、14b的变形，能够防止喷出侧的高压流体向吸入侧泄漏。

在图1中，虽然使用紧固螺栓22作为在轴方向上连接两个圆板21a、21b的部件，但也可以使用圆筒或圆柱等。在图1的构造中，由于还通过拧紧安装紧固螺栓22，能够对半圆板状的隔板14a、14b施加在耐压试验中的向吸入室侧的弯曲变形的反方向的预负载，所以能够提供更高的密封性，并且能够降低隔板14a、14b的应力，因此，还能够减薄隔板14a、14b的板厚。紧固螺栓22是可以从吸入室7侧拧紧的结构，设置有盖23和紧固它的螺栓24及垫圈25，来作为用于防止喷出室的流体从紧固螺栓22泄漏的密封构造。通过使紧固螺栓22形成为能够从吸入室侧拧紧的结构，可以在耐压试验前就将螺栓拧紧。此时，由于需要防止流体从所述紧固螺栓22部泄漏，需要在紧固螺栓的吸入室侧设置密封构造。

实施例2

图9是具备另一个实施例的双吸入式离心泵的剖面图。

在图9中，虽然对于图2所示的一般的双吸入式离心泵，在隔板14a、14b的吸入室7侧设置有平坦面18作为衬垫环15的固定部分，但在图9中，在隔板14a、14b的喷出室8侧也设置有平坦部20。

另外，通过连接部件27和紧固螺栓22及螺栓28将圆板21a、21b在 轴方向上连接起来。紧固螺栓22的螺帽部设置有与图1同样的密封构造。另外，在图1中，虽然设置○形密封圈并使其在平坦面20进行密封，但在图9中，设置○形密封圈并使其在隔板14a、14b的内周侧进行密封。

实施例3

图10、图11是具备另一个实施例的双吸入式离心泵的剖面图。

在图10和图11中，准备了圆筒29作为耐压试验夹具，在轴方向两侧设置：与设置于所述隔板14a、14b的吸入室侧的平坦面20相接触的槽30或法兰盘31。若使用这样的圆筒耐压试验夹具29，则在实施吸入、喷出侧压力不同的耐压试验时，分隔出吸入室7和喷出室8的半圆板状的隔板14a、14b在将要产生向吸入室7侧倒下的弯曲变形时，经由在轴方向两侧设置的槽30或法兰盘31对圆筒夹具29施加轴方向上的负载。由于圆筒夹具29保持了该轴方向上的负载，所以结果是控制了分隔吸入室和喷出室的半圆板状的隔板14a、14b的变形，还能够防止喷出侧的高压流体向吸入侧泄漏。采用图10、图11所示的圆筒夹具29的构造，与采用图1所示的紧固螺栓22的构造相比较，相对于圆筒夹具29的轴方向，要求的尺寸精度高。

实施例4

利用图12、图13说明其他的实施例。

图12是具备其他实施例的双吸入式离心泵的剖面图。

图13是图12的X-X剖面的向视图。

在图12、图13中，在设置于分隔出吸入室7和喷出室8的半圆板状的隔板14a、14b的圆周缘的吸入室侧的平坦面20上，在圆周上设置有多个螺孔32。在耐压试验时准备两个圆板21a、21b，将分割为两部分的螺旋所述平坦面20作为封闭面，通过螺栓33把圆板固定于在该平坦面的圆周上设置的所述螺孔32。若形成这样的结构，则由于能够经由螺栓将分隔出吸入室7和喷出室8的半圆板状的隔板14a、14b固定在圆板夹具21a、21b上，两个半圆板状的隔板14a、14b和圆板夹具21a、21b成为一体而变形，所以能够防止喷出侧的高压流体向吸入侧泄漏。在耐压试验结束之后，若在螺孔32空着的状态下运转，则会导致流体性能的下降，因此，在实际机器运行时，用直螺钉(也称无头螺钉)或树脂材料等将螺孔32 填埋后再使用。在图12、图13的实施例中，虽然圆板夹具21a、21b没有被拧紧在一起，但在轴方向上拧紧该圆板夹具21a、21b，进而若形成螺栓拧紧结构，则具有更好的效果。

通过采用本发明所示的结构，在吸入、喷出压力差大的情况下，能够进行吸入、喷出侧压力不同的试验。通过能够进行吸入、喷出侧压力不同的耐压试验，与喷出室侧的板厚相比，能够非常薄地形成吸入室侧的板厚。相反地说，为了使吸入室侧的板厚与喷出室侧的板厚相比制作得非常薄，需要进行吸入、喷出侧压力不同的耐压试验。为了进行吸入、喷出侧压力不同的耐压试验，有必要实施本发明。

本发明如上所述：

1.一种双吸入式离心泵的耐压试验装置，

其包括：在水平方向上配置的旋转轴、从该旋转轴的轴方向两侧吸入流体再从中间部向径外周方向喷出的双吸入式离心型的叶轮、和内置该叶轮的螺旋外壳，

在该螺旋外壳内由隔板隔断出吸入室和喷出室，在所述喷出室施加高压来进行试验，其特征在于，

以所述喷出室为中心而在其左右设置吸入室，在该左右吸入室侧设置平坦面，并在该平坦面上安装固定有所述隔板。

2.在所述左右吸入室设置的所述隔板彼此是由部件连接的。

3.所述部件为螺栓，该螺栓贯通所述喷出室。

4.在与所述隔板相接触的平坦面上设有环状的槽，在该槽中插入有密封用的部件。

5.所述隔板由螺钉固定在所述平坦面上。

Claims (5)

1.一种双吸入式离心泵的耐压试验装置，

其包括：在水平方向上配置的旋转轴、从该旋转轴的轴方向两侧吸入流体再从中间部向径外周方向喷出的双吸入式离心型的叶轮、和内置该叶轮的螺旋外壳，

在该螺旋外壳内由隔板隔断出吸入室和喷出室，在所述喷出室施加高压来进行试验，其特征在于，

以所述喷出室为中心而在其左右设置吸入室，该左右吸入室被所述隔板分隔，在所述隔板上设置平坦面，并在该平坦面上安装固定有圆板。

2.根据权利要求1所述的双吸入式离心泵的耐压试验装置，其特征在于，

在所述平坦面设置的所述圆板彼此是由部件连接的。

3.根据权利要求2所述的双吸入式离心泵的耐压试验装置，其特征在于，

所述部件为螺栓，该螺栓贯通所述喷出室。

4.根据权利要求1所述的双吸入式离心泵的耐压试验装置，其特征在于，

在与所述圆板相接触的平坦面上设有环状的槽，在该槽中插入有密封用的部件。

5.根据权利要求1所述的双吸入式离心泵的耐压试验装置，其特征在于，

所述圆板由螺钉固定在所述平坦面上。

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