CN201884286U - 单级双吸双出口深井泵 - Google Patents

Abstract

一种单级双吸双出口深井泵，包括泵体组件、传动部件和管路部件，泵体组件包括蜗壳、叶轮以及上、下吸入口，叶轮为双吸式叶轮结构，蜗壳采用旋转对称的双出口结构，蜗壳的两个出口汇合与总管连接；传动部件包括主轴和轴承座，主轴由离合器和圆柱滚子轴承支撑并与叶轮相连，主轴的轴封包括润滑介质侧的机械密封和输送介质侧的轴封，轴承座内设有与主轴相连的轴承；管路组件包括与蜗壳出口连接的第一分支管和第二分支管、总管以及装在总管上的气提管。本实用新型的深井泵采用双吸叶轮和双出口蜗壳结构，并将原动机置于井内，使其适用于各类储罐、货舱中各类液态介质的快速、安全抽取与输送，具有泵轴短、流量大、工作平稳、介质泄漏自动检测等优点。

Description

单级双吸双出口深井泵

技术领域

本实用新型涉及一种单级深井泵，特别涉及一种具有双吸入口和双出口蜗壳的立式单级深井泵，适用于石油、化工、储运等行业液体介质的大流量输送与排出，属于流体机械和化工机械技术领域。

背景技术

在石油、化工原料储运过程中，通常大量使用大型储罐、运输船来储存或运送各类液体介质，对于液体介质的灌装和排出均需用到泵，特别是罐内介质的排出需要采用潜液泵或长轴液下泵，通过泵实现罐内介质的安全、快速输送。鉴于石油化工储运设备的特殊性，在储罐或储槽上方设置立式深井泵是当前最常用的方式。然而，由于储罐或储槽往往很深，并且部分场合要求深井泵具有大流量、高扬程性能，由此给深井泵的可靠性和运行稳定性带来了问题，为了提高运行的可靠性，必须在结构的稳定性、过流部件工作稳定性、介质泄漏自动检测等方面采取有效措施。

在传统的应用中，用于油品、化学品输送的深井泵大多采用立式长轴结构，将电机置于罐顶上方，泵体置于液下，因此这类泵又被常被称为长轴液下泵。长轴液下泵的结构形式可以避免电机与易燃易爆液体接触，但对于大深度的储罐或储槽，不得不采用很长的泵轴，这类泵轴有时会长达10m以上，长轴泵转子的挠度较大、转子的稳定性较差，轴承磨损等问题导致故障率相对较高，给部分危险介质输送带来安全隐患的同时也给安装带来不便。为此，国内外部分场合采用潜液泵代替长轴液下泵作为深井泵的基本结构形式，如利用液压马达或者屏蔽电机驱动的立式深井泵，他们将泵头与驱动装置一起置于液下，由此大大减小了泵轴长度，在较大程度上提高了泵轴的工作稳定性，进而使深井泵的可靠性得到提升。

另一方面，包括普通的卧式离心泵、立式离心泵、液下泵大多采用单出口的蜗壳结构和单向吸入的叶轮。单出口的蜗壳结构是普通离心泵最常用的结构形式，这种蜗壳结构中，被叶轮升压后的液体介质经蜗壳单个出口排出。在额定工况下工作时，叶轮周围蜗壳中的流速和压力基本均匀分布，呈对称状态，作用在叶轮上的径向力接近于零。当泵工作流量大于或小于额定流量时，叶轮周围蜗壳内各断面的液体流速和压力分布不均匀，会在叶轮上产生不均匀的径向力，对于非长轴的工作场合这种结构对泵的工作稳定性几乎没有影响。然而，对于深井泵而言，无论是长轴结构还是潜液泵结构，其灌顶排出口距离泵吸入口距离很长，作用于轴端的径向力使轴产生较大的扰度，不稳定的径向力可能导致振动加剧，引起密封环和轴套的迅速磨损，并且容易引起噪声。更为严重的是，对于旋转的泵轴，径向力还是交变载荷，较大的径向力会使轴因疲劳而破坏，严重影响深井泵的可靠性和实用寿命。同时，由于部分场合要求深井泵提升输送流量，采用普通的单向吸入叶轮不但由于叶轮比转速偏大导致效率降低、稳定性变差，同时还因轴向力过大而影响轴系的可靠性。

因此，针对许多场合存在罐体深度加大、输送流量加大、深井泵工作稳定性和可靠性要求提高的应用需求，设计更为合理的深井泵结构，对石油、化学物料的储运行业具有重要的意义，这也是本实用新型的出发点。

发明内容

本实用新型为克服现有技术中存在的不足，本实用新型的目的是提供一种泵轴短且可以自动平衡叶轮轴向力与蜗壳径向力的大流量单级双吸双出口深井泵，并提高液体的输送速度。

为达上述目的，本实用新型为一种单级双吸双出口深井泵，其包括泵体组件、传动部件和管路部件，泵体组件包括蜗壳、叶轮以及分别与蜗壳上下两个入口相连的上吸入口和下吸入口，叶轮为双吸式叶轮结构，蜗壳采用旋转对称的双出口结构，所述蜗壳的两个出口在泵体上端汇合与总管连接；传动部件包括主轴和位于蜗壳上方的轴承座，主轴由离合器和圆柱滚子轴承支撑，依次贯穿轴承座和若干轴套后与叶轮相连，主轴的轴封包括润滑介质侧的机械密封和输送介质侧的轴封，轴承座内设有与主轴相连的轴承；管路组件包括与蜗壳出口连接的第一分支管和第二分支管、总管以及装在总管上的气提管。

所述的单级双吸双出口深井泵，其中，所述管路组件还包括分别设置在总管上的进气阀和气提截止阀，截止阀靠近总管的出口；气提管的两端分别与位于截止阀两侧的总管相连通。

所述的单级双吸双出口深井泵，其中，所述管路组件还包括分别设置在总管上的进气阀和气提截止阀，截止阀靠近总管的出口；气提管入口位于蜗壳出口端，气提管的出口位于截止阀的下游。

所述的单级双吸双出口深井泵，其中，所述机械密封和轴封的泄漏由围堰下端布置的传感器检测。

所述的单级双吸双出口深井泵，其中，主轴上端加工有内花键，原动机输出端加工有外花键，所述主轴与原动机通过花键联接。

所述的单级双吸双出口深井泵，其中，所述离合器采用单向离合器。

所述的单级双吸双出口深井泵，其中，所述单级双吸双出口深井泵整体置于底座上。

作为本实用新型的单级深井泵的进一步改进：采用对称的双吸叶轮结构，首先可以提高大流量输送能力，提高小流量下泵的工作稳定性，同时用于可平衡叶轮工作产生的轴向力。

作为本实用新型的单级深井泵的进一步改进：蜗壳采用旋转对称的双出口结构，径向截面为以轴心对称分布的两个蜗壳状流道，沿轴向有两个对称出水口，这种结构使得作用在叶轮上的径向力大小相同，方向相差180°，相互抵消。

作为本实用新型的单级深井泵的进一步改进：原动机通过花键与主轴联接，主轴贯穿轴承座后与叶轮相连，并在主轴上设有密封组件，阻止输送介质与轴承座内润滑油相互污染。

作为本实用新型的单级深井泵的进一步改进：管路组件还包括气提管以及分别设置在介质排出管上的气体阀和截止阀，截止阀靠近介质排出管的出口；气提管的两端分别与位于截止阀两侧的介质排出管相连通，用于排尽管路中剩余的液体。

作为本实用新型的单级深井泵的进一步改进：密封组件还包括泄露监测传感器，确保泄露能够及时发现，避免输送液体被污染或者重大事故发生。

作为本实用新型的单级深井泵的进一步改进：轴承座内还设有与主轴相连的单向离合器，防止主轴反转对原动机造成损害。

作为本实用新型的单级深井泵的进一步改进：单级双吸双出口深井泵整体置于底座上，使得深井泵可靠固定的同时，便于深井泵整体的拆装。

综上所述，本实用新型的单级双吸双出口深井泵具有轴向力与径向力小、工作稳定、结构紧凑、易于安装、易于化学品清理和泄漏检测安全可靠等特点，可满足抽吸大深度储罐或储槽内的各类常规和危险液体介质的要求。

附图说明

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为本实用新型的单级双吸双出口深井泵第一实施例的剖视图；

图2A和图2B分别为双出口蜗壳的剖视图和俯视图；

图3为本实用新型的单级双吸双出口深井泵第二实施例的剖视图。

附图标记说明：下吸入口1；下盖板2；叶轮3；蜗壳4；上盖板5；上吸入口6；传感器7；围堰8；中轴套9；轴承座10；上轴套11；离合器12；锁紧垫片13；原动机14；第一分支管15；总管16；截止阀17；进气阀18；气提截止阀19；气提管20；第二分支管21；调心球轴承22；锁紧螺母23；第一键24；圆柱滚子轴承25；机械密封座26；机械密封27；轴封28；下轴套29；主轴30；密封口环31；底座32；第二键33；叶轮螺母34；支撑35；储罐底面A；井底面B；最低水位C。

具体实施方式

图1～图3结合给出了一种单级双吸双出口深井泵，其包括：泵体组件、传动组件、密封组件和管路组件等构件。

泵体组件包括下吸入口1、下盖板2、叶轮3、蜗壳4、上盖板5、上吸入口6、密封口环31、底座32和支撑35。下吸入口1和上吸入口6通过螺钉分别与下盖板2和上盖板5联接；下盖板2与上盖板5又通过螺钉与蜗壳4联接。底座32用于安装时对蜗壳4的导向定位作用，支撑35将泵整体支撑起来，使其与井底面B存在一定间隙，便于液体吸入。储罐底面A设置浅井，井深大于370mm，使储罐内水位保持高于叶轮3的上吸入口6，避免叶轮3空转。安装时泵的下吸入口1距井底面B大于60mm，利于液体吸入。

传动部件包括主轴30，主轴30的上端加工有内花键，原动机14(可为液压马达或屏蔽电机)的输出轴加工有外花键，通过内、外花键啮合实现主轴30与原动机14的传动。主轴30由调心球轴承22和圆柱滚子轴承25支撑，调心球轴承22和圆柱滚子轴承25的轴承外圈与轴承座10过盈配合联接。在主轴30的外表面从上至下依次设有离合器12、上轴套11、中轴套9和下轴套29，由于上轴套11是与离合器12通过第一键24联接，而离合器12又与轴承座10联结，因此离合器12能实现防止主轴30反转，此外，上轴套11、中轴套9和下轴套29对主轴30上的零件起轴向定位作用。叶轮3通过第二键33与主轴30联接，并通过叶轮螺母34与下轴套29实现轴向定位。

所述的离合器12可选用单向离合器。

密封组件包括机械密封27、围堰8以及机械密封座26等。机械密封27安装于机械密封座26内，且机械密封座26与轴承座10密封地固定相连，围堰8套装在机械密封座26外。在下轴套29和围堰8设置之间轴封28，轴封28可采用骨型密封圈。

管路组件包括与蜗壳4出口连接的第一分支管15和第二分支管21，以及总管16和装在总管16上气提管20。所述的第一分支管15和第二分支管21再次汇合后与所述总管16连通。总管16上分别设有进气阀18和截止阀17，截止阀17靠近总管16的出口。气提管20的出口端与总管16的出口(位于截止阀17的下游)相连，气提管20的进口端与总管16的进口相连；在气提管20上设有气提截止阀19，该气提截止阀19用于控制气提管20的开启与关闭。总管16长度可根据实际需要任意调节，总管16的出口端位于操作平台上，便于操作。

由于叶轮3的两个吸入口对称，且蜗壳4径向对称，工作时产生的轴向推力和径向推力大小相等、方向相反、合力为零；调心球轴承22和圆柱滚子轴承25只承受原动机14的转子和泵转子的自重，不承受径向力，大大降低了轴承的负荷，从根本上提高了深井泵的可靠性，延长了轴承寿命。

第一实施例

本实施例的单级双吸双出口深井泵，其详细结构如图1所示，其包括泵体组件、传动部件和管路部件，泵体组件包括蜗壳4、叶轮3以及分别与蜗壳4上下两个入口相连的上吸入口6和下吸入口1，叶轮3为双吸式叶轮结构，蜗壳4采用旋转对称的双出口结构，两个出口在泵体上端汇合与总管16联接；传动部件包括主轴30和位于蜗壳4上方的轴承座10，主轴30由离合器12和圆柱滚子轴承25支撑，依次贯穿轴承座10和若干轴套后与叶轮3相连，主轴30的轴封包括润滑介质侧的机械密封27和输送介质侧的轴封28，轴承座10内设有与主轴30相连的轴承；管路组件包括与蜗壳4出口连接的第一分支管15和第二分支管21、总管16、气提管20，气提管20入口位于总管16上截止阀17上游，出口位于截止阀17下游。

原动机14转动，通过花键联接使主轴30转动。带动叶轮3转动。在离心力的作用下，被传输介质从上吸入口6和下吸入口1进入叶轮3内，通过叶轮3旋转做功后从蜗壳4的每个出口通过相应的第一分支管15和第二分支管21汇总至总管16，最终从总管16出口排出。

正常工作状态下，总管16上的截止阀17打开、进气阀18关闭，气提管20上的气提截止阀19关闭；此时叶轮3通过原动机14驱动旋转，被传输介质通过总管16排出。

当储罐内的传输介质被抽空后，进入气提阶段。关闭截止阀17，气提截止阀19，从进气阀18通入气体，把总管16内残留的介质通过气提管20排出。此时，泵的叶轮3在原动机14的带动下低速旋转，起到阻止介质回流的作用。

如果机械密封27失效，轴承座10内的润滑油泄露到围堰8；或者轴封28失效，输送液体泄漏到围堰8中，均可通过围堰8下端布置的传感器7检测出，避免了大量泄漏造成的危害。

第二实施例

本实施例的单级双吸双出口深井泵，其详细结构如图3所示，其包括泵体组件、传动部件和管路部件，泵体组件包括蜗壳4、叶轮3以及分别与蜗壳4上下两个入口相连的上吸入口6和下吸入口1，叶轮3为双吸式叶轮结构，蜗壳4采用旋转对称的双出口结构，两个出口在泵体上端汇合与总管16联接；传动部件包括主轴30和位于蜗壳4上方的轴承座10，主轴30由离合器12和圆柱滚子轴承25支撑，依次贯穿轴承座10和若干轴套后与叶轮3相连，主轴30的轴封包括润滑介质侧的机械密封27和输送介质侧的轴封28，轴承座10内设有与主轴30相连的轴承；管路组件包括与蜗壳4出口连接的第一分支管15和第二分支管21、总管16、气提管20，气提管20入口位于蜗壳4出口端，出口位于截止阀17下游。

原动机14转动，通过花键联接使主轴30转动。带动叶轮3转动。在离心力的作用下，被传输介质从上吸入口6和下吸入口1进入叶轮3内，通过叶轮3旋转做功后从蜗壳4的每个出口通过相应的第一分支管15和第二分支管21汇总至总管16，最终从总管16出口排出。

正常工作状态下，总管16上的截止阀17打开、进气阀18关闭，气提管20上的气提截止阀19关闭；此时叶轮3通过原动机14驱动旋转，被传输介质通过总管16排出。

当储罐内的传输介质被抽空后，进入气提阶段。关闭截止阀17，气提截止阀19，从进气阀18通入气体，把总管16、第一分支管15和第二分支管21内残留的介质通过气提管20排出。此时，泵的叶轮3在原动机14的带动下低速旋转，起到阻止介质回流的作用。

如果机械密封27失效，轴承座10内的润滑油泄露到围堰8；或者轴封28失效，输送液体泄漏到围堰8中，均可通过围堰8下端布置的传感器7检测出，避免了大量泄漏造成的危害。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本实用新型的两个具体实施例。显然，本实用新型不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本实用新型公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本实用新型的保护范围。

Claims (7)

1.一种单级双吸双出口深井泵，其特征在于：包括泵体组件、传动部件和管路部件，泵体组件包括蜗壳(4)、叶轮(3)以及分别与蜗壳(4)上下两个入口相连的上吸入口(6)和下吸入口(1)，叶轮(3)为双吸式叶轮结构，蜗壳(4)采用旋转对称的双出口结构，所述蜗壳(4)的两个出口在泵体上端汇合与总管(16)连接；传动部件包括主轴(30)和位于蜗壳(4)上方的轴承座(10)，主轴(30)由离合器(12)和圆柱滚子轴承(25)支撑，依次贯穿轴承座(10)和若干轴套后与叶轮(3)相连，主轴(30)的轴封包括润滑介质侧的机械密封(27)和输送介质侧的轴封(28)，轴承座(10)内设有与主轴(30)相连的轴承；管路组件包括与蜗壳(4)出口连接的第一分支管(15)和第二分支管(21)、总管(16)以及装在总管(16)上的气提管(20)。

2.根据权利要求1所述的单级双吸双出口深井泵，其特征在于：所述管路组件还包括分别设置在总管(16)上的进气阀(18)和气提截止阀(19)，截止阀(17)靠近总管(16)的出口；气提管(20)的两端分别与位于截止阀(17)两侧的总管(16)相连通。

3.根据权利要求1所述的单级双吸双出口深井泵，其特征在于：所述管路组件还包括分别设置在总管(16)上的进气阀(18)和气提截止阀(19)，截止阀(17)靠近总管(16)的出口；气提管(20)入口位于蜗壳(4)出口端，气提管(20)的出口位于截止阀(17)的下游。

4.根据权利要求1所述的单级双吸双出口深井泵，其特征在于：所述机械密封(27)和轴封(28)的泄漏由围堰(8)下端布置的传感器(7)检测。

5.根据权利要求1所述的单级双吸双出口深井泵，其特征在于：主轴(30)上端加工有内花键，原动机(14)输出端加工有外花键，所述主轴(30)与原动机(14)通过花键联接。 

6.根据权利要求1所述的单级双吸双出口深井泵，其特征在于：所述离合器(12)采用单向离合器。

7.根据权利要求1所述的单级双吸双出口深井泵，其特征在于：所述单级双吸双出口深井泵整体置于底座(32)上。 

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