CN205918649U - 一种径向剖分式轴向力自平衡双壳体多级泵出水段结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种径向剖分式轴向力自平衡双壳体多级泵出水段结构，包括外壳体、低压中段、高压中段、以及出水段；在出水段靠近低压中段的一侧设有一叶轮槽Ⅰ，在出水段靠近高压中段的一侧设有一叶轮槽Ⅱ，在叶轮槽Ⅰ的侧壁上设有双螺旋形流道Ⅰ，在叶轮槽Ⅱ的侧壁上设有双螺旋形流道Ⅱ，在出水段上设有两过渡流道Ⅰ和两过渡流道Ⅱ，两过渡流道Ⅰ的一端分别与两条螺旋形流道Ⅰ的大径端相连通，另一端同时与中压环腔相连通；两过渡流道Ⅱ的一端分别与两条螺旋形流道Ⅱ的大径端相连通，另一端同时与高压环腔相连通。本实用新型能够确保多级泵出流收集腔中流速均匀，从而提高泵的效率，并能减少泵的振动风险，提高泵运行的稳定性和可靠性。

Description

一种径向剖分式轴向力自平衡双壳体多级泵出水段结构

技术领域

本实用新型涉及多级泵技术领域，尤其涉及一种径向剖分式轴向力自平衡双壳体多级泵出水段结构。

背景技术

目前的径向剖分式轴向力自平衡双壳体多级离心泵，如图1所示，在工作过程中，流体介质通过泵的进口进入泵腔，通过首级叶轮吸入并逐级加压后，进入低压叶轮1加压，低压导叶2收集并输送到低压末级叶轮3加压，流体由低压末级导叶4收集后进入出水段5的环形流道Ⅰ6，该环形流道Ⅰ6的断面为矩形，流体在环形流道Ⅰ6中通过过渡流道Ⅰ7进入中压环腔8，然后，流体进入反方向的高压叶轮逐级加压后，进入高压叶轮9加压，由高压导叶10收集后导入末级叶轮11加压，之后再通过高压末级导叶12导入出水段5的环形流道Ⅱ13，高压流体通过与环形流道Ⅱ13相连的过渡流道Ⅱ14进入高压环腔15，通过泵出口排出。

但这种结构的出水段5受多级泵轴向尺寸、实现高低压分区隔断密封的限制，导致出水段5的部分环形流道Ⅰ6和过渡流道Ⅱ14之间干涉重叠，出水段5的部分环形流道Ⅱ13和过渡流道Ⅰ7之间干涉重叠，这时一般采用挤压环形流道的方式处理，致使环形流道Ⅰ6中与过渡流道Ⅱ14干涉部位形成凸起Ⅰ，环形流道Ⅱ13中与过渡流道Ⅰ7干涉部位形成凸起Ⅱ。由于环形流道中的流体仅一个出口，流体向过渡流道流动到凸起Ⅰ（或凸起Ⅱ）部位，必定出现巨大流速变化，流体流态变差，损失加剧，同时矩形环形流道Ⅰ（或环形流道Ⅱ）中，流体的流速在周向是极不均匀，这样也带来流体能力损失；导致这种结构出水段的泵，效率较相同比转速的泵低，环形流道中的凸起部位流速极高，环形流道中流体间的流速不一致的巨大冲击也导致泵的振动加剧，影响泵的稳定运行；并且，因同时实现两个方向的流体收集、导出，往往结构设计极其困难，轴向尺寸较大，导致泵的结构稳定性先天不足。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述不足，本实用新型的目的在于提供一种径向剖分式轴向力自平衡双壳体多级泵出水段结构，能够确保多级泵出流收集腔中流速均匀，从而提高泵的效率，并能减少泵的振动风险，提高泵运行的稳定性和可靠性。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是这样的：一种径向剖分式轴向力自平衡双壳体多级泵出水段结构，包括外壳体、泵轴、低压中段、低压叶轮、低压导叶、低压末级叶轮、高压中段、高压叶轮、高压导叶、高压末级叶轮、以及出水段；所述出水段位于外壳体的中部，其外侧中部与外壳体固定连接并将外壳体隔断，内侧通过轴套安装于泵轴上；所述低压中段位于出水段一侧，并与出水段紧贴，所述低压叶轮和低压导叶设于低压中段内，在出水段靠近低压中段的一侧设有一叶轮槽Ⅰ，所述低压末级叶轮设于该叶轮槽Ⅰ内，该出水段与低压中段结合处与外壳体之间形成高压环腔；所述高压中段位于出水段的另一侧，并与出水段紧贴，所述高压叶轮和高压导叶设于高压中段内，在出水段靠近高压中段的一侧设有一叶轮槽Ⅱ，所述高压末级叶轮设于该叶轮槽Ⅱ内，该出水段与高压中段结合处与外壳体之间形成中压环腔；在外壳体上，对应高压环腔的位置设有一泵出口；其特征在于：

在叶轮槽Ⅰ的侧壁上设有一绕其一周的双螺旋形流道Ⅰ，所述双螺旋形流道Ⅰ包括第两条螺旋形流道Ⅰ，所述螺旋形流道Ⅰ的深度从一端到另一端逐渐减小，两条螺旋形流道Ⅰ的大径端均与另一条螺旋形流道Ⅰ的小径端相连通；

在叶轮槽Ⅱ的侧壁上设有一绕其一周的双螺旋形流道Ⅱ，所述双螺旋形流道Ⅱ包括第两条螺旋形流道Ⅱ，所述螺旋形流道Ⅱ的深度从一端到另一端逐渐减小，两条螺旋形流道Ⅱ的大径端均与另一条螺旋形流道Ⅱ的小径端相连通；

在出水段上设有两过渡流道Ⅰ和两过渡流道Ⅱ，其中，两过渡流道Ⅰ位于同一直径上，并沿出水段轴心线对称分布，两过渡流道Ⅱ也位于同一直径上，并沿出水段轴心线对称分布，并且，两过渡流道Ⅰ所在的直径与两过渡流道Ⅱ所在的直径相互垂直；两过渡流道Ⅰ的一端分别与双螺旋导流道Ⅰ的两条螺旋形流道Ⅰ的大径端相连通，另一端同时与中压环腔相连通；两过渡流道Ⅱ的一端分别与双螺旋导流道Ⅱ的两条螺旋形流道Ⅱ的大径端相连通，另一端同时与高压环腔相连通。

进一步地，所述过渡流道Ⅰ和过渡流道Ⅱ均与泵轴的轴心线之间形成一夹角，该夹角为30—60°。

进一步地，所述双螺旋形流道Ⅰ、双螺旋形流道Ⅱ、过渡流道Ⅰ和过渡流道Ⅱ均与出水段整体铸造成型在一起。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

1、结构更加紧凑，并且省掉了低压末级导叶，从而进一步缩小了泵整体的体积，使其适用范围更广。

2、流体收集流道采用双螺旋形流道，形成蜗壳结构形式，使液体在双螺旋形流道内流速更加均匀；并且出水段的流体收集流道和过渡流道不会发生干涉，过渡流道不会挤占流体收集流道的空间，设计尺寸更合理；同时，取消矩形环流道后，可减短出水段的轴向长度，在进一步减小整体体积的同时，减小泵的轴向尺寸，并减少泵的振动风险。

3、通过双螺旋形蜗壳流体收集通道，使泵转动过程中，收集的流体流动方向一致，且螺旋形蜗壳设计完全按照流体均匀流动设计，使流体在收集室内完全避免了流速突变、方向改变等产生的损失，提高了泵的效率。

4、两条螺旋形流道形成双涡室结构，提高液体流动的对称性，减少泵运转状态下，工况变化产生的径向力对泵可靠性的影响；从而有效提高泵运行的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为现有技术中多级离心泵出水段的装配结构示意图。

图2为本实用新型的结构示意图。

图3为本实用新型中出水段的结构示意图。

图4为图3沿A—A向的剖视图。

图5为图3沿B—B向的剖视图。

图2—图5中：1—外壳体，2—泵轴，3—低压中段，4—低压叶轮，5—低压导叶，6—低压末级叶轮，7—高压中段，8—高压叶轮，9—高压导叶，10—高压末级叶轮，11—出水段，12—中压环腔，13—高压环腔，14—双螺旋形流道Ⅰ，141—螺旋形流道Ⅰ，15—双螺旋形流道Ⅱ，151—螺旋形流道Ⅱ，16—过渡流道Ⅰ，17—过渡流道Ⅱ。

具体实施方式

下面将结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

实施例：参见图2至图5，一种径向剖分式轴向力自平衡双壳体多级泵出水段结构，包括外壳体1、泵轴2、低压中段3、低压叶轮4、低压导叶5、低压末级叶轮6、高压中段7、高压叶轮8、高压导叶9、高压末级叶轮10、以及出水段11。所述出水段11位于（装配于）外壳体1的中部，其外侧中部与外壳体1固定连接并将外壳体1隔断；内侧通过轴套安装于泵轴2上；具体实施时，该出水段11通过中间密封套安装于泵轴2上，与出水段11一起形成泵的高、低压区隔断动密封。所述低压中段3位于出水段11一侧，并与出水段11紧贴，所述低压叶轮4和低压导叶5设于低压中段3内，在出水段11靠近低压中段3的一侧设有一叶轮槽Ⅰ，所述低压末级叶轮6设于该叶轮槽Ⅰ内，该出水段11与低压中段3结合处与外壳体1之间形成高压环腔13。所述高压中段7位于出水段11的另一侧，并与出水段11紧贴，所述高压叶轮8和高压导叶9设于高压中段7内，在出水段11靠近高压中段7的一侧设有一叶轮槽Ⅱ，所述高压末级叶轮10设于该叶轮槽Ⅱ内，该出水段11与高压中段7结合处与外壳体1之间形成中压环腔12。在外壳体1上，对应高压环腔13的位置设有一泵出口。

在叶轮槽Ⅰ的侧壁上设有一绕其一周的双螺旋形流道Ⅰ14，所述双螺旋形流道Ⅰ14包括第两条螺旋形流道Ⅰ141，所述螺旋形流道Ⅰ141的深度从一端到另一端逐渐减小，两条螺旋形流道Ⅰ141的大径端均与另一条螺旋形流道Ⅰ141的小径端相连通。

在叶轮槽Ⅱ的侧壁上设有一绕其一周的双螺旋形流道Ⅱ15，所述双螺旋形流道Ⅱ15包括第两条螺旋形流道Ⅱ151，所述螺旋形流道Ⅱ151的深度从一端到另一端逐渐减小，两条螺旋形流道Ⅱ151的大径端均与另一条螺旋形流道Ⅱ151的小径端相连通。

在出水段11上设有两过渡流道Ⅰ16和两过渡流道Ⅱ17，其中，两过渡流道Ⅰ16位于同一直径上，并沿出水段11轴心线对称分布，两过渡流道Ⅱ17也位于同一直径上，并沿出水段11轴心线对称分布，并且，两过渡流道Ⅰ16所在的直径与两过渡流道Ⅱ17所在的直径相互垂直（即两过渡流道Ⅰ16与两过渡流道Ⅱ17呈90°分布）；具体实施时，所述过渡流道Ⅰ16和过渡流道Ⅱ17均与泵轴2的轴心线之间形成一夹角，该夹角为30—60°，从而降低设计及加工难度。两过渡流道Ⅰ16的一端分别与双螺旋导流道Ⅰ的两条螺旋形流道Ⅰ141的大径端相连通，另一端同时与中压环腔12相连通；两过渡流道Ⅱ17的一端分别与双螺旋导流道Ⅱ的两条螺旋形流道Ⅱ151的大径端相连通，另一端同时与高压环腔13相连通。

实际加工过程中，所述双螺旋形流道Ⅰ14、双螺旋形流道Ⅱ15、过渡流道Ⅰ16和过渡流道Ⅱ17均与出水段11整体铸造成型在一起；从而减少零件数量，提高整泵的同心度，运行更稳定。

工作过程中，低压区的低压末级叶轮6的出口流体通过双螺旋形流道Ⅰ14收集，然后由过渡流道Ⅰ16导入中压环腔12；高压区的高压末级叶轮10的出口流体通过双螺旋形流道Ⅱ15收集，由过渡流道Ⅱ17导入高压环腔13。双螺旋形流道Ⅰ14（或Ⅱ）设计为对称布置的螺旋形双涡室流道，双螺旋形流道Ⅰ14和双螺旋形流道Ⅱ15互相错开90°布置，具体加工中，先以泵的出口方位确定双螺旋形流道Ⅱ15的布置方位，双螺旋形流道Ⅱ15的过渡流道Ⅱ17的其中一个出口正对泵的出口，另一个在180°的方向上。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案而非限制技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，那些对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，均应涵盖在本实用新型的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种径向剖分式轴向力自平衡双壳体多级泵出水段结构，包括外壳体、泵轴、低压中段、低压叶轮、低压导叶、低压末级叶轮、高压中段、高压叶轮、高压导叶、高压末级叶轮、以及出水段；所述出水段位于外壳体的中部，其外侧中部与外壳体固定连接并将外壳体隔断，内侧通过轴套安装于泵轴上；所述低压中段位于出水段一侧，并与出水段紧贴，所述低压叶轮和低压导叶设于低压中段内，在出水段靠近低压中段的一侧设有一叶轮槽Ⅰ，所述低压末级叶轮设于该叶轮槽Ⅰ内，该出水段与低压中段结合处与外壳体之间形成高压环腔；所述高压中段位于出水段的另一侧，并与出水段紧贴，所述高压叶轮和高压导叶设于高压中段内，在出水段靠近高压中段的一侧设有一叶轮槽Ⅱ，所述高压末级叶轮设于该叶轮槽Ⅱ内，该出水段与高压中段结合处与外壳体之间形成中压环腔；在外壳体上，对应高压环腔的位置设有一泵出口；其特征在于：

在叶轮槽Ⅰ的侧壁上设有一绕其一周的双螺旋形流道Ⅰ，所述双螺旋形流道Ⅰ包括第两条螺旋形流道Ⅰ，所述螺旋形流道Ⅰ的深度从一端到另一端逐渐减小，两条螺旋形流道Ⅰ的大径端均与另一条螺旋形流道Ⅰ的小径端相连通；

在叶轮槽Ⅱ的侧壁上设有一绕其一周的双螺旋形流道Ⅱ，所述双螺旋形流道Ⅱ包括第两条螺旋形流道Ⅱ，所述螺旋形流道Ⅱ的深度从一端到另一端逐渐减小，两条螺旋形流道Ⅱ的大径端均与另一条螺旋形流道Ⅱ的小径端相连通；

在出水段上设有两过渡流道Ⅰ和两过渡流道Ⅱ，其中，两过渡流道Ⅰ位于同一直径上，并沿出水段轴心线对称分布，两过渡流道Ⅱ也位于同一直径上，并沿出水段轴心线对称分布，并且，两过渡流道Ⅰ所在的直径与两过渡流道Ⅱ所在的直径相互垂直；两过渡流道Ⅰ的一端分别与双螺旋导流道Ⅰ的两条螺旋形流道Ⅰ的大径端相连通，另一端同时与中压环腔相连通；两过渡流道Ⅱ的一端分别与双螺旋导流道Ⅱ的两条螺旋形流道Ⅱ的大径端相连通，另一端同时与高压环腔相连通。

2.根据权利要求1所述的一种径向剖分式轴向力自平衡双壳体多级泵出水段结构，其特征在于：所述过渡流道Ⅰ和过渡流道Ⅱ均与泵轴的轴心线之间形成一夹角，该夹角为30—60°。

3.根据权利要求1所述的一种径向剖分式轴向力自平衡双壳体多级泵出水段结构，其特征在于：所述双螺旋形流道Ⅰ、双螺旋形流道Ⅱ、过渡流道Ⅰ和过渡流道Ⅱ均与出水段整体铸造成型在一起。