CN209743177U - 小流量高扬程卧式多级泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种小流量高扬程卧式多级泵，包括第一轴承箱体、第一密封箱体组件、泵壳、第二密封箱体组件和第二轴承箱体，所述泵壳包括进口段、中段以及出口段，所述多级泵还包括主轴，主轴上安装有叶轮，中段中还安装有导叶，叶轮为十六组，中段和导叶各为十五组；叶轮的外径为d1、厚度为h，主轴左右两端安装轴承处的轴径均为d2，尺寸比值h/d1的范围为0.26至0.29，尺寸比值h/d1的范围为0.19至0.22。本实用新型将级数增加到16段，同时为了避免长度过长影响主轴刚度，对叶轮、主轴等部件进行优化设计，缩减叶轮的厚度，减轻重量，加粗主轴直径，保证了600m扬程的使用要求和运转的可靠性。

Description

小流量高扬程卧式多级泵

技术领域

本实用新型涉及一种小流量高扬程的卧式多级泵。

背景技术

卧式多级泵是多级、径向剖分、节段式泵。叶轮的吸入形式为单吸径向式，并配有单级壳体。

现有的卧式多级泵主要有40、50、80、100、150、200等几种规格。最小的40泵型水力模型，其最小额定使用工况为：流量Q=22m³/h、单级扬程H=35m，无法满足流量Q=6m³/h、扬程H=600m左右的使用工况要求。

实用新型内容

本实用新型提出了一种新型小流量高扬程卧式多级泵，其目的是：满足流量Q=4-6m³/h、扬程H=500-600m的使用工况要求。

本实用新型技术方案如下：

一种小流量高扬程卧式多级泵，包括由左至右依次首尾连接的第一轴承箱体、第一密封箱体组件、泵壳、第二密封箱体组件和第二轴承箱体，所述泵壳包括由左至右依次首尾连接的进口段、中段以及出口段，所述多级泵还包括由第一轴承箱体贯穿至第二轴承箱体中的主轴，所述主轴的左右两端分别通过轴承与第一轴承箱体及第二轴承箱体相连接，所述主轴上安装有叶轮，所述中段中还安装有导叶，所述叶轮为十六组，所述中段和导叶各为十五组，所述叶轮设置在相邻的中段之间、最左端的中段与进口段之间以及最右端的中段与出口段之间，所述导叶设置在相邻的叶轮之间；

所述叶轮的外径为d1、厚度为h，主轴左右两端安装轴承处的轴径均为d2，尺寸比值h/d1的范围为0.26至0.29，尺寸比值h/d1的范围为0.19至0.22。

作为该泵的进一步改进：所述出口段上固定安装有平衡套，所述平衡套的中心孔中安装有平衡鼓，所述平衡鼓的外圆面与所述平衡套的中心孔相配合，所述平衡鼓套装在主轴上，所述平衡鼓的左端面用于约束最右侧的叶轮向右移动的轴向位置，所述主轴上还通过紧定螺钉安装有卡套，所述卡套位于平衡鼓的右侧，所述平衡鼓与卡套之间还设有套装在主轴上的卡环，所述卡环的左右端面分别用于与平衡鼓的右端面及卡套的左端面相接触。

作为该泵的进一步改进：所述平衡鼓的右端面上还设有拆卸用的螺纹孔。

作为该泵的进一步改进：所述主轴的左端通过第一轴承套和圆柱滚子轴承与第一轴承箱体相连接：所述第一轴承套通过紧定螺丝固定套装在主轴上，所述圆柱滚子轴承套装在第一轴承套上，圆柱滚子轴承内环的左端与所述第一轴承套上的肩面相接触，所述第一轴承套的右端安装有第一锁紧螺母，所述第一锁紧螺母的左端面与所述圆柱滚子轴承内环的右端面相接触，所述圆柱滚子轴承的外环的外圆面与所述第一轴承箱体的轴承内孔相配合。

作为该泵的进一步改进：所述第一轴承箱体的左右端面分别安装有第一压盖和第二压盖，所述主轴的左端依次穿过第二压盖和第一压盖；所述第一压盖的左端面和第二压盖的右端面上分别设有与主轴同心的环形凹槽，所述主轴上还安装有位于第一压盖左侧的第一防尘盘和位于第二压盖右侧的第二防尘盘，所述第一防尘盘的右端面上设有与第一压盖上环形凹槽位置相对应的环形凸起，所述第二防尘盘的左端面上设有与第二压盖上环形凹槽位置相对应的环形凸起，第一压盖与第一防尘盘之间留有间隙，第二压盖与第二防尘盘之间留有间隙。

作为该泵的进一步改进：所述第一轴承套上还安装有第一甩油环。

作为该泵的进一步改进：所述主轴的右端通过第二轴承套和角接触球轴承组与第二轴承箱体相连接：所述第二轴承套套装在主轴上，第二轴承套的左端与主轴上的肩面相接触，所述主轴的右端还安装有左端面与所述第二轴承套的右端面相接触的第三锁紧螺母，所述角接触球轴承组包括两组背对背套装在第二轴承套上的角接触轴承，所述第二轴承套的左端安装有第二锁紧螺母，所述第二锁紧螺母的右端面与所述角接触球轴承组内环的左端面相接触，角接触球轴承组内环的右端与所述第二轴承套上的肩面相接触，所述角接触球轴承组的外环的外圆面与所述第一轴承箱体的轴承内孔相配合；

所述第二轴承箱体的左右端面分别安装有第三压盖和端盖，所述主轴的右端穿过第三压盖且位于所述端盖的左侧；所述第三压盖的右端面与所述角接触球轴承组的外环左端面相接触，所述端盖的左端面与所述角接触球轴承组的外环右端面相接触。

作为该泵的进一步改进：所述第三压盖的左端面上设有与主轴同心的环形凹槽，所述主轴上还安装有位于第三压盖左侧的第三防尘盘，所述第三防尘盘的右端面上设有与第三压盖上环形凹槽位置相对应的环形凸起，第三压盖与第三防尘盘之间留有间隙。

作为该泵的进一步改进：所述第二轴承套上还安装有第二甩油环。

相对于现有技术，本实用新型具有以下积极效果：（1）本实用新型将级数增加到16段，同时为了避免长度过长影响主轴刚度，对叶轮、主轴等部件进行优化设计，缩减叶轮的厚度，减轻重量，加粗主轴直径，确保转子K值小于370，保证了600m扬程的使用要求和运转的可靠性；（2）通过卡环结构实现对叶轮轴向蹿动间隙的调整；（3）固定端轴承采用背对背角接触轴承组，自由端轴承为圆柱滚子轴承，确保主轴的刚度和稳定性；（4）轴承通过轴承套——锁紧螺母结构安装在主轴上，并且轴承套上安装有甩油环，模块化程度高，拆装维护方便；（5）采用平衡鼓平衡轴向力，提高主轴的使用寿命，同时平衡鼓上设有螺纹盲孔，方便拆卸；（6）主轴上安装有防尘盘，可以阻挡灰尘进入轴承箱体内部。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为图1中A部分的局部结构示意图。

图3为图1中B部分的局部结构示意图。

图4为图1中C部分的局部结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的技术方案：

如图1，一种小流量高扬程卧式多级泵，包括由左至右依次首尾连接的第一轴承箱体1、第一密封箱体组件2、泵壳、第二密封箱体组件8和第二轴承箱体9，所述泵壳包括由左至右依次首尾连接的进口段3、中段4以及出口段7，所述多级泵还包括由第一轴承箱体1贯穿至第二轴承箱体9中的主轴10，所述主轴10的左右两端分别通过轴承与第一轴承箱体1及第二轴承箱体9相连接，所述主轴10上安装有叶轮5，所述中段4中还安装有导叶6。

所述密封箱体组件中分别安装有泵用轴密封组件，用于防止进口段3至出口段7之间的液体渗漏，所述轴密封组件为外购件。

本多级泵的特殊之处在于，通过重新设计水力模型，设计调整导叶6叶片数量和尺寸，来满足泵小流量运行的要求，从而使泵的性能参数满足设计要求。

具体的，如图1，所述叶轮5为十六组，所述中段4和导叶6各为十五组，所述叶轮5设置在相邻的中段4之间、最左端的中段4与进口段3之间以及最右端的中段4与出口段7之间，所述导叶6设置在相邻的叶轮5之间。

同时对叶轮5的厚度进行缩减、加粗主轴10直径，避免级数过多后主轴10过长，刚性不足：设所述叶轮5的外径为d1、厚度为h，主轴10左右两端安装轴承处的轴径均为d2，尺寸比值h/d1的范围为0.26至0.29，尺寸比值h/d1的范围为0.19至0.22。本实施例中，所述d1为175mm，h从原来的55mm改至49mm，叶轮5重量每个减轻约0.3kg，轴向尺寸也缩短了6mm；主轴10的尺寸d2由原来的30mm改至35mm，轴承支撑尺寸直径加大了约15%。

根据行业标准和经验公式转子动力学因数K=(WL³/D⁴)^0.5，对于十六段多级泵转子K值小于370，属于刚性转子；泵在600m扬程的运转可靠性仍然没有降低。

如图3，所述出口段7上固定安装有平衡套19，所述平衡套19的中心孔中安装有平衡鼓20，所述平衡鼓20的外圆面与所述平衡套19的中心孔相配合，所述平衡鼓20套装在主轴10上，所述平衡鼓20的左端面用于约束最右侧的叶轮5向右移动的轴向位置，所述主轴10上还通过紧定螺钉安装有卡套21，所述卡套21位于平衡鼓20的右侧，所述平衡鼓20与卡套21之间还设有套装在主轴10上的卡环22，所述卡环22的左右端面分别用于与平衡鼓20的右端面及卡套21的左端面相接触。

所述平衡鼓20的左侧是末级叶轮5的后泵腔，右侧与吸入口相连，两侧形成通过压差形成与水力轴向力相反的力来平衡轴向力。

进一步的，所述平衡鼓20的右端面上还设有螺纹孔，方便从右侧拆下平衡鼓20。

如图2，所述主轴10的左端通过第一轴承套13和圆柱滚子轴承15与第一轴承箱体1相连接：所述第一轴承套13通过紧定螺丝固定套装在主轴10上，所述圆柱滚子轴承15套装在第一轴承套13上，圆柱滚子轴承15内环的左端与所述第一轴承套13上的肩面相接触，所述第一轴承套13的右端安装有第一锁紧螺母16，所述第一锁紧螺母16的左端面与所述圆柱滚子轴承15内环的右端面相接触，所述圆柱滚子轴承15的外环的外圆面与所述第一轴承箱体1的轴承内孔相配合。

进一步的，所述第一轴承箱体1的左右端面分别安装有第一压盖11和第二压盖18，所述主轴10的左端依次穿过第二压盖18和第一压盖11；所述第一压盖11的左端面和第二压盖18的右端面上分别设有与主轴10同心的环形凹槽，所述主轴10上还安装有位于第一压盖11左侧的第一防尘盘12和位于第二压盖18右侧的第二防尘盘17，所述第一防尘盘12的右端面上设有与第一压盖11上环形凹槽位置相对应的环形凸起，所述第二防尘盘17的左端面上设有与第二压盖18上环形凹槽位置相对应的环形凸起，第一压盖11与第一防尘盘12之间留有间隙，第二压盖18与第二防尘盘17之间留有间隙。压盖与防尘盘之间通过凹槽和凸起结构形成迷宫密封，阻挡灰尘通过。

进一步的，所述第一轴承套13上还安装有第一甩油环14，甩油环随主轴10回转，将润滑油甩到轴承处实现润滑。

如图4，所述主轴10的右端通过第二轴承套27和角接触球轴承组26与第二轴承箱体9相连接：所述第二轴承套27套装在主轴10上，第二轴承套27的左端与主轴10上的肩面相接触，所述主轴10的右端还安装有左端面与所述第二轴承套27的右端面相接触的第三锁紧螺母28，所述角接触球轴承组26包括两组背对背套装在第二轴承套27上的角接触轴承，所述第二轴承套27的左端安装有第二锁紧螺母25，所述第二锁紧螺母25的右端面与所述角接触球轴承组26内环的左端面相接触，角接触球轴承组26内环的右端与所述第二轴承套27上的肩面相接触，所述角接触球轴承组26的外环的外圆面与所述第一轴承箱体1的轴承内孔相配合；

所述第二轴承箱体9的左右端面分别安装有第三压盖24和端盖29，所述主轴10的右端穿过第三压盖24且位于所述端盖29的左侧；所述第三压盖24的右端面与所述角接触球轴承组26的外环左端面相接触，所述端盖29的左端面与所述角接触球轴承组26的外环右端面相接触。

与第一轴承箱体1相似，所述第三压盖24的左端面上设有与主轴10同心的环形凹槽，所述主轴10上还安装有位于第三压盖24左侧的第三防尘盘23，所述第三防尘盘23的右端面上设有与第三压盖24上环形凹槽位置相对应的环形凸起，第三压盖24与第三防尘盘23之间留有间隙，构成迷宫结构防止灰尘进入第二轴承箱体9。

所述第二轴承套27上亦安装有第二甩油环30，为角接触轴承润滑。

如图1至4，装配时，在主轴10上装入叶轮5、导叶6、中段4、进口段3和出口段7，再安装平衡套19和平衡鼓20，然后通过配磨卡环22来调整叶轮5的轴向移动间隙，再安装好卡环22和卡套21，最后安装密封箱体组件和轴承箱体组件，完成装配。

使用时，电机连接主轴10的左端，带动各级叶轮5同步回转，液体从进口段3进入，依次经过各叶轮5的加压后从出口段7输出。

本泵通过对叶轮5、主轴10等部件进行结构优化设计，由原来十二段的设计提高到十六段，使泵转子的刚性在600m以上扬程时仍能满足要求，泵的运转可靠性仍然没有降低，拓展了卧式多级泵系列泵型的型谱，填补了卧式多级泵在小流量高扬程范围没有合适泵型的空白，扩大了卧式多级泵的适用范围。泵效率可以达到27%-28%，节能效果明显。

Claims (9)

1.一种小流量高扬程卧式多级泵，包括由左至右依次首尾连接的第一轴承箱体（1）、第一密封箱体组件（2）、泵壳、第二密封箱体组件（8）和第二轴承箱体（9），所述泵壳包括由左至右依次首尾连接的进口段（3）、中段（4）以及出口段（7），所述多级泵还包括由第一轴承箱体（1）贯穿至第二轴承箱体（9）中的主轴（10），所述主轴（10）的左右两端分别通过轴承与第一轴承箱体（1）及第二轴承箱体（9）相连接，所述主轴（10）上安装有叶轮（5），所述中段（4）中还安装有导叶（6），其特征在于：所述叶轮（5）为十六组，所述中段（4）和导叶（6）各为十五组，所述叶轮（5）设置在相邻的中段（4）之间、最左端的中段（4）与进口段（3）之间以及最右端的中段（4）与出口段（7）之间，所述导叶（6）设置在相邻的叶轮（5）之间；

所述叶轮（5）的外径为d1、厚度为h，主轴（10）左右两端安装轴承处的轴径均为d2，尺寸比值h/d1的范围为0.26至0.29，尺寸比值h/d1的范围为0.19至0.22。

2.如权利要求1所述的小流量高扬程卧式多级泵，其特征在于：所述出口段（7）上固定安装有平衡套（19），所述平衡套（19）的中心孔中安装有平衡鼓（20），所述平衡鼓（20）的外圆面与所述平衡套（19）的中心孔相配合，所述平衡鼓（20）套装在主轴（10）上，所述平衡鼓（20）的左端面用于约束最右侧的叶轮（5）向右移动的轴向位置，所述主轴（10）上还通过紧定螺钉安装有卡套（21），所述卡套（21）位于平衡鼓（20）的右侧，所述平衡鼓（20）与卡套（21）之间还设有套装在主轴（10）上的卡环（22），所述卡环（22）的左右端面分别用于与平衡鼓（20）的右端面及卡套（21）的左端面相接触。

3.如权利要求2所述的小流量高扬程卧式多级泵，其特征在于：所述平衡鼓（20）的右端面上还设有拆卸用的螺纹孔。

4.如权利要求1所述的小流量高扬程卧式多级泵，其特征在于：所述主轴（10）的左端通过第一轴承套（13）和圆柱滚子轴承（15）与第一轴承箱体（1）相连接：所述第一轴承套（13）通过紧定螺丝固定套装在主轴（10）上，所述圆柱滚子轴承（15）套装在第一轴承套（13）上，圆柱滚子轴承（15）内环的左端与所述第一轴承套（13）上的肩面相接触，所述第一轴承套（13）的右端安装有第一锁紧螺母（16），所述第一锁紧螺母（16）的左端面与所述圆柱滚子轴承（15）内环的右端面相接触，所述圆柱滚子轴承（15）的外环的外圆面与所述第一轴承箱体（1）的轴承内孔相配合。

5.如权利要求4所述的小流量高扬程卧式多级泵，其特征在于：所述第一轴承箱体（1）的左右端面分别安装有第一压盖（11）和第二压盖（18），所述主轴（10）的左端依次穿过第二压盖（18）和第一压盖（11）；所述第一压盖（11）的左端面和第二压盖（18）的右端面上分别设有与主轴（10）同心的环形凹槽，所述主轴（10）上还安装有位于第一压盖（11）左侧的第一防尘盘（12）和位于第二压盖（18）右侧的第二防尘盘（17），所述第一防尘盘（12）的右端面上设有与第一压盖（11）上环形凹槽位置相对应的环形凸起，所述第二防尘盘（17）的左端面上设有与第二压盖（18）上环形凹槽位置相对应的环形凸起，第一压盖（11）与第一防尘盘（12）之间留有间隙，第二压盖（18）与第二防尘盘（17）之间留有间隙。

6.如权利要求4所述的小流量高扬程卧式多级泵，其特征在于：所述第一轴承套（13）上还安装有第一甩油环（14）。

7.如权利要求1至6任一所述的小流量高扬程卧式多级泵，其特征在于：所述主轴（10）的右端通过第二轴承套（27）和角接触球轴承组（26）与第二轴承箱体（9）相连接：所述第二轴承套（27）套装在主轴（10）上，第二轴承套（27）的左端与主轴（10）上的肩面相接触，所述主轴（10）的右端还安装有左端面与所述第二轴承套（27）的右端面相接触的第三锁紧螺母（28），所述角接触球轴承组（26）包括两组背对背套装在第二轴承套（27）上的角接触轴承，所述第二轴承套（27）的左端安装有第二锁紧螺母（25），所述第二锁紧螺母（25）的右端面与所述角接触球轴承组（26）内环的左端面相接触，角接触球轴承组（26）内环的右端与所述第二轴承套（27）上的肩面相接触，所述角接触球轴承组（26）的外环的外圆面与所述第一轴承箱体（1）的轴承内孔相配合；

所述第二轴承箱体（9）的左右端面分别安装有第三压盖（24）和端盖（29），所述主轴（10）的右端穿过第三压盖（24）且位于所述端盖（29）的左侧；所述第三压盖（24）的右端面与所述角接触球轴承组（26）的外环左端面相接触，所述端盖（29）的左端面与所述角接触球轴承组（26）的外环右端面相接触。

8.如权利要求7所述的小流量高扬程卧式多级泵，其特征在于：所述第三压盖（24）的左端面上设有与主轴（10）同心的环形凹槽，所述主轴（10）上还安装有位于第三压盖（24）左侧的第三防尘盘（23），所述第三防尘盘（23）的右端面上设有与第三压盖（24）上环形凹槽位置相对应的环形凸起，第三压盖（24）与第三防尘盘（23）之间留有间隙。

9.如权利要求7所述的小流量高扬程卧式多级泵，其特征在于：所述第二轴承套（27）上还安装有第二甩油环（30）。