CN211692839U - 完全平衡节能多级离心泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种完全平衡节能多级离心泵，包括：外壳和转子，转子包括主轴、滚柱轴承、轴承挡套、左轴套、叶轮挡套、正流道首级叶轮、左叶轮衬套、正流道叶轮、完全平衡系统、反流道叶轮、右叶轮衬套、反流道首级叶轮、迷宫减压套、右轴套、滚珠轴承，滚柱轴承、轴承挡套、左轴套、叶轮挡套、正流道首级叶轮、左叶轮衬套、正流道叶轮、完全平衡系统、反流道叶轮、右叶轮衬套、反流道首级叶轮、迷宫减压套、右轴套、滚珠轴承依次安装在主轴上，叶轮挡套安装在轴套和正流道首级叶轮之间，左叶轮衬套安装在两个相邻的正流道叶轮之间，右叶轮衬套安装在两个相邻的反流道叶轮之间，完全平衡系统安装在正流道末级叶轮和反流道末级叶轮之间，迷宫减压套与反流道首级叶轮相邻，反流道首级叶轮与反流道导叶相邻。

Description

完全平衡节能多级离心泵

技术领域

本发明涉及水力机械领域，尤其是涉及一种完全平衡节能多级离心泵。

背景技术

通常来说，两组叶轮正反对称布置的多级离心泵，其水流方向从第一组叶轮末级经过导流管流入第二组叶轮的首级，再由第二组叶轮末级经过中间出水段排出。但是，这两组叶轮之间没有平衡系统，轴向力不能完全平衡。这种泵两组正反对称叶轮组之间存在总压力一倍的压差，轴向力不可能完全平衡，残余的轴向力始终由轴承承受，并且随着离心泵叶轮级数的增加，残余的不平衡力会加大，机械故障会加剧。

另外，当离心泵的进口压力比较大时，填料密封很难封住，机械密封的使用效果差、使用寿命短。现有的离心泵工作时，轴封一般是直接密封、增加螺纹辅助密封，增加螺纹迷宫密封等技术，此种辅助密封只能稍微降低压力，很难做到设备可承受的密封压力需求，并且随着设备的运行，一旦磨损，不可调整其密封间隙，辅助密封会完全失效。

发明内容

为解决多级离心泵由于不平衡轴向力引起的故障和进口压力高而导致密封失效等问题，本发明提供一种完全平衡节能多级离心泵。

具体技术方案为：

一种完全平衡节能多级离心泵，包括：外壳和转子，转子包括主轴、滚柱轴承、轴承挡套、左轴套、叶轮挡套、正流道首级叶轮、左叶轮衬套、正流道叶轮、完全平衡系统、反流道叶轮、右叶轮衬套、反流道首级叶轮、迷宫减压套、右轴套、滚珠轴承，滚柱轴承、轴承挡套、左轴套、叶轮挡套、正流道首级叶轮、左叶轮衬套、正流道叶轮、完全平衡系统、反流道叶轮、右叶轮衬套、反流道首级叶轮、迷宫减压套、右轴套、滚珠轴承依次安装在主轴上，叶轮挡套安装在轴套和正流道首级叶轮之间，左叶轮衬套安装在两个相邻的正流道叶轮之间，右叶轮衬套安装在两个相邻的反流道叶轮之间，完全平衡系统安装在正流道末级叶轮和反流道末级叶轮之间，迷宫减压套与反流道首级叶轮相邻，反流道首级叶轮与反流道导叶相邻。

进一步的，外壳包括轴承体总成甲、进水段甲、中段、正流道导叶、正流道末级导叶、出水段、进水段乙、反流道导叶、反流道末级导叶、轴承体总成乙、过渡管、密封水管、辅助减压密封总成和固定装置，正流道导叶和反流道导叶装在中段上，正流道末级导叶和反流道末级导叶装在出水段上，辅助减压密封总成固定在进水段乙，固定装置将进水段甲、中段、出水段和进水段乙固定在一起。液体从左边进水段甲进口流进，经过正流道首级叶轮做功后通过正流道导叶导入下一级正流道叶轮，最后进入正流道末级叶轮，形成的高压液体经过渡管进入进水段乙。液体由进水段乙进入反流道首级叶轮做功后，再进入反流道导叶，导入下一级反流道叶轮，高压液体最后流经反流道末级导叶，最后进入出水段排出。

进一步的，固定装置为拉紧螺栓。

进一步的，完全平衡系统包括：左、右平衡板外套、左、右O型圈、紧固螺钉、平键、左、右平衡板套、左、右平衡板外套、左平衡套、压力平衡座、水润滑衬套、水润滑轴套、右平衡套，左一次平衡面设置在左平衡板外套和正流道叶轮之间，右一次平衡面设置在右平衡板外套与反流道叶轮之间，左、右平衡板外套分别用紧固螺钉固定在左、右平衡板套上，左O型圈设置在左平衡板套和左平衡板外套之间，右O 型圈设置在右平衡板套和右平衡板外套之间，左平衡套、压力平衡座和右平衡套分别安装在出水段上，水润滑衬套设置在压力平衡座上，左、右平衡板套之间装有水润滑轴套，左、右平衡板套和水润滑轴套均通过平键固定在主轴1上。

进一步的，左、右平衡板套的小头外径和压力平衡座内孔具有运动间隙，平衡板外套外径具有迷宫槽。

进一步的，平衡板外套和平衡套内径具有运动间隙。

进一步的，两对称布置的左、右平衡板套两头分别装有正流道叶轮和反流道叶轮。

进一步的，左、右平衡板套、左、右平衡板外套、水润滑轴套整体装在主轴1上可以转动。

进一步的，辅助减压密封总成包括：定子部分和转动部分，定子部分包括：密封盒、密封函体、迷宫减压衬套、轴承体乙、密封水管，密封盒、密封函体装在泵体或泵盖上，密封函体通过第二固定螺栓固定在泵体或泵盖上，密封盒通过第一固定螺栓固定在密封函体上，迷宫减压衬套通过第一调整螺栓和第二调整螺栓在密封函体和密封盒之间做轴向运动，迷宫减压衬套和迷宫减压轴套之间具有轴向间隙。

进一步的，转动部分包括迷宫减压轴套、轴套、主轴、平键，迷宫减压轴套和轴套通过平键安装在主轴上。

进一步的，密封盒中安装有填料压盖或机械密封压盖和填料环，填料压盖或机械密封压盖用于封闭密封盒中液体，填料环用于轴封为软填料的时候使用。

进一步的，密封水管一端连接离心泵的进水口，另一端穿过密封函体进入密封盒。

进一步的，离心泵的高压腔与密封函体之间具有间隙，高压腔中高压水进入密封函体中。

本发明的有益技术效果：

1、通过增加完全平衡系统，可实现泵轴向力完全平衡，大幅降低离心泵的故障率，延长离心泵的维护保养周期，延长使用寿命

2、取消了泄压管，泄漏量减少，降低了离心泵的容积损失，提高了离心泵的工作效率。

3、通过降压处理，可彻底解决由于离心泵进口压力大导致轴封容易失效，机械密封容易损坏等问题。使得离心泵的维护维修工作量减少，降低了工人劳动强度。

4、使得离心泵不易泄漏，减少了环境污染问题。

附图说明

图1是本发明的完全平衡节能多级离心泵的结构示意图；

图2是本发明的离心泵辅助减压密封总成的结构示意图；

图3是本发明的离心泵完全平衡系统的结构示意图。

附图标记：

图1：主轴1，滚柱轴承2，轴承挡套3，轴套4，叶轮挡套5，正流道首级叶轮6，叶轮衬套7，正流道叶轮8，完全平衡系统9，滚珠轴承10，迷宫减压套11，反流道首级叶轮12，反流道叶轮13，轴承体总成甲14，进水段甲15，中段16，正流道导叶17，正流道末级导叶18，导叶套19，首级密封环20，密封环21，过渡管22，密封水管23，轴承体总成乙24,填料压盖25，辅助减压密封总成26，进水段乙27，反流道导叶28，反流道末级导叶29，拉紧螺栓30，出水段31，二次平衡腔32，四次平衡腔33，正流道叶轮导叶组34，反流道叶轮导叶组35；

图2：轴套2601，填料或机械密封2602，调整螺栓2603，填料环2604，密封盒2605，迷宫减压衬套 2606，密封函体2607，迷宫减压轴套2608，主轴1，填料压盖2610，平键2611，调整螺栓2612，固定螺栓2613，固定螺栓2614，密封水管23，进水段乙27，反流道导叶28，反流道叶轮13，叶轮衬套7，反流道首级叶轮12，高压腔2622，轴承体乙2623；

图3：平衡板套901，平衡板外套902，平衡套903，进水段904，压力平衡座905，水润滑衬套906，紧固螺钉907，水润滑轴套908，右平衡套909，平键910、911，紧固螺钉912，O型圈913，一次平衡面 914，三次平衡面915，反流道叶轮13，中段16，正流道末级导叶18，出水段31，二次平衡腔32，四次平衡腔33。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点表达得更加清楚明白，下面结合附图1-3对本发明作进一步的介绍。

从图1可以看出，本发明提供一种完全平衡节能多级离心泵，包括：外壳和转子，转子包括主轴1、滚柱轴承2、轴承挡套3、左轴套4、叶轮挡套5、正流道首级叶轮6、左叶轮衬套7、正流道叶轮8、完全平衡系统9、反流道叶轮13、右叶轮衬套7、反流道首级叶轮12、迷宫减压套11、右轴套4、滚珠轴承10，滚柱轴承2、轴承挡套3、左轴套4、叶轮挡套5、正流道首级叶轮6、左叶轮衬套7、正流道叶轮8、完全平衡系统9、反流道叶轮13、右叶轮衬套7、反流道首级叶轮12、迷宫减压套11、右轴套4、滚珠轴承10 依次安装在主轴1上，叶轮挡套5安装在轴套4和正流道首级叶轮6之间，左叶轮衬套7安装在两个相邻的正流道叶轮8之间，右叶轮衬套7安装在两个相邻的反流道叶轮13之间，完全平衡系统9安装在正流道末级叶轮和反流道末级叶轮之间，迷宫减压套11与反流道首级叶轮12相邻，反流道首级叶轮12与反流道导叶28相邻。

进一步的，外壳包括轴承体总成甲14、进水段甲15、中段16、正流道导叶17、正流道末级导叶18、出水段31、进水段乙27、反流道导叶28、反流道末级导叶29、轴承体总成乙24、过渡管22、密封水管 23、辅助减压密封总成26和固定装置，正流道导叶17和反流道导叶28装在中段16上，正流道末级导叶 18和反流道末级导叶29装在出水段31上，辅助减压密封总成26固定在进水段乙27，固定装置将进水段甲15、中段16、出水段31和进水段乙27固定在一起。液体从左边进水段甲15进口流进，经过正流道首级叶轮6做功后通过正流道导叶17导入下一级正流道叶轮8，最后进入正流道末级叶轮18，形成的高压液体经过渡管22进入进水段乙27。液体由进水段乙27进入反流道首级叶轮12做功后，再进入反流道导叶28，导入下一级反流道叶轮13，高压液体最后流经反流道末级导叶29，最后进入出水段31排出。

进一步的，固定装置为拉紧螺栓30。

进一步的，完全平衡系统包括：左、右平衡板外套902、左、右O型圈913、紧固螺钉912、平键910、 911、左、右平衡板套901、左平衡套903、压力平衡座905、水润滑衬套906、水润滑轴套908、右平衡套 909，左一次平衡面设置在左平衡板外套902和正流道叶轮之间，右一次平衡面设置在右平衡板外套902 与反流道叶轮之间，左、右平衡板外套902分别用紧固螺钉固定在左、右平衡板套901上，左O型圈913 设置在左平衡板套901和左平衡板外套902之间，右O型圈913设置在右平衡板套901和右平衡板外套902 之间，左平衡套903、压力平衡座905和右平衡套909分别安装在出水段31上，水润滑衬套906设置在压力平衡座905上，左、右平衡板套901之间装有水润滑轴套908，左、右平衡板套901和水润滑轴套908 均通过平键911、910固定在主轴1上。

进一步的，左、右平衡板套901的小头外径和压力平衡座905内孔具有运动间隙，平衡板外套902外径具有有迷宫槽。

进一步的，平衡板外套902和平衡套903内径具有运动间隙。

进一步的，两对称布置的左、右平衡板套901两头分别装有正流道叶轮8和反流道叶轮13。

进一步的，左、右平衡板套901、左、右平衡板外套902、水润滑轴套908整体装在主轴1上可以转动。

进一步的，辅助减压密封总成26包括：定子部分和转动部分，定子部分包括：密封盒2605、密封函体2607、迷宫减压衬套2606、轴承体乙2623、密封水管23，密封盒2605、密封函体2607装在泵体或泵盖上，密封函体2607通过第二固定螺栓2614固定在泵体或泵盖上，密封盒2605通过第一固定螺栓2613 固定在密封函体2607上，迷宫减压衬套2606通过第一调整螺栓2603和第二调整螺栓2612在密封函体2607 和密封盒2605之间做轴向运动，迷宫减压衬套2606和迷宫减压轴套2608之间具有轴向间隙。

进一步的，转动部分包括迷宫减压轴套2608、轴套2601、主轴1、平键2611，迷宫减压轴套2608和轴套2601通过平键2611安装在主轴1上。

进一步的，密封盒2605中安装有填料压盖2610或机械密封压盖和填料环2604，填料压盖2610或机械密封压盖用于封闭密封盒2605中液体，填料环2604用于轴封为软填料的时候使用。

进一步的，密封水管一端连接离心泵的进水口，另一端穿过密封函体2607进入密封盒2605。

进一步的，离心泵的高压腔2622与密封函体2607之间具有间隙，高压腔2622中高压水进入密封函体2607中。

本发明所述的离心泵实现轴向力完全平衡的基本原理是：正流道叶轮导叶组中产生的不平衡轴向力会往左边运行，高压水会顶着转子部件上的完全平衡系统9往右边微动，压力平衡座905内孔端面与平衡板套901内端面运动间隙减小，高压水会顺着平衡板套902外圆和平衡套903内圆进入二次平衡腔，当二次平衡腔压力建立起后，会顶着转子部件往左微动，压力平衡座905内孔端面与平衡板套901内端面运动间隙增大，释放不平衡压力，从而实现了正流道叶轮导叶组的轴向力基本平衡。

反流道叶轮导叶组中产生的不平衡轴向力会往右边运行，高压水会顶着转子部件中的完全平衡系统9 往右边微动，压力平衡座905内孔端面与平衡板套901内端面运动间隙减小，高压水会顺着平衡板套902 外圆和平衡套903内圆进入二次平衡腔，当二次平衡腔压力建立起后，会顶着转子部件往左微动，压力平衡座905内孔端面与平衡板套901内端面运动间隙增大，释放不平衡压力，从而实现了反流道叶轮导叶组的轴向力基本平衡。

两头释放后压力的液体都会进入压力平衡座905内径和平衡板套901小头外径之间的运动间隙，由于反流道叶轮导叶组产生的压力大于正流道叶轮导叶组产生的压力，压力平衡座905内径和平衡板套901小头外径之间的运动间隙液体，会压到靠正流道叶轮导叶组这一头的二次平衡腔内，使靠反流道叶轮导叶组压力平衡座905内径端面和平衡板套901之间运动间隙减小，同时靠此头的二次平衡腔里的压力等同正流道叶轮导叶组的二次平衡腔，最终实现轴向力完全平衡。

本发明的离心泵辅助减压密封总成的工作原理是：以离心泵泵送的流体为水为例，从图1-2可以看出，高压水进入进水段乙2616后，会进入反流道首级叶轮12，经反流道导叶28流出，直至排出泵外。由于压力作用，进水段乙27形成高压腔2622有液体会顺着迷宫减压轴套2608和进水段乙27之间的间隙，经迷宫减压轴套2608和迷宫减压衬套2606之间的间隙进入密封盒2605里，经密封盒2605减压后的水最后经过密封水管23回流到离心泵的进水段甲15，形成一个循环。当密封盒2605压力过大时，通过第一调整螺栓2603和第二调整螺栓2612，带动迷宫减压衬套2606往左移动，以减小迷宫减压轴套2608和迷宫减压衬套2606之间的间隙，从而减少进入密封盒2605中的水量，以达到减压效果，保证密封盒2605中的水处于正常压力状态。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明实施例可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种完全平衡节能多级离心泵，其特征在于：包括：外壳和转子，转子包括主轴、滚柱轴承、轴承挡套、左轴套、叶轮挡套、正流道首级叶轮、左叶轮衬套、正流道叶轮、完全平衡系统、反流道叶轮、右叶轮衬套、反流道首级叶轮、迷宫减压套、右轴套、滚珠轴承，滚柱轴承、轴承挡套、左轴套、叶轮挡套、正流道首级叶轮、左叶轮衬套、正流道叶轮、完全平衡系统、反流道叶轮、右叶轮衬套、反流道首级叶轮、迷宫减压套、右轴套、滚珠轴承依次安装在主轴上，叶轮挡套安装在轴套和正流道首级叶轮之间，左叶轮衬套安装在两个相邻的正流道叶轮之间，右叶轮衬套安装在两个相邻的反流道叶轮之间，完全平衡系统安装在正流道末级叶轮和反流道末级叶轮之间，迷宫减压套与反流道首级叶轮相邻，反流道首级叶轮与反流道导叶相邻。

2.根据权利要求1所述的一种完全平衡节能多级离心泵，其特征在于：外壳包括轴承体总成甲、进水段甲、中段、正流道导叶、正流道末级导叶、出水段、进水段乙、反流道导叶、反流道末级导叶、轴承体总成乙、过渡管、密封水管、辅助减压密封总成和固定装置，正流道导叶和反流道导叶装在中段上，正流道末级导叶和反流道末级导叶装在出水段上，辅助减压密封总成固定在进水段乙，固定装置将进水段甲、中段、出水段和进水段乙固定在一起。

3.根据权利要求1所述的一种完全平衡节能多级离心泵，其特征在于：固定装置为拉紧螺栓。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种完全平衡节能多级离心泵，其特征在于：完全平衡系统包括：左、右平衡板外套、左、右O型圈、紧固螺钉、平键、左、右平衡板套、左、右平衡板外套、左平衡套、压力平衡座、水润滑衬套、水润滑轴套、右平衡套，左一次平衡面设置在左平衡板外套和正流道叶轮之间，右一次平衡面设置在右平衡板外套与反流道叶轮之间，左、右平衡板外套分别用紧固螺钉固定在左、右平衡板套上，左O型圈设置在左平衡板套和左平衡板外套之间，右O型圈设置在右平衡板套和右平衡板外套之间，左平衡套、压力平衡座和右平衡套分别安装在出水段上，水润滑衬套设置在压力平衡座上，左、右平衡板套之间装有水润滑轴套，左、右平衡板套和水润滑轴套均通过平键固定在主轴上。

5.根据权利要求4所述的一种完全平衡节能多级离心泵，其特征在于：左、右平衡板套的小头外径和压力平衡座内孔具有运动间隙，平衡板外套外径具有迷宫槽。

6.根据权利要求4所述的一种完全平衡节能多级离心泵，其特征在于：平衡板外套和平衡套内径具有运动间隙。

7.根据权利要求4所述的一种完全平衡节能多级离心泵，其特征在于：两对称布置的左、右平衡板套两头分别装有正流道叶轮和反流道叶轮，左、右平衡板套、左、右平衡板外套、水润滑轴套整体装在主轴上可以转动。

8.根据权利要求1或2或3所述的一种完全平衡节能多级离心泵，其特征在于：辅助减压密封总成包括：定子部分和转动部分，定子部分包括：密封盒、密封函体、迷宫减压衬套、轴承体乙、密封水管，密封盒、密封函体装在泵体或泵盖上，密封函体通过第二固定螺栓固定在泵体或泵盖上，密封盒通过第一固定螺栓固定在密封函体上，迷宫减压衬套通过第一调整螺栓和第二调整螺栓在密封函体和密封盒之间做轴向运动，迷宫减压衬套和迷宫减压轴套之间具有轴向间隙。

9.根据权利要求8所述的一种完全平衡节能多级离心泵，其特征在于：转动部分包括迷宫减压轴套、轴套、主轴、平键，迷宫减压轴套和轴套通过平键安装在主轴上。

10.根据权利要求8所述的一种完全平衡节能多级离心泵，其特征在于：密封盒中安装有填料压盖或机械密封压盖和填料环，填料压盖或机械密封压盖用于封闭密封盒中液体，填料环用于轴封为软填料的时候使用。

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