CN211852247U - 离心泵的轴向力平衡结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开离心泵的轴向力平衡结构，包括定子、转子，离心泵的泵轴依次穿过叶轮、泵体，叶轮固定安装在泵轴上，泵轴与泵体间隔设置，转子能够轴向移动的套在泵轴上，定子套在转子外并固定在泵体上，转子、定子与叶轮之间形成第一空腔，定子的凹槽处与转子表面形成第二空腔，转子、定子与缺口形成第三空腔，转子与定子之间具有间隙，包括第一间隙、第二间隙，叶轮产生的流体依次经过第一空腔、第一间隙、第二空腔、第二间隙、第三空腔。本实用新型的有益效果：通过转子的轴向运动实现与定子之间间隙的动态变化，用于平衡离心泵产生的轴向力，避免了因磨损造成的轴向力平衡装置的失效，保证离心泵的稳定运行。

Description

离心泵的轴向力平衡结构

技术领域

本实用新型涉及一种离心泵平衡结构，尤其涉及的是一种离心泵的轴向力平衡结构。

背景技术

现有的旋转机械的轴向力平衡装置主要是平衡盘或者平衡鼓，平衡盘或者平衡鼓一侧与末级叶轮的高压流体相连，另一侧的压力大小是大气压力或者旋转机械进口处流体压力；上述两侧的压力差使转子受到了一个与轴向力反向的力，能够抵消一部分转子的轴向力。

如申请号：201920691925.3，公开一种多级离心鼓风机的轴向推力控制装置，所述离心鼓风机包括与旋转驱动单元传动连接的旋转主轴、与所述旋转主轴安装连接为一体的进气壳体、安装在中部壳体内的多级叶轮、出气壳体，所述旋转主轴两端轴承安装在轴承座上，所述多级叶轮的末级叶轮与所述出气壳体连通，其特征在于，所述轴向推力控制装置包括平衡盘，所述平衡盘套设在所述旋转主轴末端其气封件与末级叶轮之间的旋转主轴上，且在所述平衡盘外周与所述出气壳体之间安装平衡盘密封圈。

平衡盘能够根据转子轴向力变化实现自动调节，但是当轴向力过大时，平衡盘会产生磨损；而平衡鼓虽然不易于磨损，但是由于自身结构原因没有办法实现轴向力的自动调节。

公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于如何解决现有技术中离心泵运行过程中不能同时兼顾轴向力自动调节和不易磨损的问题，造成不能够稳定运行的问题。

本实用新型通过以下技术手段实现解决上述技术问题的：

离心泵的轴向力平衡结构，包括定子、转子，离心泵的泵轴依次穿过叶轮、泵体，叶轮固定安装在泵轴上，泵轴与泵体间隔设置，泵体靠近叶轮的一端具有用于容纳转子和定子的缺口，转子套接在泵轴上并与叶轮连接，定子套在转子外并固定在泵体上，转子、定子与叶轮之间形成第一空腔，定子靠近转子的侧面具有凹槽，定子的凹槽处与转子表面形成第二空腔，转子、定子与缺口形成第三空腔，转子与定子之间具有间隙，间隙包括随着转子移动能够变化的第一间隙、恒定的第二间隙，第一间隙位于第一空腔与第二空腔之间，第二间隙位于第二空腔与第三空腔之间，叶轮产生的流体依次经过第一空腔、第一间隙、第二空腔、第二间隙、第三空腔。

本实用新型通过在泵体上开设缺口，将轴向力平衡结构布置在缺口处，离心泵开启后，会产生轴向力，继而推动转子向叶轮方向移动，第一间隙变小，叶轮产生的高压流体进入第一空腔后，流入第二空腔的流体减少，第二空腔压力降低，继而流入第三空腔的流体减少，压力降低，第一空腔与第三空腔之间压力差变大，形成一个与轴向力相反的力，随着转子受到的轴向力不同，转子移动的距离也会不同，第一间隙也会随之改变，第一空腔与第三空腔之间的压力差也会随着变化，从而实现对轴向力的自动调节；通过转子的轴向运动实现与定子之间间隙的动态变化，用于平衡离心泵产生的轴向力，结构简单、巧妙，且由于定子和转子没有接触，避免了因磨损造成的轴向力平衡装置的失效，对于离心泵的稳定运行有着很好的效果。

优选的，所述缺口为环形槽结构。

优选的，所述定子为中空的套筒结构，所述定子包括第一筒段、第二筒段、第三筒段，第一筒段与转子之间的间隙为第一间隙，凹槽设置在第二筒段，第三筒段与转子之间的间隙为第二间隙。

优选的，第一筒段与第三筒段内径相同。

优选的，所述凹槽截面形状为方形、半圆形、弧形中一种或组合。

优选的，所述转子为中空的恒直径套筒结构。

优选的，所述定子与转子相对错开设置，定子远离叶轮的一端与叶轮之间的距离小于转子远离叶轮的一端与叶轮之间的距离，定子靠近叶轮的一端与叶轮之间的距离小于转子靠近叶轮的一端与叶轮之间的距离，以保证当轴向力变大时，第二间隙长度保持不变，才能产生压力差的变化，才能达到调节的轴向力的作用。

本实用新型的优点在于：

(1)本实用新型通过在泵体上开设缺口，将轴向力平衡结构布置在缺口处，离心泵开启后，会产生轴向力，继而推动转子向叶轮方向移动，第一间隙变小，叶轮产生的高压流体进入第一空腔后，流入第二空腔的流体减少，第二空腔压力降低，继而流入第三空腔的流体减少，压力降低，第一空腔与第三空腔之间压力差变大，形成一个与轴向力相反的力，随着转子受到的轴向力不同，转子移动的距离也会不同，第一间隙也会随之改变，第一空腔与第三空腔之间的压力差也会随着变化，从而实现对轴向力的自动调节；通过转子的轴向运动实现与定子之间间隙的动态变化，用于平衡离心泵产生的轴向力，结构简单、巧妙；

且由于定子和转子没有接触，避免了因磨损造成的轴向力平衡装置的失效，对于离心泵的稳定运行有着很好的效果；

直接在泵体上开设缺口，不需要改变太多原先的结构，摒弃了平衡盘的使用。

附图说明

图1是本实用新型实施例离心泵的轴向力平衡结构的结构示意图；

图2是定子与转子的相对位置示意图；

图3时定子与转子的相对位置示意图。

图中标号：定子1、凹槽11、转子2、泵轴3、叶轮4、泵体5、第一空腔6、第二空腔7、第三空腔8、第一间隙A、第二间隙B。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例一：

如图1、图2所示，离心泵的轴向力平衡结构，包括定子1、转子2，离心泵的泵轴3依次穿过叶轮4、泵体5，叶轮4通过键固定安装在泵轴3上，泵轴3与泵体5间隔设置，泵体5右端具有用于容纳转子2和定子1的缺口，转子2套接在泵轴3上，转子2的右端与叶轮4接触连接，转子2左端为其他零部件(如轴承)，转子能够与泵轴3和叶轮4一起轴向水平移动，定子1套在转子2外并固定在泵体5上，转子2、定子1与叶轮4之间形成第一空腔6，定子1靠近转子2的侧面具有凹槽11，定子1的凹槽处与转子2表面形成第二空腔7，转子2、定子1与缺口形成第三空腔8，转子2与定子1之间具有间隙，间隙包括能够变化的第一间隙A、恒定的第二间隙B，第一间隙A位于第一空腔6与第二空腔7之间，第二间隙B位于第二空腔7与第三空腔8之间，叶轮4产生的流体依次经过第一空腔6、第一间隙A、第二空腔7、第二间隙B、第三空腔8。

具体的，泵体5的右端开设缺口，所述缺口为环形槽结构，将轴向力平衡结构布置在缺口处，定子1固定在环面上，定子右端与泵体5齐平，定子左端与缺口的竖直面之间具有间隔，泵体的左端与转子2间隙设置。

如图2所示，所述定子1为中空的套筒结构，所述定子1包括由右至左的第一筒段、第二筒段、第三筒段，第一筒段与转子之间的间隙为第一间隙A，凹槽11设置在第二筒段，第三筒段与转子之间的间隙为第二间隙B。第一筒段与第三筒段内径相同。所述凹槽11截面形状为方形、半圆形、弧形中一种或组合。本实施例中为矩形。

所述转子2为中空的恒直径套筒结构。

实施例二：

如图2、图3所示，所述定子1与转子2相对错开设置，定子1的左端与叶轮4之间的距离小于转子2的左端与叶轮4之间的距离，以保证当轴向力变大时，第二间隙B长度保持不变，才能产生压力差的变化，才能达到调节的轴向力的作用,定子1右端与叶轮4之间的距离小于转子2右端与叶轮4之间的距离，转子2的右端活动于第一筒段和凹糟11之间，转子2的右端与第一筒段对应时，第一间隙A减小，当转子左移，转子2的右端渐渐与凹槽11对应时，第一间隙A就会越来越大,因此，定子1与转子2错位的设置为了使第一间隙A易于变化，第二间隙B保持不变，才能使压力差能够变化。

本实用新型具体的工作过程如下：

如图2所示，此时第一间隙A还较大，离心泵开启后，产生轴向力，推动转子2(以及泵轴3和叶轮4)向右移动，如图3所示，随着转子2右移，第一间隙A变小，结合图1所示，叶轮4产生的高压流体进入第一空腔6后，流入第二空腔7的流体减少，第二空腔7压力降低，继而流入第三空腔8的流体减少，而第二间隙B未变化，相当于流体总量下降，流体出口未变，导致压力降低，第一空腔6与第三空腔8之间压力差变大，形成一个与轴向力相反的力，能够对于轴向力进行抵消；

随着转子2受到的轴向力不同，转子2移动的距离也会不同，第一间隙A也会随之改变，第一空腔6与第三空腔8之间的压力差也会随着变化，从而实现对轴向力的自动调节；通过转子2的轴向运动实现与定子1之间间隙的动态变化，用于平衡离心泵产生的轴向力，结构简单、巧妙，且由于定子1和转子2没有接触，避免了因磨损造成的轴向力平衡装置的失效，对于离心泵的稳定运行有着很好的效果。

以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.离心泵的轴向力平衡结构，其特征在于，包括定子、转子，离心泵的泵轴依次穿过叶轮、泵体，叶轮固定安装在泵轴上，泵轴与泵体间隔设置，泵体靠近叶轮的一端具有用于容纳转子和定子的缺口，转子套接在泵轴上并与叶轮连接，定子套在转子外并固定在泵体上，转子、定子与叶轮之间形成第一空腔，定子靠近转子的侧面具有凹槽，定子的凹槽处与转子表面形成第二空腔，转子、定子与缺口形成第三空腔，转子与定子之间具有间隙，间隙包括能够变化的第一间隙、恒定的第二间隙，第一间隙位于第一空腔与第二空腔之间，第二间隙位于第二空腔与第三空腔之间，叶轮产生的流体依次经过第一空腔、第一间隙、第二空腔、第二间隙、第三空腔。

2.根据权利要求1所述的离心泵的轴向力平衡结构，其特征在于，所述缺口为环形槽结构。

3.根据权利要求1所述的离心泵的轴向力平衡结构，其特征在于，所述定子为中空的套筒结构，所述定子包括第一筒段、第二筒段、第三筒段，第一筒段与转子之间的间隙为第一间隙，凹槽设置在第二筒段，第三筒段与转子之间的间隙为第二间隙。

4.根据权利要求3所述的离心泵的轴向力平衡结构，其特征在于，第一筒段与第三筒段内径相同。

5.根据权利要求3所述的离心泵的轴向力平衡结构，其特征在于，所述凹槽截面形状为方形、半圆形、弧形中一种或组合。

6.根据权利要求1所述的离心泵的轴向力平衡结构，其特征在于，所述转子为中空的恒直径套筒结构。

7.根据权利要求1所述的离心泵的轴向力平衡结构，其特征在于，所述定子与转子相对错开设置，定子远离叶轮的一端与叶轮之间的距离小于转子远离叶轮的一端与叶轮之间的距离，定子靠近叶轮的一端小于叶轮之间的距离与转子靠近叶轮的一端与叶轮之间的距离。

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