CN216554619U - 海水淡化高压泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种海水淡化高压泵，包括高压泵主体段、后轴承箱和电机，所述高压泵主体段包括泵壳、泵轴、叶轮和导叶，后轴承箱包括箱体、滚动轴承、轴承后端盖和轴承前端盖，轴承后端盖内设有密封设置的环形冷却腔，环形冷却腔沿着泵轴周向环绕设置，轴承后端盖上开设有冷却腔进液口和冷却腔出液口，冷却腔进液口、冷却腔出液口分别与环形冷却腔相连通，泵壳上在泵壳的后端开设有循环出液口，在泵壳的前端开设有循环进液口，循环进液口与吸入口相连通，循环出液口经自冷却进水管与冷却腔进液口相连通，冷却腔出液口经自冷却出水管与循环进液口相连通，本实用新型具有冷却效果好、实现冷却水自循环、装配方便、占用空间小等优点。

Description

海水淡化高压泵

技术领域

本实用新型涉及离心泵技术领域，具体的说是一种海水淡化高压泵。

背景技术

目前，海水淡化技术受到越来越多的重视，海水淡化用高压多级离心泵是反渗透海水淡化技术应用中的一个关键设备，其安全、稳定、可靠运行是保证海水反渗透工艺安全、稳定、可靠、高效运行的前提条件。

现有的海水淡化高压泵采用多级分段式离心泵，包括高压泵主体段、前轴承箱、后轴承箱和电机，高压泵主体段包括泵壳、泵轴、叶轮和导叶，泵壳的前端开设有吸入口，后端开设有排水口，泵轴设在泵壳内前端伸出泵壳与前轴承箱中的轴承相连接，后端穿出泵壳后盖经后轴承箱与电机的输出轴相连接，泵壳后盖与泵轴的连接处设有机械密封，泵壳内在泵轴上沿着泵轴的轴向间隔固定套设有叶轮，泵轴上在叶轮后侧设有导叶，导叶包括导叶片和导叶盘，导叶盘固定套设在泵轴上，导叶片沿导叶盘周向设置并固定在导叶盘上。

现有的高压泵存在的问题：一是泵轴在高速运转时，轴承处温度升高，影响轴承的使用寿命，泵的效率和可靠性低；二是泵轴的前后两端均设置轴承箱，整体结构复杂，且高压泵轴向尺寸较长，占地面积大。

现有技术中也出现对轴承箱进行降温的装置，经检索，CN2007200771071公开了一种用于水泵轴承的冷却结构，泵轴设在轴承中，轴承与泵体内腔的连接端面上设置轴承压盖，泵轴从轴承压盖的轴心处穿过，轴承压盖内设置有冷却水容腔，轴承压盖上设置一个进水通道和一个回水通道，泵体上设置有冷却水循环管道，通过设置冷却水容腔，利用冷却水带走泵端传递给轴承端的热量和轴承工作本身产生的热量。

此种结构存在的不足之处为：一是轴承压盖上虽设置进水通道和回水通道，用于对轴承进行降温，但冷却水容腔的位置设置在轴承内侧，冷却水循环管道与冷却水容腔的进水通道和回水通道对接安装不方便，增加装配难度；二是冷却水容腔以及进水通道、回水通道的位置设置，不便于观察到冷却水容腔是否漏水，增加维护难度。

发明内容

本实用新型的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种结构简单、冷却效果好、可靠性高、实现冷却水自循环、制造成本低、装配方便、占用空间小的海水淡化高压泵。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种海水淡化高压泵，包括高压泵主体段、后轴承箱和电机，所述高压泵主体段包括泵壳、泵轴、叶轮和导叶，其特征在于：所述后轴承箱包括箱体、滚动轴承、轴承后端盖和轴承前端盖，所述箱体内设有滚动轴承，所述箱体靠近电机的一端固定连接有轴承后端盖，靠近泵壳的一端固定连接有轴承前端盖，所述轴承后端盖、轴承前端盖上均开设有供泵轴穿过的轴孔，所述泵轴经滚动轴承与箱体相连接并经轴承前端盖、轴承后端盖上的轴孔穿出箱体；

所述轴承后端盖内设有密封设置的环形冷却腔，所述环形冷却腔沿着泵轴周向环绕设置，所述轴承后端盖上开设有冷却腔进液口和冷却腔出液口，所述冷却腔进液口、冷却腔出液口分别与环形冷却腔相连通；

所述泵壳上在泵壳的后端开设有循环出液口，在泵壳的前端开设有循环进液口，所述循环进液口与高压泵主体段的吸入口相连通，所述循环出液口经自冷却进水管与冷却腔进液口相连通，所述冷却腔出液口经自冷却出水管与循环进液口相连通；

通过设置环形冷却腔对轴承箱进行降温，保证轴承工作的稳定性，延长轴承的使用寿命，环形冷却腔设置在轴承后端盖内，既方便与自冷却出水管、自冷却进水管相连接，装配简单，也便于观察环形冷却腔是否漏水，便于维护；在泵壳的后端开设循环出液口，泵壳后端的压力大，在高压的作用下，液体可直接从自冷却进水管、冷却腔进液口流入环形冷却腔中，再从冷却腔出液口经自冷却出水管流进泵压较低的循环进液口，实现了冷却水自循环对轴承箱进行降温；又起到了泄压的作用，通过泄压来平衡轴向力，防止叶轮位移，并减小轴承的轴向负荷；循环出液口的位置设置，使得机械密封位置的水流处于循环流动状态，对机械密封进行润滑，防止机械密封发热，并带走机械密封处的摩擦热量和碎屑。

本实用新型所述泵轴上在滚动轴承的后端固定套设有油环套，所述油环套上套设有甩油环，所述箱体上开设有排气注油孔，采用油润滑的轴承体结构，通过泵轴转动，带动甩油环转动以使润滑油飞溅，对滚动轴承进行润滑，环形冷却腔的设置，冷却水循环对箱体内的润滑油进行降温。

本实用新型所述轴承采用双盘滚动轴承，进一步对泵轴进行定位和支撑，平衡泵轴轴向力。

本实用新型所述泵轴上在首级叶轮的后侧套设有滑动轴承，所述滑动轴承与泵轴间隙配合，所述滑动轴承与导叶盘固定连接，通过设置滑动轴承，省去现有高压泵的前轴承箱，简化了高压泵的整体结构，使高压泵轴向尺寸缩小，占地面积小，同时通过输送的海水介质对滑动轴承进行润滑，实现了滑动轴承的自润滑自冷却，将滑动轴承设在首级叶轮的后侧，也可减小吸入口工况突变对滑动轴承造成的荷载冲击，保证滑动轴承工作的稳定性。

本实用新型所述高压泵主体段的吸入口设在泵壳的前端面上，使液体能够水平轴向吸入泵壳内，减小了吸入口处的水力损失和摩擦损失，提高高压泵的运行效率。

本实用新型所述循环出液口设在泵壳的下端，以使泵壳内高压能将冷却水经过自冷却进水管直接带入环形冷却腔中，冷却水自循环效果好。

本实用新型所述冷却腔进液口设在轴承后端盖的下端，所述冷却腔出液口设在轴承后端盖的上端，此种设置方法便于装配。

本实用新型所述高压泵主体段的材质选用耐海水腐蚀的双向不锈钢或硬质合金钢。

本实用新型的有益效果为：通过设置环形冷却腔对轴承箱进行降温，保证轴承工作的稳定性，延长轴承的使用寿命，环形冷却腔设置在轴承后端盖内，既方便与自冷却出水管、自冷却进水管相连接，装配简单，也便于观察环形冷却腔是否漏水，便于维护；在泵壳的后端开设循环出液口，泵壳后端的压力大，在高压的作用下，液体可直接从自冷却进水管、冷却腔进液口流入环形冷却腔中，再从冷却腔出液口经自冷却出水管流进泵压较低的循环进液口，实现了冷却水自循环对轴承箱进行降温；又起到了泄压的作用，通过泄压来平衡轴向力，防止叶轮位移，并减小轴承的轴向负荷；循环出液口的位置设置，使得机械密封位置的水流处于循环流动状态，对机械密封进行润滑，防止机械密封发热，并带走机械密封处的摩擦热量和碎屑；通过设置滑动轴承，省去现有高压泵的前轴承箱，简化了高压泵的整体结构，使高压泵轴向尺寸缩小，占地面积小，同时通过输送的海水介质对滑动轴承进行润滑，实现了滑动轴承的自润滑自冷却，将滑动轴承设在首级叶轮的后侧，也可减小吸入口工况突变对滑动轴承造成的荷载冲击，保证滑动轴承工作的稳定性。

附图说明

图1是本实用新型整体结构剖视图。

图2是本实用新型后轴承箱结构示意图。

图3是本实用新型高压泵主体段前端结构示意图。

附图标记：高压泵主体段-1、泵壳-101、泵轴-102、首级叶轮-103、导叶-104、空间流道-105、吸入口-106、排水口-107、循环进液口-108、循环出液口-109、机械密封-110、泵壳后盖-111、末级叶轮-112、后轴承箱-2、双盘滚动轴承-201、油环套-202、甩油环-203、排气注油孔-204、轴承后端盖-205、环形冷却腔-2051、冷却腔进液口-2052、冷却腔出液口-2053、箱体-206、自冷却出水管-3、自冷却进水管-4、滑动轴承-5。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行说明。

如附图所示，一种海水淡化高压泵，包括高压泵主体段1、后轴承箱2和电机，高压泵主体段1包括泵壳101、泵轴102、叶轮和导叶104，泵壳101的前端开设有吸入口106，后端开设有排水口107，泵轴102设在泵壳101内后端穿出泵壳后盖111经后轴承箱2与电机的输出轴相连接，泵壳后盖111与泵轴102的连接处设有机械密封110，泵壳101内在泵轴102上沿着泵轴102的轴向间隔固定套设有叶轮，靠近吸水口106的为首级叶轮103，靠近排水口107的为末级叶轮112，在首级叶轮103和末级叶轮112之间沿轴向间隔设置多个中段叶轮，叶轮的数量根据反渗透压力需要确定，泵轴102上在叶轮后侧设有导叶104，导叶104包括导叶片和导叶盘，导叶盘固定套设在泵轴102上，导叶片沿导叶盘周向设置并固定在导叶盘上，泵壳内设有空间流道105，使得液体在叶轮和导叶的带动下顺畅的沿着空间流道105流动。

所述后轴承箱2包括箱体206、滚动轴承、轴承后端盖205和轴承前端盖，所述箱体206内设有滚动轴承，所述箱体206靠近电机的一端固定连接有轴承后端盖205，靠近泵壳101的一端固定连接有轴承前端盖，此实施例中轴承前端盖与箱体一体成型制成，所述轴承后端盖205、轴承前端盖上均开设有供泵轴穿过的轴孔，所述泵轴102经滚动轴承与箱体206相连接并经轴承前端盖、轴承后端盖205上的轴孔穿出箱体206；

所述轴承后端盖205内设有密封设置的环形冷却腔2051，所述环形冷却腔2051沿着泵轴102周向环绕设置，所述轴承后端盖205上开设有冷却腔进液口2052和冷却腔出液口2053，所述冷却腔进液口2052、冷却腔出液口2053分别与环形冷却腔2051相连通；

所述泵壳101上在泵壳101的后端开设有循环出液口109，在泵壳101的前端开设有循环进液口108，所述循环进液口108与高压泵主体段的吸入口106相连通，所述循环出液口109经自冷却进水管4与冷却腔进液口2052相连通，所述冷却腔出液口2053经自冷却出水管3与循环进液口108相连通；

此实施例中后轴承箱的箱体206通过螺栓与泵壳101固定连接。

通过设置环形冷却腔2051对后轴承箱2进行降温，保证轴承工作的稳定性，延长轴承的使用寿命，环形冷却腔2051设置在轴承后端盖205内，既方便与自冷却出水管3、自冷却进水管4相连接，装配简单，也便于观察环形冷却腔2051是否漏水，便于维护；在泵壳101的后端开设循环出液口109，泵壳101后端的压力大，在高压的作用下，液体可直接从自冷却进水管4、冷却腔进液口2052流入环形冷却腔2051中，再从冷却腔出液口2053经自冷却出水管3流进泵压较低的循环进液口108，实现了冷却水自循环对轴承箱进行降温；又起到了泄压的作用，通过泄压来平衡轴向力，防止叶轮位移，并减小轴承的轴向负荷；循环出液口109的位置设置，使得机械密封110位置的水流处于循环流动状态，对机械密封110进行润滑，防止机械密封110发热，并带走机械密封110处的摩擦热量和碎屑。

所述泵轴102上在滚动轴承的后端固定套设有油环套202，所述油环套202上套设有甩油环203，所述箱体206上开设有排气注油孔204，采用油润滑的轴承体结构，通过泵轴102转动，带动甩油环203转动以使润滑油飞溅，对滚动轴承进行润滑，环形冷却腔2051的设置，冷却水循环对箱体内的润滑油进行降温。此实施例中在箱体的下端还开设有放液口，便于润滑油的更换，此实施例中排气注油孔用于对箱体内部空腔加注润滑油，并通过此孔排出箱体内部空腔中的气体。

所述轴承采用双盘滚动轴承201，进一步对泵轴102进行定位和支撑，平衡泵轴轴向力。

所述泵轴102上在首级叶轮103的后侧套设有滑动轴承5，所述滑动轴承5与泵轴102间隙配合，所述滑动轴承5与导叶盘固定连接，通过设置滑动轴承5，省去现有高压泵的前轴承箱，简化了高压泵的整体结构，使高压泵轴向尺寸缩小，占地面积小，同时通过输送的海水介质对滑动轴承5进行润滑，实现了滑动轴承5的自润滑自冷却，将滑动轴承5设在首级叶轮103的后侧，也可减小吸入口106工况突变对滑动轴承5造成的荷载冲击，保证滑动轴承5工作的稳定性。

所述高压泵主体段1的吸入口106设在泵壳101的前端面上，使液体能够水平轴向吸入泵壳101内，减小了吸入口处的水力损失和摩擦损失，提高高压泵的运行效率。

所述循环出液口109设在泵壳101的下端，以使泵壳101内高压能将冷却水经过自冷却进水管4直接带入环形冷却腔2051中，冷却水自循环效果好。

所述冷却腔进液口2052设在轴承后端盖205的下端，所述冷却腔出液口2053设在轴承后端盖205的上端，此种设置方法便于装配。

此实施例中冷却腔进液口设在轴承后端盖205后端面上，此位置设置既不影响轴承后端盖205通过螺栓与箱体206的固定，也不影响自冷却进水管4的装配。此实施例中自冷却进水管4仅用细线示意。

所述高压泵主体段1的内部零部件的材质选用耐海水腐蚀的双向不锈钢或硬质合金钢，卫生环保且具备长期耐海水腐蚀能力。

环形冷却腔、滑动轴承的设置，以及高压泵所有的过流部件选用耐海水腐蚀的双向不锈钢或硬质合金钢材质，确保了海水淡化高压泵整体运行的稳定性，免维护，提高泵运行效率。

本实用新型运行时：

1、电机驱动，带动泵轴102转动，泵轴102带动叶轮和导叶104转动，液体从吸入口106吸入，依次沿着各段叶轮、导叶104处的空间流道105从排水口107排出；

2、泵轴102工作时，后轴承箱2中的油环套202随泵轴102转动，带动甩油环203转动，甩油环203带动箱体206内部空腔中的润滑油溅出甩在双盘滚动轴承201上，对双盘滚动轴承201进行润滑；

3、泵轴102工作过程中，泵壳101后端的压力大，在高压作用下，高压液体从循环出液口109沿着自冷却进水管4、冷却腔进液口2052进入环形冷却腔2051中，并通过冷却腔出液口2053、自冷却出水管3、循环进液口108进入吸入口106，继续流入泵壳101内，以对箱体内部空腔和双盘滚动轴承进行降温；

4、泵轴102工作过程中，泵轴102前端的滑动轴承5通过液体进行自润滑和冷却降温。

Claims (8)

1.一种海水淡化高压泵，包括高压泵主体段、后轴承箱和电机，所述高压泵主体段包括泵壳、泵轴、叶轮和导叶，其特征在于：所述后轴承箱包括箱体、滚动轴承、轴承后端盖和轴承前端盖，所述箱体内设有滚动轴承，所述箱体靠近电机的一端固定连接有轴承后端盖，靠近泵壳的一端固定连接有轴承前端盖，所述轴承后端盖、轴承前端盖上均开设有供泵轴穿过的轴孔，所述泵轴经滚动轴承与箱体相连接并经轴承前端盖、轴承后端盖上的轴孔穿出箱体；

所述轴承后端盖内设有密封设置的环形冷却腔，所述环形冷却腔沿着泵轴周向环绕设置，所述轴承后端盖上开设有冷却腔进液口和冷却腔出液口，所述冷却腔进液口、冷却腔出液口分别与环形冷却腔相连通；

所述泵壳上在泵壳的后端开设有循环出液口，在泵壳的前端开设有循环进液口，所述循环进液口与高压泵主体段的吸入口相连通，所述循环出液口经自冷却进水管与冷却腔进液口相连通，所述冷却腔出液口经自冷却出水管与循环进液口相连通。

2.根据权利要求1所述的一种海水淡化高压泵，其特征在于：所述泵轴上在滚动轴承的后端固定套设有油环套，所述油环套上套设有甩油环，所述箱体上开设有排气注油孔。

3.根据权利要求2所述的一种海水淡化高压泵，其特征在于：所述轴承采用双盘滚动轴承。

4.根据权利要求1或2或3所述的一种海水淡化高压泵，其特征在于：所述泵轴上在首级叶轮的后侧套设有滑动轴承，所述滑动轴承与泵轴间隙配合，所述滑动轴承与导叶盘固定连接。

5.根据权利要求4所述的一种海水淡化高压泵，其特征在于：所述高压泵主体段的吸入口设在泵壳的前端面上。

6.根据权利要求1或2或3或5所述的一种海水淡化高压泵，其特征在于：所述循环出液口设在泵壳的下端。

7.根据权利要求6所述的一种海水淡化高压泵，其特征在于：所述冷却腔进液口设在轴承后端盖的下端，所述冷却腔出液口设在轴承后端盖的上端。

8.根据权利要求1或2或3或5或7所述的一种海水淡化高压泵，其特征在于：所述高压泵主体段的材质选用耐海水腐蚀的双向不锈钢或硬质合金钢。

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