CN216742008U - 一种升级版高压自平衡离心泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的一种升级版高压自平衡离心泵，包括泵座、中空的泵体、前轴承座、后轴承座、转轴、内流管，泵体的前后两端分别设置有通孔以及用于密封通孔的端盖，转轴两端分别贯穿泵体两端的端盖插装在前轴承和后轴承的内部，转轴上设置有叶轮，转轴与通孔之间的部位上分别套装有节流衬套，位于端盖与泵体之间的部分转轴上分别设置有组合密封结构，转轴的中间部位上套装有中间密封套将泵体的内腔分隔成前腔体和后腔体，前腔体的侧壁上设置有出水段，后腔体的侧壁上设置有进水段，内流管的一端与前腔体连通、另一端与后腔体连通，前轴承和后轴承为双向推力球轴承或双列圆锥滚子推力轴承，轴向力自平衡，转子部件串量小，适宜输送三相流介质等优点。

Description

一种升级版高压自平衡离心泵

技术领域

本实用新型涉及离心泵技术领域，特别是涉及一种升级版高压自平衡离心泵。

背景技术

传统高压多级离心泵在启动、停车时，巨大的轴向力是靠泵体固定件(即平衡环)与转动件(即平衡盘)直接接触承受该瞬时轴向力，由于平衡盘随转子高速旋转，必然造成平衡环与平衡盘之间的摩擦，通常出现平衡盘与平衡环咬死后发生干烧，平衡机构被破坏，严重时主轴被扭断。在负荷突变时，由于轴向力会随之变化，引起转子的轴向移动，导致平衡环与平衡盘之间间隙突变，易发生汽蚀和振动现象；在惯性力的作用下，可能发生停车现象，因此，传统高压多级离心泵在变工况使用过程中，易发生故障和事故，难以保证泵的可靠运行和使用寿命；

传统高压多级离心泵在进入稳定工况运转时，转轴产生的巨大轴向力由平衡盘(鼓)承担；当负荷突变时，泵进入新的运行工况的过程中，转轴左右移动，改变平衡环与平衡盘之间的间隙以实现轴向力平衡，该平衡是一种动态平衡；输送含气的高温介质时，平衡环与平衡盘之间的间隙节流，压力下降，气体逸出产生汽蚀；在频繁变工况运行的条件下，平衡盘与平衡环容易被破坏掉，因此，在频繁变工况的条件下，传统高压多级离心泵不适于输送含气体的介质；

传统高压多级离心泵，进入平衡机构的介质压力为泵的输出压力，通过节流后的压力为泵的进口压力，介质从最高压向最低压流动形成强力喷射冲刷，介质中的固体颗粒快速磨蚀平衡盘和平衡环，导致泵不能正常运行，因此，传统高压多级离心泵不适于输送含固体颗粒的介质。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述问题，本实用新型所提供的一种升级版高压自平衡离心泵，叶轮采用对称布置，运转中各级叶轮产生的轴向力相互抵消，轴向力自平衡，不需设置平衡结构；级间采用无接触迷宫螺旋密封，轴端采用无接触迷宫螺旋密封加机械密封的组合密封结构，特别适用于输送二相流和三相流介质；运行中转轴与固定件完全避免了接触，无故障运行周期长；转轴串量小，运行平稳。

为实现上述发明目的，本实用新型采用的技术方案如下：

一种升级版高压自平衡离心泵，包括泵座、中空的泵体、前轴承座、后轴承座、转轴和内流管，所述泵体设置在所述泵座上，所述前轴承座和后轴承座分别位于所述泵体的前后两端，且与所述泵体连接，所述前轴承和后轴承分别设置在所述前轴承座和后轴承座上，所述泵体的前后两端分别设置有通孔以及用于密封所述通孔的端盖，所述转轴设置在所述泵体内部，且其两端分别贯穿所述泵体两端的端盖插装在所述前轴承和后轴承的内部，所述转轴上设置有叶轮，所述转轴与所述通孔之间的部位上分别套装有节流衬套，位于所述端盖与泵体之间的部分转轴上分别设置有组合密封结构，所述转轴的中间部位上套装有中间密封套将所述泵体的内腔分隔成前腔体和后腔体，所述前腔体的侧壁上设置有出水段，所述后腔体的侧壁上设置有进水段，所述内流管的一端与所述前腔体连通、另一端与所述后腔体连通，所述前轴承和后轴承为双向推力球轴承或双列圆锥滚子推力轴承。

在其中一个实施例中，所述组合密封结构包括迷宫螺旋密封和机械密封，所述迷宫螺旋密封位于所述机械密封的内侧，位于所述节流衬套与机械密封结构之间的部分转轴的表面分别设置有迷宫螺旋以形成所述迷宫螺旋密封，所述机械密封为集装式机械密封。

在其中一个实施例中，所述机械密封处的泵体上设置有环形冷却水夹套，所述端盖上分别设置有环形冷却水腔。

在其中一个实施例中，位于所述前腔体内部的叶轮数量与位于所述后腔体内部的叶轮数量相等，位于所述前腔体内部的叶轮的安装方向与位于所述后腔体内部的叶轮的安装方向相反。

在其中一个实施例中，位于所述前腔体内部的叶轮的安装方向与位于所述后腔体内部的叶轮的安装方向相反，位于所述前腔体内部的叶轮数量与位于所述后腔体内部的叶轮数量不相等，且首级所述叶轮为双吸叶轮或在转轴上叶轮数量较少的一端上设置有平衡套。

在其中一个实施例中，位于所述节流衬套与转轴之间的部分转轴上分别套装有滑动轴承，所述滑动轴承采用自调式套筒型，且内衬采用巴氏合金制成。

在其中一个实施例中，所述泵体的内壁上与所述中间密封套对应的位置处设置有辅助支撑凸起。

在其中一个实施例中，所述泵座包括前泵座、中泵座和后泵座，所述前泵座、中泵座和后泵座分别设置在所述泵体下方的前、中、后三个部位。

与现有技术相比，本实用新型提供的一种升级版高压自平衡离心泵具有以下优点：

一、根据离心泵轴向力产生机理，本实用新型所提供的一种升级版高压自平衡离心泵采用叶轮对称布置(叶轮级数为奇数时，首级为双吸叶轮或采用平衡套)，在运转中叶轮产生的轴向力相互抵消，实现轴向力自平衡。该泵不需设置平衡机构就能实现泵腔内巨大轴向力的平衡，从而有效地避免了传统多级离心泵在平衡盘与平衡环之间产生的汽蚀、磨蚀、摩擦等现象，也避免了因摩擦烧死而发生的停机、断轴等事故。

二、本实用新型所提供的一种升级版高压自平衡离心泵在启动、停车或负荷突变时产生的残余轴向力，由泵体两端的双向推力球轴承或双列圆锥滚子推力轴承进行平衡，以承受该瞬时轴向力，使得高压自平衡离心泵转轴串量小，泵组运行平稳。

三、本实用新型所提供的一种升级版高压自平衡离心泵，不需设置平衡盘(鼓)结构，避免了传统多级离心泵输送含固、气、液三相流介质时，平衡机构发生的汽蚀、磨蚀等现象，大大提高泵组的无故障运行周期。

四、本实用新型所提供的一种升级版高压自平衡离心泵，轴端采用无接触迷宫螺旋密封加机械密封的组合密封结构，使密封更加可靠，同时提高了泵的容积效率。

附图说明

图1为本实用新型的内部结构示意图；

图2为本实用新型的前视结构示意图。

具体实施方式

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

如图1和2所示，为了便于描述，本实用新型中的“上”“下”“左”“右”“前”“后”方位基准以附图2所示的方位为准；

一种升级版高压自平衡离心泵，包括泵座1、中空的泵体2、前轴承座3、后轴承座4、转轴5和内流管6，泵体2设置在泵座1上，前轴承座3和后轴承座4分别位于泵体2的前后两端，且与泵体2连接，前轴承7和后轴承8分别设置在前轴承座3和后轴承座4上，泵体2的前后两端分别设置有通孔以及用于密封通孔的端盖9，转轴5设置在泵体2内部，且其两端分别贯穿泵体2两端的端盖9插装在前轴承7和后轴承8的内部，转轴5上设置有叶轮10，转轴5与通孔之间的部位上分别套装有节流衬套11，位于端盖9与泵体2之间的部分转轴上分别设置有组合密封结构，转轴5的中间部位上套装有中间密封套12将泵体2的内腔分隔成前腔体13和后腔体14，前腔体13的侧壁上设置有出水段15，后腔体14的侧壁上设置有进水段16，内流管6的一端与前腔体13连通、另一端与后腔体14连通，前轴承7和后轴承8为双向推力球轴承或双列圆锥滚子推力轴承。

具体的，位于前腔体13内部的叶轮10数量与位于后腔体14内部的叶轮10数量相等，位于前腔体13内部的叶轮10的安装方向与位于后腔体14内部的叶轮10的安装方向相反。

另一种实施方式为，位于前腔体13内部的叶轮10的安装方向与位于后腔体14内部的叶轮10的安装方向相反，位于前腔体13内部的叶轮10数量与位于后腔体14内部的叶轮10数量不相等，且首级叶轮10为双吸叶轮或在转轴5上叶轮10数量较少的一端上设置有平衡套。

根据离心泵轴向力产生机理，本实用新型所提供的一种升级版高压自平衡离心泵采用叶轮10对称布置，在运转中叶轮10产生的轴向力相互抵消，实现轴向力自平衡。该泵不需设置平衡机构就能实现泵腔内巨大轴向力的平衡，从而有效地避免了传统多级离心泵在平衡盘与平衡环之间产生的汽蚀、磨蚀、摩擦等现象，也避免了因摩擦烧死而发生的停机、断轴等事故；

高压自平衡离心泵在启动、停车或负荷突变时会产生瞬时轴向力；因叶轮10的加工误差，泵组可能产生一定的轴向力。在开发该系列产品的过程中，已作了大量实验，得到的相关实验数据证明：在任何工况下，最大残余轴向力不超过单个叶轮产生的轴向力的一半，因此设计利用泵体2两端的双向推力球轴承或双列圆锥滚子推力轴承进行平衡，以承受该瞬时轴向力，使得高压自平衡离心泵转轴串量小，泵组运行平稳；

在负荷突变时，由于高压自平衡离心泵产生的残余轴向力小，不象传统多级离心泵需要调整平衡盘(鼓)的间隙来实现强大轴向力的平衡，而采用推力轴承就很容易解决残余轴向力的平衡问题。因此，本实用新型所提供的一种升级版高压自平衡离心泵转轴串量小(泵流量200m3/h以上,前轴承7和后轴承8采用双向推力球轴承,串量为0.35～0.4mm；泵流量180m3/h以内,前轴承7和后轴承8采用双列圆锥滚子推力轴承,串量为0.1～0.2mm；而传统高压多级离心泵的串量为一般为3～5mm)，因此泵组运行更加平稳。

在本实施例中，组合密封结构包括迷宫螺旋密封和机械密封17，迷宫螺旋密封位于机械密封17的内侧，位于节流衬套11与机械密封17结构之间的部分转轴的表面分别设置有迷宫螺旋以形成迷宫螺旋密封，机械密封17为集装式机械密封；

本实用新型所提供的一种升级版高压自平衡离心泵，转轴5的轴端采用无接触迷宫螺旋密封加机械密封的组合密封结构，使密封更加可靠，同时提高了泵的容积效率；

通过在转轴5密封部位表面加工迷宫螺旋，迷宫螺旋随转轴5高速旋转，产生“泵送作用”，给介质一个反抽力；反抽力约大于介质向低压侧泄漏的压差，从而阻止介质泄漏，实现了介质的无接触密封；

迷宫螺旋的密封力由螺旋的头数(一般选6～12头)、升角、导程及泵转子的转速等决定,经过精确计算及多次试验得到相关数据，进行优化设计、精密加工的迷宫螺旋密封在泵正常运转中反抽力约大于介质泄漏的压差，就可保证迷宫螺旋密封的可靠性；

迷宫螺旋密封均采用精研加镀硬铬或氮化处理的方式，提高其硬度和耐磨性；从而提高其使用寿命。因此迷宫密封在设计、制造、使用合理的情况下，其使用寿命是间隙节流密封的二倍；

传统多级高压离心泵级间密封采用间隙节流密封原理，节流密封始终有一定的介质泄漏；采用无接触迷宫螺旋密封的多级离心泵，其密封的可靠性大大提高了泵的容积效率；

传统多级高压离心泵级间密封采用间隙节流密封原理，节流密封始终有一定的介质泄漏，而且介质中如有颗粒，对密封组件形成冲刷，导致密封件磨损，使密封间隙变大，密封失效；而高压自平衡离心泵的迷宫螺旋密封原理决定其用于输送含固、气、液三相流介质适应性较好；

转轴5的两端密封采用无接触迷宫螺旋密封加机械密封17的两级组合密封结构。第一级迷宫螺旋密封在泵运转时对泵进行轴端密封，第二级机械密封是为了保证第一级密封因正常磨损而产生的泄漏介质进行密封，同时保证停泵时无介质泄漏。

在本实施例中，机械密封17处的泵体2上设置有环形冷却水夹套，端盖9上分别设置有环形冷却水腔，机械密封17腔室上设有环形冷却水夹套，以降低密封腔室的介质温度，延长机械密封使用寿命；在端盖9上也设有环形冷却水腔，以冷却机械密封静环及机械密封泄漏的高温介质，保证在泵运转现场无蒸汽漏出。

在本实施例中，位于节流衬套11与转轴5之间的部分转轴上分别套装有滑动轴承，滑动轴承采用自调式套筒型，且内衬采用巴氏合金制成，适于泵的高速运转。

在本实施例中，泵体2的内壁上与中间密封套12对应的位置处设置有辅助支撑凸起18；在泵中部的高低压分隔区设置辅助支撑凸起18，提高了转子部件的刚度。

在本实施例中，泵座1包括前泵座、中泵座和后泵座，前泵座、中泵座和后泵座分别设置在泵体2下方的前、中、后三个部位，通过在壳体2的下方设立三个泵座，使泵体2成为三点支撑形式，提高泵体2运行的稳定性，同时，由于在泵体1中部的下方设立了中泵座，泵向两方装配拉紧，使泵的装拆非常方便，以及泵体2采用轴心水平面(中心)支撑结构，以适应泵工作和停机时因温度变化产生的壳体变形.

本实用新型所提供的一种升级版高压自平衡离心泵由于结构上的特点，在运转中轴向力是平衡的；

本实用新型所提供的一种升级版高压自平衡离心泵的径向力由转轴5上的滑动轴承承担，其由上下两半滑动轴承组成，采用止口加定位销的方式联接；滑动轴承采用自调式套筒型，用碳素钢内衬巴氏合金，使其在泵运行中能可靠地承担径向力。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (8)

1.一种升级版高压自平衡离心泵，其特征在于，包括泵座、中空的泵体、前轴承座、后轴承座、转轴和内流管，所述泵体设置在所述泵座上，所述前轴承座和后轴承座分别位于所述泵体的前后两端，且与所述泵体连接，所述前轴承和后轴承分别设置在所述前轴承座和后轴承座上，所述泵体的前后两端分别设置有通孔以及用于密封所述通孔的端盖，所述转轴设置在所述泵体内部，且其两端分别贯穿所述泵体两端的端盖插装在所述前轴承和后轴承的内部，所述转轴上设置有叶轮，所述转轴与所述通孔之间的部位上分别套装有节流衬套，位于所述端盖与泵体之间的部分转轴上分别设置有组合密封结构，所述转轴的中间部位上套装有中间密封套将所述泵体的内腔分隔成前腔体和后腔体，所述前腔体的侧壁上设置有出水段，所述后腔体的侧壁上设置有进水段，所述内流管的一端与所述前腔体连通、另一端与所述后腔体连通，所述前轴承和后轴承为双向推力球轴承或双列圆锥滚子推力轴承。

2.根据权利要求1所述的一种升级版高压自平衡离心泵，其特征在于，所述组合密封结构包括迷宫螺旋密封和机械密封，所述迷宫螺旋密封位于所述机械密封的内侧，位于所述节流衬套与机械密封结构之间的部分转轴的表面分别设置有迷宫螺旋以形成所述迷宫螺旋密封，所述机械密封为集装式机械密封。

3.根据权利要求2所述的一种升级版高压自平衡离心泵，其特征在于，所述机械密封处的泵体上设置有环形冷却水夹套，所述端盖上分别设置有环形冷却水腔。

4.根据权利要求1所述的一种升级版高压自平衡离心泵，其特征在于，位于所述前腔体内部的叶轮数量与位于所述后腔体内部的叶轮数量相等，位于所述前腔体内部的叶轮的安装方向与位于所述后腔体内部的叶轮的安装方向相反。

5.根据权利要求1所述的一种升级版高压自平衡离心泵，其特征在于，位于所述前腔体内部的叶轮的安装方向与位于所述后腔体内部的叶轮的安装方向相反，位于所述前腔体内部的叶轮数量与位于所述后腔体内部的叶轮数量不相等，且首级所述叶轮为双吸叶轮或在转轴上叶轮数量较少的一端上设置有平衡套。

6.根据权利要求1所述的一种升级版高压自平衡离心泵，其特征在于，位于所述节流衬套与转轴之间的部分转轴上分别套装有滑动轴承，所述滑动轴承采用自调式套筒型，且内衬采用巴氏合金制成。

7.根据权利要求1所述的一种升级版高压自平衡离心泵，其特征在于，所述泵体的内壁上与所述中间密封套对应的位置处设置有辅助支撑凸起。

8.根据权利要求1所述的一种升级版高压自平衡离心泵，其特征在于，所述泵座包括前泵座、中泵座和后泵座，所述前泵座、中泵座和后泵座分别设置在所述泵体下方的前、中、后三个部位。

Images