CN220890564U - 一种泵轴结构及长轴深井泵 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于输送混合冷剂的深井泵技术领域，公开了一种泵轴结构及长轴深井泵，泵轴结构包括有呈分体设置的阶梯轴和光轴，阶梯轴用于与动力段驱动连接，光轴用于安装叶轮结构，阶梯轴和光轴同轴设置，且阶梯轴与光轴刚性连接。针对由阶梯轴和光轴构成的多段式泵轴结构，在深井泵的动力段和叶轮段中间增设了传动段，且阶梯轴与增设的传动段构成转动配合，而光轴与原有的叶轮段构成转动配合。将原本的整轴设计改为多段式的泵轴设计，阶梯轴用于与泵的动力段相连接，光轴可以用于安装泵的叶轮结构，且阶梯轴与光轴采用刚性连接，不易振动，并解决了原细长轴加工困难、挠度大、更换成本高的问题。

Description

一种泵轴结构及长轴深井泵

技术领域

本申请涉及用于输送混合冷剂的深井泵技术领域，尤其是涉及一种泵轴结构及长轴深井泵。

背景技术

在深井泵项目中，原有的旧泵包括有动力部分和泵体部分，动力部分一般是采用电机作为动力源，泵体部分主要包括有多级叶轮、泵轴、轴承以及泵壳等，且具体为用于输送混合冷剂的立式泵。

深井泵的基本工作原理：电机带动泵轴上的叶轮旋转，充满在叶轮间的介质在离心力的作用下，从叶轮中心沿着叶片间的流道甩向叶轮的四周，由于介质受到叶片的作用，使压力和速度同时增加，经过泵壳的流道而被引向次一级的叶轮，这样逐次地流过所有的叶轮和泵壳。

因为我们所使用的深井泵的泵轴直径为25.4mm，泵轴长度为4826mm，材质为A-582TP416不锈钢。泵轴的长径比较大，挠度较大，容易发生弯曲变形，从而引发泵的机封泄漏等故障。

自项目投入使用以来，已分别对两台泵进行泵轴的更换。泵轴的单根轴售价超过20万RMB，又因为该泵轴加工困难，国内有能力加工该轴的厂家较少，需要开模定制，且每次开模定制均需30根以上的采购量，导致泵轴更换的成本很高。

实用新型内容

为了解决长径比较大的泵轴在使用中容易发生弯曲形变和磨损现象而导致泵轴需要经常更换，且泵轴更换成本较高的问题，本申请提供一种泵轴结构。

第一方面，本申请提供一种泵轴结构，采用如下的技术方案：

一种泵轴结构，包括有呈分体设置的阶梯轴和光轴，所述阶梯轴用于与动力段驱动连接，所述光轴用于安装叶轮结构，所述阶梯轴和所述光轴同轴设置，且所述阶梯轴与所述光轴刚性连接。

通过采用上述技术方案，将原本的整轴设计改为多段式的泵轴设计，阶梯轴用于与泵的动力段相连接，光轴可以用于安装泵的叶轮结构，且阶梯轴与光轴采用刚性连接，不易振动，并解决了原细长轴加工困难、挠度大、更换成本高的问题。

优选的，所述阶梯轴设置有多个，多个所述阶梯轴呈同轴分体设置，且多个所述阶梯轴刚性连接。

通过采用上述技术方案，在多段式的泵轴设计中，将原本是整轴结构的阶梯轴也拆分为多段式的结构，并同样采用刚性连接的连接方式连接相邻的阶梯轴，以进一步降低阶梯轴的挠度比、加工难度以及加工成本。

优选的，相邻所述阶梯轴、所述阶梯轴与相邻的所述光轴均同轴套设连接。

通过采用上述技术方案，相邻的阶梯轴、阶梯轴与相邻的光轴可以保持较好的同轴度，进而提高泵轴运行、传动的稳定性。

优选的，相邻所述阶梯轴、所述阶梯轴与相邻的所述光轴均同轴套设连接有连接套。

通过采用上述技术方案，利用连接套同轴套设连接相邻的阶梯轴、阶梯轴及相邻的光轴，连接方式简单，易于实施。

优选的，相邻所述阶梯轴、所述阶梯轴与相邻的所述光轴均构成同轴插接配合。

通过采用上述技术方案，利用阶梯轴和光轴自身所具有的插接配合结构实现相邻的阶梯轴、阶梯轴与相邻的光轴的同轴套设连接，不需要引入其余的结构连接件。

优选的，相邻所述阶梯轴、所述阶梯轴与相邻的所述光轴均连接有固定销。

通过采用上述技术方案，固定销锁定连接相邻的阶梯轴或者阶梯轴与相邻的光轴，以使得多段式的泵轴构成一个整体结构，进一步提高泵轴运行、传动的稳定性。

第二方面，本申请提供一种长轴深井泵，采用如下的技术方案：

一种长轴深井泵，包括有动力段和叶轮段，所述动力段与所述叶轮段连接有传动段，所述动力段、所述传动段以及所述叶轮段中连接有所述的泵轴结构，所述阶梯轴与所述传动段构成转动配合，所述光轴与所述叶轮段构成转动配合。

通过采用上述技术方案，针对由阶梯轴和光轴构成的多段式泵轴结构，在深井泵的动力段和叶轮段中间增设了传动段，且阶梯轴与增设的传动段构成转动配合，而光轴与原有的叶轮段构成转动配合，整体提高了泵轴的转动稳定性，能够满足长轴深井泵的生产需求。

优选的，所述阶梯轴与所述光轴的刚性连接点位于所述传动段处。

通过采用上述技术方案，刚性连接点位于新增设的传动段内，不会影响深井泵原有的结构设计，同时仍能满足改进结构的需求，具有较好的实用性。

优选的，所述传动段上设置有便于连接所述阶梯轴和所述光轴的检查天窗。

通过采用上述技术方案，作业人员可以通过检查天窗连接阶梯轴和光轴，有利于提高操作便利性。

优选的，所述阶梯轴与传动段连接有主轴承，所述主轴承设置为碳化钨或碳化硅的滑动轴承和双向推力轴承。

通过采用上述技术方案，将主轴承设置为碳化钨或碳化硅的滑动轴承和双向推力轴承，以延长使用寿命并提高运行的稳定性。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.将原本的整轴设计改为由阶梯轴和光轴构成的多段式的泵轴设计，且阶梯轴与光轴采用刚性连接，不易振动，并解决了原细长轴加工困难、挠度大、更换成本高的问题；

2.针对由阶梯轴和光轴构成的多段式泵轴结构，在深井泵的动力段和叶轮段中间增设传动段，且阶梯轴与传动段构成转动配合，而光轴与原有的叶轮段构成转动配合，提高泵轴转动稳定性的同时可以保留深井泵的原有结构设计；

3.将主轴承设置为碳化钨或碳化硅的滑动轴承和双向推力轴承，以延长使用寿命并提高运行的稳定性。

附图说明

图1是本申请实施例中具有泵轴结构的深井泵的结构示意图；

图2是图1中A部的放大示意图，主要用于展示本申请实施例中的刚性连接结构。

附图标记说明：1、阶梯轴；2、光轴；3、连接套；31、连接孔；4、泵体；41、动力段；42、叶轮段；43、传动段；5、泵轴；6、检查天窗；7、叶轮结构。

具体实施方式

以下结合附图1-2对本申请作进一步详细说明。

本申请实施例公开一种泵轴结构。

参照图1所示，一种泵轴结构，包括有呈分体、同轴设置的阶梯轴1和光轴2，阶梯轴1用于与泵的动力段41相连接，光轴2可以用于安装泵的叶轮结构7，且阶梯轴1同样设计为多组同轴的分体式结构，相邻阶梯轴1之间采用刚性连接方式连接固定，远离电机方向的尾端的阶梯轴1与光轴2同样采用刚性连接方式连接固定，以构成完整的泵轴结构。

各组阶梯轴1和光轴2均选用416不锈钢材质，在本申请实施例中，将原泵轴分为三段，尺寸及结构如下所示。

自上部电机侧开始：

第一组阶梯轴1：φ35mm*300mm+φ50mm*800mm+φ35mm*200mm；

第二组阶梯轴1：φ35mm*150mm+φ50mm*1200mm+φ35mm*150mm；

光轴2：φ25.4mm*1550mm。

结合图1和图2所示，具体而言，相邻的各组阶梯轴1、尾端的阶梯轴1和光轴2均通过连接套3连接固定，连接套3的左右两端均开设形成有连接孔31，左右两侧的连接孔31可连通可不连通，各组阶梯轴1和光轴2均插接于连接孔31中并与连接孔31构成过渡配合，再通过固定销穿设固定连接套3和阶梯轴1、连接套3和光轴2，从而获得结构稳定的刚性连接结构。

当然，相邻各组阶梯轴1、尾端的阶梯轴1和光轴2的刚性连接方式还可以是通过阶梯轴1和光轴2的自身结构配合实现。在本申请实施例中，相邻阶梯轴1、尾端的阶梯轴1和光轴2均同轴插接并构成过渡配合，具体而言，相邻的两组阶梯轴1通过柱孔结构实现同轴插接，尾端的阶梯轴1和光轴2同样是通过柱孔结构实现同轴插接。

本申请实施例的实施原理为：将原本的整轴设计方案改为多段式的泵轴设计方案，且相邻各组阶梯轴1、阶梯轴1与光轴2均采用刚性连接，不易振动，并解决了原细长轴加工困难、挠度大、更换成本高的问题。

本申请实施例还公开一种长轴深井泵。

参照图1所示，一种长轴深井泵，包括有泵体4和泵轴5，泵轴5连接有电机，电机与泵体4锁定连接，电机的输出轴通过传动组件与泵轴5驱动连接。电机通过电机支架锁定安装于泵体4上。对于泵轴5而言，在轴向通过推力轴承双相限位，最大限度的降低泵轴5的轴向窜动。

在本申请实施例中，泵体4包括有动力段41和叶轮段42，动力段41与叶轮段42中间成型连接有传动段43，动力段41、传动段43以及叶轮段42中连接有上述的泵轴结构，其中，阶梯轴1与传动段41通过轴承构成转动配合，光轴2与叶轮段42通过轴承构成转动配合。需要注意的是，阶梯轴1与光轴2的刚性连接点位于传动段43处，并在传动段43的位置处布置检查天窗6，以便于连接各组阶梯轴1、尾端的阶梯轴1和光轴2。

对于深井泵的支承轴承，具体包括有5处主滑动轴承和7级叶轮导流筒处各1件的石墨滑动轴承，将深井泵的主要支点的轴承材料由碳化硅或石墨改为碳化钨或碳化硅的滑动轴承和双向推力轴承，耐磨性较高，辅助支承的轴承仍采用石墨轴承，保障其使用寿命和运行稳定性。

现场旧泵拆除，本申请中的新泵安装完成，试运行投用。设备管理人员在七日内，对新泵的各项参数进行测量记录。测量结果显示，泵的出口流量和压力均满足工艺要求，振动值符合国家规范要求，电机的温度、电流、噪声都正常，运行稳定，达到了技术改造的目标。按照GB/T29531-2013《泵的振动测量与评价方法》，对新泵轴向、南北向、东西向的振动进行了为期七天的测量，与旧泵检修完成后七天的测量结果进行对比，新泵的振动烈度较小，运行更为稳定。

参照GB/T29531-2013《泵的振动测量与评价方法》中第6.3条的表3，对新、旧泵进行振动级别评价，新泵评价为C级，旧泵评价为D级，其中，A、B、C级为合格，D级为不合格。

本申请的新泵中心高大于等于345mm，转速介于1800r/min-4500r/min之间，为第三类泵，根据GB/T29531-2013《泵的振动测量与评价方法》标准，此泵振动级别评价优于C级标准值7.1mm/s，接近B级标准值4.5mm/s。因此，此泵运行振动级别评价为高于合格，接近优良。

通过对比，用于输送混合冷剂的深井泵在改造前，检修的费用较高，需要得人工较多，且检修难度较大。改造后，检修较为简单，用时较少，费用较低。改造成功对天然气冬季调峰、保障城市正常供气、辐射周边开发利用天然气方面具有十分重要的作用。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种泵轴结构，其特征在于：包括有呈分体设置的阶梯轴（1）和光轴（2），所述阶梯轴（1）用于与动力段（41）驱动连接，所述光轴（2）用于安装叶轮结构（7），所述阶梯轴（1）和所述光轴（2）同轴设置，且所述阶梯轴（1）与所述光轴（2）刚性连接。

2.根据权利要求1所述的一种泵轴结构，其特征在于：所述阶梯轴（1）设置有多个，多个所述阶梯轴（1）呈同轴分体设置，且多个所述阶梯轴（1）刚性连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种泵轴结构，其特征在于：相邻所述阶梯轴（1）、所述阶梯轴（1）与相邻的所述光轴（2）均同轴套设连接。

4.根据权利要求3所述的一种泵轴结构，其特征在于：相邻所述阶梯轴（1）、所述阶梯轴（1）与相邻的所述光轴（2）均同轴套设连接有连接套（3）。

5.根据权利要求3所述的一种泵轴结构，其特征在于：相邻所述阶梯轴（1）、所述阶梯轴（1）与相邻的所述光轴（2）均构成同轴插接配合。

6.根据权利要求3所述的一种泵轴结构，其特征在于：相邻所述阶梯轴（1）、所述阶梯轴（1）与相邻的所述光轴（2）均连接有固定销。

7.一种长轴深井泵，包括有动力段（41）和叶轮段（42），其特征在于：所述动力段（41）与所述叶轮段（42）连接有传动段（43），所述动力段（41）、所述传动段（43）以及所述叶轮段（42）中连接有如权利要求1-6任意一项所述的泵轴结构，所述阶梯轴（1）与所述传动段（43）构成转动配合，所述光轴（2）与所述叶轮段（42）构成转动配合。

8.根据权利要求7所述的一种长轴深井泵，其特征在于：所述阶梯轴（1）与所述光轴（2）的刚性连接点位于所述传动段（43）处。

9.根据权利要求8所述的一种长轴深井泵，其特征在于：所述传动段（43）上设置有便于连接所述阶梯轴（1）和所述光轴（2）的检查天窗（6）。

10.根据权利要求7所述的一种长轴深井泵，其特征在于：所述阶梯轴（1）与传动段（43）连接有主轴承，所述主轴承设置为碳化钨或碳化硅的滑动轴承和双向推力轴承。