CN2320824Y - 无径向力单级离心泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种无径向力单级离心泵,其主要结构特点是在现有技术悬臂式单级离心泵的叶轮与压液室之间设置一静止导流装置,导流装置入口与叶轮出口相对应,出口与压液室直接相通,以及将泵的轴封设置在叶轮入口一侧。本实用新型所采取的这些创造性的技术措施,消除了压液室中因液体压力分布不均而产生的作用在叶轮转子上的水力径向力,提高了泵的运转可靠性和零部件的使用寿命,降低了液体泄漏量,提高了泵的效率。

Description

无径向力单级离心泵

本实用新型属于由一个叶轮构成的悬臂式单级离心泵。

目前广泛使用的输送液体的单级离心泵都是由吸液室、叶轮、压液室和封轴等零件构成。叶轮位于泵腔体内，且悬臂安装在转轴上，叶轮进口背向轴封，压液室环绕于叶轮出口。压液室一般为蜗壳式结构，也有采用等截面的环形结构。泵运行时，被输送液体由吸液室流经旋转的叶轮获得能量，从叶轮叶片间的流道流出进入压液室，在压液室中将动能转换为静压能。对于蜗壳形压液室，泵在设计流量工况下工作，环绕叶轮出口的蜗壳各点的液体压力分布是均匀的，作用于叶轮四周的径向力合力为零，液体压力对叶轮不产生影响。但是当泵偏离设计工况下工作时，环绕叶轮出口的蜗壳各点的液体压力分布则是不均匀的，这时作用于叶轮四周的径向力合力不为零，有时是非常大的。径向合力的大小与偏离设计流量的远近有关。工作流量偏离设计流量越远，径向合力越大。在实践中，很多泵都不一定在设计工况下工作，即使在设计工况下正常运行的泵，其启动过程和停车过程也要产生很大的径向力。对于环形压液室，在各种工况下，径向合力都不为零，且在设计流量下的径向力为最大。作用于叶轮上的径向力，由于叶轮是旋转的，因此是交变作用于叶轮和转轴上的，对泵的可靠运行影响很大。当径向力达到一定值时，不仅使转子产生振动，叶轮歪斜，影响泵的水力性能；还使泵的转轴产生变形甚至疲劳破坏；而且轴的变形又导致了轴或轴套、轴承、轴封等磨损加剧，降低了泵的运转可靠性和零件的使用寿命，增大了维修工作量和运行成本。

现有技术泵的另一个不足的地方是，由于泵的进口与轴封背向设置，轴封位于叶轮的高压一侧，轴封两端的压力差大，即泄漏推动力大，因此密封效果差，泄漏量大。

针对上述已有技术的不足，本实用新型公开的离心泵其首要目的是消除作用于叶轮转子上的径向力，以提高泵的运转可靠性和零部件的使用寿命。

本实用新型的另一个目的是降低轴封两端的压力差，以提高轴封的密封效果，降低泄漏量。

本实用新型的首要目的是通过采取以下技术措施来实现的：在现有技术单级悬臂式离心泵的基础上，即在含有泵体，泵盖、悬架体、安装于悬架体内的转轴，安装在转轴上的叶轮和环绕于叶轮出口的压液室的离心泵的基础上，增设了环绕于叶轮四周的导流装置。导流装置是静止的，其入口与叶轮出口相对应，出口与压液室的入口相对应。导流装置最好为叶片式导流装置，其叶片对称设置。导流装置是一个独立的构件，固定在压液室腔壁上。导流装置的入口与叶轮出口之间的间隙不宜过大，最好不要超过3mm，以避免产生不必要的环流损失。

实现本实用新型第二个目的的技术措施是：将泵的入口与轴封设置在叶轮的吸入侧，这样，轴封密封的液体是未进入叶轮的低压液体，压力低，轴封两端的压力差低，容易实现密封，密封效果好。

本实用新型所采取的压液室为等截面的环形压液室，结构简单，加工方便。

上述实现本实用新型第二个目的的技术措施可以在悬臂式单级离心泵上单独实施，也可以与实现第一个目的的技术措施同时实施，都能实现第二个目的的效果，如是第二种情况，本实用新型的两个目的都可以同时得到实现。

以上在先描述的技术措施所以能实现本实用新型的第一个目的，是因为从旋转叶轮甩出来的有很高动能的液体，在流经导流装置的叶片之间的流道时，其很大一部分动能被转化为静压能，导流装置既有导流作用，又有扩压作用；又由于导流装置的叶片沿圆周均匀分布，对称设置，因此导流装置内的液体静压力对叶轮径向反作用力相互抵消，径向力合力为零。此外，当液流从导流装置流出进入环形压液室时，一是由于流速已经减慢，不会产生很大的水力径向力，二是即使有由于液体静压力分布不均而产生的水力径向力，也只作用于泵体和导流装置这些静止零部件上，而不会作用在叶轮和转轴上。因此本实用新型这一巧妙的技术措施，就完全消除了作用在叶轮和转轴上的水力径向力，使转子不再受到横向力的作用。避免了已有技术单级悬臂式离心泵，由于其压液室内的液体静压力分布不均而产生的水力径向力对泵运行产生的不良后果，即避免了径向力所导致的转子振动、转轴弯曲、叶轮歪斜和泵的水力性能恶化等不良后果，进而又避免了由于转轴弯曲所导致的转轴、轴承、轴封和轴套等磨损加剧。本实用新型与已有技术的单级离心泵相比，提高了泵的运转可靠性和零部件的使用寿命，降低了维修工作量和运行成本。

以上次后描述的技术措施知所以能实现本实用新型的第二个目的，是因为本实用新型的结构降低了泄漏的推动力。密封效果的好坏取决于两个方面，一是泄漏推动力大小，二是密封阻力大小。泄漏推动力的降低和密封阻力的增大都可以提高密封效果，降低泄漏量。本实用新型将泵的轴封设置在叶轮的吸入侧，轴封前端为未进入叶轮的低压液体，这较已有技术的单级离心泵，泵的轴封设置在叶轮高压侧，轴封前端为从叶轮出来的高压液体，其轴封两端的压力差大为降低，即泄漏推动力大为降低，这就使得在轴封结构不变的情况下，提高了密封效果，降低了泄漏量，特别是当泵在输送含有固体颗粒的液体时，液体中的固体颗粒不会沉积在填料盒中造成磨损，改善了轴封的工作环境，提高了轴封、轴或轴套的使用寿命。

另外，由于本实用新型增设了导流装置，不论是蜗壳式压液室，还是等截面环形压液室，都不会对叶轮转子产生不利的径向力，但是等截面的环形压液室结构简单，易于制造。因此，本实用新型采用环形压液室，可以抵消由于增设了导流装置而增加的制造成本。

附图1是本实用新型的结构示意图。

附图2是导流装置平面视图。

下面结合附图说明给出本实用新型的一个实施例，并通过实施例的描述对本实用新型作进一步的详细说明。

无径向力单级离心泵，轴6通过前后轴承11安装在悬架体12内，轴6悬臂端穿过叶轮进口4和叶轮3，用螺母5把叶轮3固定安装在轴的悬臂端上。在叶轮外环绕着叶轮四周设置有固定的叶片式导流装置2，导流装置的入口与叶轮出口相对应，相互间的径向间隙为2mm。在导流装置外环绕着等截面的环形压液室1，导流装置的出口直接与压液室相通。叶片式导流装置的叶片13弯曲方向与叶轮中的叶片弯曲方向相反，沿圆周方向均匀分布，对称设置，且是一个独立的部件，并固定在泵体8的侧壁上。泵盖7通过螺栓与泵体8相联接构成密闭的压液室1。泵的轴封10与泵的入口9位于叶轮的吸入口4一侧，泵的入口方向与叶轮轴相交一定的角度。轴封为填料式轴封，填料安置在轴封套里。轴封用于防止泵入口处的液体外泄，或防止大气进入泵的入口。

本实用新型很适用于化工液体的输送，特别是含有固体颗粒液体的输送。

Claims (6)

1．一种无径向力单级离心泵，包括有泵体(8)，泵盖(7)，悬架体(12)，安装于悬架体内的转轴(6)，由转轴带动旋转的叶轮(3)，环绕于叶轮出口的压液室(1)，其特征是在叶轮的出口与压液室之间设置有静止的导流装置(2)，导流装置入口与叶轮出口相对应，出口与压液室入口相对应。

2．根据权利要求1所述的无径向力单级离心泵，其特征是导流装置为叶片式导流装置，其上的叶片(13)对称布置。

3．根据权利要求2所述的无径向力单级离心泵，其特征是导流装置固定在压液室的壁上。

4．根据权利要求1或2或3所述的无径向力单级离心泵，其特征是泵的轴封(10)位于叶轮的吸入口(4)侧。

5．根据权利要求4所述的无径向力单级离心泵，其特征是压液室为环形压液室(1)。

6．根据权利要求5所述的无径向力单级离心泵，其特征是导流装置入口圆环面与叶轮出口圆环面之间的径向间隙不大于3mm。

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