CN86102781A - 平衡式旋转导流壳深井潜水泵 - Google Patents

Abstract

平衡式旋转导流壳深井潜水泵属于水泵设计制造技术领域。其特征是：金属薄板冲压的平衡式旋转导流壳；组合式单级泵壳；泵载多级止推轴承；旋转式逆止阀；钩头平键联接叶轮；角钢焊合水泵托架；组合式泵轴。该泵的导流壳导流不承载，触水面光滑，内导流壳和 逆止阀随同泵轴旋转，较现行深井潜水泵效率高，能耗少；泵载多级止推轴承可承受很大轴向力。该泵结构简化，工艺简化，造价低，可取代现行深井潜水泵，抽吸深层地下水。

Description

本发明属于水泵设计制造技术领域。

现行深井潜水泵，是一种电动机与水泵组合一体的多级立式离心泵。其结构模式为：每级泵由离心式叶轮和实质为泵壳的导流壳组成;多级立式串联;上设逆止阀;下方隔过电动机设有止推轴承;每个叶轮与泵轴采用锥形套利用摩擦联接或用普通平键联接。这种模式缺点有六：1、导流壳内外壁面为复合曲面，其间又用曲面导叶相连，形体复杂，只能用优质铸铁铸制，触水表面粗糙又无法加工，水阻大，泵效率低。2、导叶为连接导流壳内外壁所必需;但使水力损失增加，有碍水泵效率。3、铸铁导流壳要承受泵的全部重量和工作时的水压;但铸铁耐压不耐拉，为此不得不加大壁厚，现行160米扬程潜水泵的导流壳外壁厚已达8毫米，材耗大，造价高。扬程提高，壁厚还需增加。4、相邻两导流壳采用大直径螺纹联连，机加工量大，加工费用高。5、叶轮与泵轴用锥形套连接，不便制造;且有松动的可能，一旦松动，便会降低水泵扬程。采用普通平键连接，相邻叶轮间还需增加间隔套，结构复杂。6、止推轴承本为水泵所需，却隔过电动机配置其下，以致工作时电动机转子亦处轴向受压状态，增加了不必要的轴向负荷。

本发明旨在创造一种导流壳内壁随同叶轮一起旋转，导流壳内外壁只导流不承载并用金属薄板冲压而成的深井潜水泵。

平衡式旋转导流壳深井潜水泵（附图）由泵体〔10〕、泵轴〔18〕、若干节立式离心泵、进水节〔11〕、止推轴承和逆止阀组成。泵体为壁厚4～5毫米的无缝钢管制成;上端装有逆止阀;下端装有进水节和止推轴承;中间装着若干节立式离心泵。每节立式离心泵由叶轮〔8〕、内导流壳〔6〕、外导流壳〔7〕组成。各节泵间用隔板〔9〕相隔。叶轮利用特制钩头平键〔20〕与泵轴相连。轴上键槽以轴心对称交错配置，以利平衡。钩头平键的键身部份传递扭矩;钩头部份在下，嵌入叶轮轮毂的凹穴，钩头上平面与叶轮凹穴的径向平面接触，下表面与叶轮轮毂端面齐平，因此可以承受叶轮向上扬水时所生轴向力。叶轮上方用弹性挡圈〔21〕锁定，因此，即便是电动机接线不当，水泵反转时，亦可承受反向轴向力。内导流壳通过O形密封圈，利用紧密配合装在叶轮轮毂上;其上方圆孔，可供泵轴穿过;通过泵轴的孔，径向与泵轴间略有间隙，轴向与上方的橡胶轴承也略有间隙。外导流壳下方也是通过O形密封圈，利用紧密配合固定在隔板上止口上;上方插入隔板下止口内。内外导流壳均用2毫米厚的薄铝板或不锈钢板冲压而成;均为反向弯曲的双圆弧中间连以直线的素线形成的锥体型回转体，这样二者之间便形成一个无导叶小水阻导流道。内外导流壳只导流不承受泵的重量和出水管内水压。隔板为HT15-33灰铸铁铸制;外圆面装有O形密封圈〔5〕与泵体紧密配合;中间有一孔，其中装有橡胶轴承〔23〕，供泵轴通过并行支承。隔板上均布四个扇形水孔，可使水流由下一节水泵流入上一节水泵。相邻扇形水孔之间隔以圆柱形幅条，以适应水泵的各种运转工况。隔板上端面装有密封环〔19〕，与叶轮呈动配合;下端面设有止口与外导流壳配合。泵轴上端装有导流罩〔25〕和逆止阀门组成的逆止阀。导流罩与泵轴紧配合，利用轴肩和弹性挡圈轴向固定;其外形为流线型，以减小水阻。逆止阀门由不锈钢阀套〔24〕和HT20-40优质铸铁铸制的阀盖〔3〕组成，二者螺纹连接。阀套与泵轴为动配合，可沿泵轴滑动。泵体上端装有可锻铸铁KT33-8铸的出水导管〔1〕。导管出口有法兰盘，用以与出水管相连;其下端里边装有橡胶密封垫〔4〕。泵体下端装有可锻铸铁KT33-8铸制的进水节。进水节用螺钉与泵体相连，外园面上有进水口;下端与电动机连接;中间装有多级止推轴承。不锈钢制的各止推盘〔14〕利用螺纹或平键装在泵轴下端。各止推座〔15〕用可锻铸铁KT33-8或不锈钢制成;利用细牙螺纹固定在进水节内。各止推座的止推面上用沉头螺钉装以聚四氟乙烯等耐磨材料的耐磨盘。止推盘与止推座交替相间排列。每个止推盘、止推座上均布四个轴向通水孔并做装拆用。各止推盘止推面的间距与各止推座上的耐磨盘的承磨表面间距相等，因此装后各级止推轴承可以均衡承压。止推轴承级数据多级深井潜水泵的轴向力大小而定。进水节内的下端面制出止推面，并用沉头螺钉装以耐磨盘;电动机接线不当反转时，可以承受反向轴向力。止推轴承最下一个止推盘下，通过泵轴上的螺纹或键接联轴器，该联轴器与潜水电动机相连。在进水节内的水泵轴上装有与泵轴紧配合的橡胶甩砂锥〔17〕，并用上下两弹性挡圈轴向固定。进水节心部还装有三道骨架油封〔13〕，其作用有二：既是密封防砂装置;又是橡胶轴承。相邻骨架油封之间用间隔套分开，其间的泵轴上装有橡胶甩砂环〔16〕。进水节外用螺钉固定着滤网〔12〕。进水节下，隔过电动机，在电动机下方装有一米高的角钢焊合托架，将泵托离井底泥糊层，可防水泵吸入底层浑水。扬程特高的多级深井潜水泵，泵轴特长。为便制造，将泵轴做成几节，各节之间用花键套联轴器〔22〕相连;并使其正好置于某一节泵的内导流壳内。花键套与泵轴用弹性园柱销轴向锁定。花键套外径与泵轴同，以便装拆。电动机启动后，带动泵轴高速旋转，轴上叶轮随之亦转;叶轮心部产生真空度，将水经进水节的进水孔吸入后，沿径向甩出;甩出的水流经内外导流壳间形成的导流道进入上一级泵。多级叶轮依次对水流加压，遂将水流经逆止阀、出水管扬出地面。扬水时，逆止阀盖受水流压力推起，而使水流通过;停机时，出水管内水柱倒流，阀盖在自重和水流作用下，下落盖在出水导管下部的阀座上。阀座上装着橡胶密封垫，可以封住出水管内水柱，以防快速下流产生水锤现象，损坏机件。但是阀盖上有两小孔，可使出水管内水柱缓慢流出，以保下次抽水时电动机空载启动。阀盖上装有橡胶缓冲垫〔2〕，可减轻阀盖对导流罩的冲击。内外导流壳下端有通水孔，每节叶轮排出的水可以充满其内导流壳内和外导流壳外的空间，使内外导流壳壁厚方向所受水压平衡，故谓平衡式;内导流壳又随泵轴旋转，故谓平衡式旋转导流壳。

本发明的优点有七：1、可以提高单级水泵扬程。金属薄板冲压的导流壳和无缝钢管泵体的结构，在水泵外径相同的情况下，可使叶轮外径增加，从而提高单级水泵扬程。2、水泵效率高。由于内外导流壳为金属薄板冲压而成，触水表面极为光滑，水阻特小;由于内外导流壳间没有导叶，因此水阻大大减小;由于各节泵的内导流壳和逆止阀的导流罩、阀盖在工作时均随泵轴旋转，所以水阻亦小;因此本发明的水力摩擦损失小，水泵效率高。3、内外导流壳只导流而不承受泵的重量和水压。由于内外导流壳下端有通水孔，使内外导流壳内外空间均充满了等压水，使内外导流壳壁厚方向受力平衡，因此其壁厚可以大大减小，从而可节约材料，降低造价。4、泵体只承载不导流。泵体在外导流壳外，只承受泵的重量和水压，可用抗拉性好的现成钢管制造，材耗减少，便于制造，造价降低。5、多级止推轴承承受轴向力大;且装于泵体之下，直接承受水泵轴向力，使电机轴轴向不受压。6、防砂性能好。一个甩砂盘、两个甩砂环、三个骨架油封的六防线防砂结构和将泵体托离井底的托架，较现行潜水泵防砂能力强。7、内外导流壳用金属薄板冲压和紧密配合连接，各节泵间改掉大螺纹连接，叶轮改掉锥形套或普通平键连接，工艺性好;内外导流壳等各零件形体简单，每节泵省去一个上密封环等，结构简化;可以提高制造生产率。

附图示平衡式旋转导流壳深井潜水泵结构原理图。图中：1-出水导管;2-缓冲垫;3-阀盖;4-密封垫;5-O形密封圈;6-内导流壳;7-外导流壳;8-叶轮;9-隔板;10-泵体;11-进水节;12-滤网;13-骨架油封;14-止推盘;15-止推座;16-甩砂环;17-甩砂锥;18-泵轴;19密封环;20-钩头平键;21-弹性挡圈;22-花键套联轴器;23-橡胶轴承;24-阀套;25-导流罩;

Claims (6)

1、平衡式旋转导流壳深井潜水泵属于水泵设计制造技术领域，一种由叶轮、内外导流壳、逆止阀、止推轴承和泵体构成的深井潜水泵，其特征是：

a、平衡式旋转导流壳，

b、组合式单级泵壳，

c、泵载多级止推轴承，

d、旋转式逆止阀，

e、钩头平键联接叶轮，

f、角钢焊合水泵托架，

g、花键套联轴器联接弹性园柱销锁定的组合式泵轴。

2、根据权利要求1·a所述的平衡式旋转导流壳的特征是：内外导流壳〔6〕、〔7〕均用薄铝板或不锈钢板冲压而成，均为反向弯曲的双园弧中间连以直线的素线形成的锥体型回转体，其下方有沟通两侧的通水孔，内导流壳〔6〕下口通过O型密封圈与叶轮轮毂紧密配合，固定其上，上口与泵轴略有间隙，装配后与其上的橡胶轴承也略有间隙，外导流壳〔7〕下口通过O形密封圈与隔板〔9〕上止口紧密配合，上方插入隔板〔9〕下止口内。

3、根据权利要求1·b所述的组合式单级泵壳的特征是：内外导流壳〔6〕、〔7〕上下夹以隔板〔9〕构成，隔板〔9〕的特征是HT15-33灰铸铁铸制，板面均布四个扇形进水孔，其间隔以圆柱形幅条，上端面装有密封环〔19〕，中部装有橡胶轴承〔23〕，外圆面装有O形密封圈〔5〕。

4、根据权利要求1·c所述的泵载多级止推轴承的特征是：各止推盘〔14〕用螺纹或平键装于水泵轴下端，水泵与电动机之间，各止推座〔15〕用细牙螺纹固定在进水节内，进水节又装在泵体〔10〕下端，各止推座〔15〕的止推面上均用沈头螺钉装以耐磨盘，各止推盘〔14〕与各止推座〔15〕交替相间排列，各止推盘〔14〕的止推面之间距与各止推座〔15〕上的耐磨盘的承磨面之间距相等，进水节内的下端面制有止推面，其上亦用沉头螺钉装以耐磨盘。

5、根据权利要求1·d所述的旋转式逆止阀的特征是：导流罩〔25〕与泵轴〔18〕紧配合，并用轴肩和弹性挡圈轴向固定，阀盖〔3〕的阀套〔24〕与水泵轴动配合。

6、根据权利要求1·e所述的钩头平键联接叶轮的特征是：特制钩头平键〔20〕的钩头嵌入叶轮轮毂的凹穴，钩头上平面与叶轮凹穴的径向平面接触，下表面与叶轮轮毂端面齐平。

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