煤礦用排沙多級潛水電泵的製作方法
2023-09-15 14:22:20 2
本實用新型涉及排沙泵，具體地說是一種煤礦用排沙多級潛水電泵。
背景技術：
在煤礦的礦井中大量使用排沙多級潛水電泵，用於排送礦井內的含沙汙水到礦井上面。由於多級泵的軸向力很大，所以排沙多級潛水電泵除了採用各種軸向力平衡措施外，一般都要採用推力軸承來承受剩餘軸向力，又因為剩餘軸向力的方向不確定，所以排沙多級潛水電泵多數採用兩個角接觸軸承來承受軸向力和徑向力，如圖1和圖2。實踐證明，採用兩個角接觸軸承來承受軸向力和徑向力的結構可靠性不高，尤其在功率比較大、轉速比較高和葉輪級數比較多的情況下，這種結構的軸承裝配合格率比較低，軸承的使用壽命也很難超過半年。
以上結構的不足之處就是角接觸軸承的製造和安裝要求比較高，而且承受徑向力的能力比較差。角接觸軸承軸向遊隙的調整比較困難，導致裝配合格率降低，而大功率的排沙多級潛水電泵隨著葉輪級數增加和葉輪重量加大，會產生很大的徑向力，超過了角接觸軸承的徑向力承受能力，這又使其使用壽命降低。
技術實現要素：
本實用新型的技術任務是解決現有技術的不足，提供一種煤礦用排沙多級潛水電泵，以提高大功率的煤礦用排沙多級潛水電泵的可靠性。
本實用新型解決其技術問題所採用的技術方案是：
一種煤礦用排沙多級潛水電泵，其結構包括主軸、以及同軸設置的礦用隔爆型潛水電機和多級排沙泵；主軸的頂端和底端分別設置有軸承，主軸中部、礦用隔爆型潛水電機和多級排沙泵連接圍成電機密封油室；多級排沙泵包括串聯設置在主軸的多個葉輪和用於平衡主軸軸向力的軸向力平衡裝置，多級排沙泵的底部具有軸承密封油室和進水口，上述主軸底端的軸承位於軸承密封油室內部，且軸承密封油室和主軸的連接間隙內填充有防止外部水進入軸承密封油室的機械密封。在上述結構基礎上，為了更好的平衡主軸上的軸向力，延長煤礦用排沙多級潛水電泵的使用壽命，在主軸外側增設一個向心球軸承和兩個機械密封；向心球軸承位於電機密封油室內部，兩個機械密封位於電機密封油室內部並相對設置在向心球軸承的上方和下方，或者，向心球軸承位於電機密封油室上方，其中一個機械密封位於電機密封油室的內部以防止電機密封油室與礦用隔爆型潛水電機進行介質交換，另一個機械密封位於電機密封油室的下方以防止外部水進入電機密封油室。
具體的，軸向力平衡裝置包括多個葉輪進口口環和一個平衡鼓，葉輪進口口環與葉輪的數量相同並一一相對設置，所述平衡鼓設置在主軸中部並位於最上方葉輪頂部。
具體的，葉輪的數量為2-10個。
進一步的，向心球軸承採用油脂潤滑或者稀油潤滑，兩個機械密封採用稀油潤滑。
優選，主軸頂端的軸承採用向心球軸承，主軸底端的軸承採用向心球軸承或圓柱滾子軸承。
本實用新型的煤礦用排沙多級潛水電泵與現有技術相比所產生的有益效果是：
1）本實用新型結構簡單，設計合理，在現有煤礦用排沙多級潛水電泵的結構基礎上，用向心球軸承代替兩個角接觸軸承並安裝在電機密封油室內部或上方，以平衡主軸的多餘軸向力，提高煤礦用排沙多級潛水電泵的使用壽命；同時，在主軸上設置機械密封，以更好的保證電機密封油室的密封性能和冷卻性能，在油脂潤滑或者稀油潤滑的作用下延長機械密封的使用時間；
2）另一方面，本實用新型的主軸上設置了軸向力平衡裝置，軸向力平衡裝置包括多個葉輪進口口環和一個平衡鼓，通過葉輪進口口環平衡鼓的配合，進一步將主軸上剩餘的軸向力減小到向心球軸承能夠承受的範圍內。
附圖說明
附圖1是現有煤礦用排沙多級潛水電泵的結構示意圖一；
附圖2是現有煤礦用排沙多級潛水電泵的結構示意圖二；
附圖3是本實用新型中實施例一的結構示意；
附圖4是本實用新型中實施例二的結構示意。
圖中各標號表示：
1、礦用隔爆型潛水電機，2、多級排沙泵，3、主軸，4、向心球軸承一，
5、向心球軸承二，6、向心球軸承三，7、機械密封二，8、機械密封三，
9、電機密封油室，10、平衡鼓，11、葉輪進口口環，12、葉輪，
13、水泵進口，14、機械密封一，15、軸承密封油室，16、角接觸軸承。
具體實施方式
下面結合附圖3、4，對本實用新型的煤礦用排沙多級潛水電泵作以下詳細說明。
如附圖3所示，本實用新型的一種煤礦用排沙多級潛水電泵，其結構包括主軸3、以及同軸設置的礦用隔爆型潛水電機1和多級排沙泵2。
主軸3的頂端設置有向心球軸承一4，主軸3的底端設置有向心球軸承二5，主軸3中部、礦用隔爆型潛水電機1和多級排沙泵2連接圍成電機密封油室9。
多級排沙泵2包括串聯設置在主軸3的多個葉輪12和用於平衡主軸3軸向力的軸向力平衡裝置，多級排沙泵2的底部具有軸承密封油室15和進水口，上述主軸3底端的軸承位於軸承密封油室15內部，且軸承密封油室15和主軸3的連接間隙內填充有防止外部水進入軸承密封油室15的機械密封一14。
為了更好的平衡主軸3上的軸向力，延長煤礦用排沙多級潛水電泵的使用壽命，在主軸3外側增設向心球軸承三6、機械密封二7和機械密封三8。向心球軸承三6位於電機密封油室9內部並採用油脂潤滑。機械密封二7和機械密封三8位於電機密封油室9內部並相對設置在向心球軸承的上方和下方，機械密封二7和機械密封三8採用稀油潤滑。
軸向力平衡裝置包括6個葉輪進口口環11和一個平衡鼓10，葉輪進口口環11與葉輪12的數量相同並一一相對設置，平衡鼓10設置在主軸3中部並位於最上方葉輪12頂部。
實施例二：
如附圖4所示，本實用新型的一種煤礦用排沙多級潛水電泵，其結構包括主軸3、以及同軸設置的礦用隔爆型潛水電機1和多級排沙泵2。
主軸3的頂端設置有向心球軸承一4，主軸3的底端設置有向心球軸承二5，主軸3中部、礦用隔爆型潛水電機1和多級排沙泵2連接圍成電機密封油室9。
多級排沙泵2包括串聯設置在主軸3的多個葉輪12和用於平衡主軸3軸向力的軸向力平衡裝置，多級排沙泵2的底部具有軸承密封油室15和進水口，上述主軸3底端的軸承位於軸承密封油室15內部，且軸承密封油室15和主軸3的連接間隙內填充有防止外部水進入軸承密封油室15的機械密封一14。
為了更好的平衡主軸3上的軸向力，延長煤礦用排沙多級潛水電泵的使用壽命，在主軸3外側增設向心球軸承三6、機械密封二7和機械密封三8。向心球軸承三6位於電機密封油室9上方並採用稀油潤滑，機械密封二7位於電機密封油室9的內部以防止電機密封油室9與礦用隔爆型潛水電機1進行介質交換，機械密封三8位於電機密封油室9的下方以防止外部水進入電機密封油室9，機械密封二7和機械密封三8採用稀油潤滑。
軸向力平衡裝置包括6個葉輪進口口環11和一個平衡鼓10，葉輪進口口環11與葉輪12的數量相同並一一相對設置，平衡鼓10設置在主軸3中部並位於最上方葉輪12頂部。
將上述兩個實施例的結構與現有煤礦用排沙多級潛水電泵的結構進行對比，現有煤礦用排沙多級潛水電泵的結構可以參考附圖1、2，我們可以知道，本實用新型的煤礦用排沙多級潛水電泵僅用一個向心球軸承三6代替了現有的兩個角接觸軸承16，使煤礦用排沙多級潛水電泵的使用壽命大大提高，這是因為煤礦用排沙多級潛水電泵的軸向力可以通過軸向力平衡裝置的優化設計，即通過葉輪進口口環11平衡鼓10的配合，調整平衡鼓10的直徑與葉輪進口口環11的直徑比例，以將使剩餘軸向力減小到向心球軸承三6能夠承受的範圍內。由於向心球軸承三6比裝到一起的兩個角接觸軸承16承受徑向力的能力更大，極限轉速也更高，所以使用壽命大大提高。
本實用新型還在電機密封油室9上面那個機械密封二7的上、下兩邊都採用稀油潤滑和冷卻，這可以保證這個機械密封二7的壽命大大延長，因為這個機械密封二7的環境溫度比較高，機械密封二7中動環和靜環的高速摩擦需要稀油潤滑和散熱,而現有的電機密封油室9上面那個機械密封二7的上邊都沒有稀油，所以容易損壞。
綜上所述，以上內容僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對本實用新型保護範圍的限制，儘管該具體實施方式部分對本實用新型作了詳細地說明，本領域的普通技術人員應當理解，可以對本實用新型的技術方案進行修改或者等同替換，而不脫離本實用新型技術方案的實質和範圍。