非對稱式葉輪組自身平衡的渣漿泵的製作方法
2023-05-02 08:36:31 1
專利名稱：非對稱式葉輪組自身平衡的渣漿泵的製作方法
技術領域：
本實用新型屬於離心泵，特別是一種適用於遠距離或高揚程排送固液兩相流物料的多級離心式渣漿泵。
目前公開使用的多級離心式渣漿泵的結構，基本上同於《水力採煤與管道輸煤》1986年第二期19頁發表的一種DM360－75型煤泥泵，在運行中需要對該泵的平衡機構注入高壓密封清水，才能維持泵的正常運行，這就需要一整套專供高壓密封清水的輔助設備，使全套設備重量、體積、佔地面積及耗電增大，增加維修工作量；國內普通使用的單級離心式渣漿泵，如國內PH系列泵，揚程低，在遠距離或高揚程泵送物料時，經常採用多臺泵異地或同地串聯運轉，所需泵的數量多，管理不便，維修工作量大，密封供水系統複雜。在國外，如波蘭的DWB型多級煤泥泵，在泵中部設置出水口，其左側低壓區多級葉輪與右側高壓區多級葉輪為背對背對稱布設，該泵左側低壓區末級葉輪的受力狀態如圖5所示，在泵的運行初期該葉輪軸向受力如虛線a，a′，總的軸向力基本平衡；但該泵運行後期，由於零件磨損，葉輪軸向受力如實線b，b′，顯然產生從高壓區向低壓區的不平衡軸向力，使泵尾端推力軸承承受很大拉力，造成壽命縮短。
本實用新型的任務是提供一種取消高壓密封注水機構，低壓區與高壓區非對稱葉輪組合，自身實現平衡的多級離心式渣漿泵。
本實用新型是採用如下方案實現的在泵的中段位置設置一個出水口，其左側低壓區、右側高壓區分別背對背設置與軸固聯的左側低壓葉輪組、右側高壓葉輪組，該兩葉輪組系非對稱結構，在實際設計時，根據所需要的揚程，葉輪數目可以是偶數，如4或6、8、10、12級等，此時左側、右側葉輪數相等，但是左側低壓區末級葉輪後蓋板直徑依級數按一定比例部分保留，其餘削掉；對於奇數，如3或5、7、9、11級等，此時左側低壓區葉輪數比右側高壓區葉輪數少一級。泵的尾部設置推力軸承對。漿液從進水口進入經左側低壓區的葉輪組，逐級升壓流至後段，再經右側高壓區葉輪組繼續逐級升壓至中段出水口排出。在泵的運行初期兩組葉輪所產生的軸向力的合力指向泵的尾部(即右側)，並由推力軸承對承擔 這一推力，自動達到平衡；在泵的運行後期，由於零件磨損，密封間隙增大，此時兩組葉輪所產生的軸向力的合力指向泵的前部(即左側)，推力軸承對承擔這一拉力，自動達到平衡，運行初期的推力與運行後期的拉力大小相等，方向相反，使泵延長使用壽命。
由於該泵取消了對平衡機構注入高壓密封清水，使整個系統結構大為簡化，重量減輕，電耗降低。
以下結合附圖詳細描述本實用新型結構和實施方式。
圖1表示本實用新型正面剖視圖。
圖2表示葉輪級數為偶數時，左側低壓區末級葉輪平面圖。
圖3表示圖2沿A－A剖視圖。
圖4表示葉輪級數為奇數時，左側低壓區與右側高壓區葉輪布設實施例。
圖5表示波蘭的DWB型多級煤泥泵左側低壓區末級葉輪的受力狀態。
圖6表示本實用新型運行初期左側低壓區末級葉輪的受力狀況。
圖7表示本實用新型運行後期左側低壓區末級葉輪受力狀況。
如
圖1表示的非對稱式葉輪組自身平衡的渣漿泵，包括軸1，在軸的前端通過鍵與軸相聯的靠背輪2，軸的前部通過徑向軸承3支撐在左側軸承託架4上，軸的後部通過尾端推力軸承對20支撐在右側軸承託架19上；軸的中部固聯一個中間護軸套12，並相應的套入一個中間密封套11，中間護軸套與中間密封套之間具有適當間隙，中間密封套與出水段22固聯。在出水段左側設置與軸1相固聯的左側低壓區葉輪組8；出水段的右側設置與軸1相固聯的右側高壓區葉輪組14，該兩組的葉輪均呈背對背的布設。泵殼包括與左側軸承託架相固聯的前段(進水段)7、中部出水段22、與右側軸承託架相固聯的後段18、以及出水段兩側布設的左側節段組10、右側節段組13，這些部件均由穿槓24緊固為一體；左側節段組、右側節段組的節段數量與左側低壓區葉輪組、右側高壓區葉輪組的葉輪數量相等，即每個葉輪相對設置一個節段，各節段之間、節段與前段、節段與出水段、節段與後段均由止口密封聯接；每個節段內固聯一個左導葉9或右導葉16。
圖1是布設6級葉輪，即偶數級的一個實施例，為使泵在初期運行產生的軸向力的合力F如圖6指向泵的尾部，後期運行的軸向力的合力F如圖7指向泵的前部，左側低壓區末級葉輪5採用如圖2、圖3表示的結構，該葉輪5的後蓋板保留直徑φD＝K(D2－D)＋D..........................(1)式中φD－後蓋板保留直徑；D2－已知葉輪直徑；D－已知輪轂直徑；K－與偶數級數相關的比例係數。對於
圖1表示的6級葉輪時，K＝0.7；對於偶數至少4級葉輪時，K＝0.9；對於偶數至多12級葉輪時，K＝0.1。圖4表示根據實際揚程要求，需要5級葉輪時的一個實施例，此時左側低壓區布設2級葉輪，右側高壓區布設3級葉輪，即奇數級時，左側低壓區比右側高壓區少一個葉輪。依此，對於奇數至少級葉輪時，左側低壓區布設1級葉輪，右側高壓區布設3級葉輪；對於奇數至多11級葉輪時，左側低壓區布設5級葉輪，右側高壓區布設6級葉輪。
靠背輪2與電機軸相聯，當電機運轉時，帶動軸1、以及與軸相固聯的左側低壓區葉輪組8、右側高壓區葉輪組14旋轉，漿液從前段7進入，經左側低壓區葉輪組的葉輪和導葉逐級增壓，流經換向流道21至後段18時，再經右側高壓區葉輪組的葉輪和導葉逐級增壓，最終從出水段22的出水口排出。其中一部分高壓漿液從右側高壓區末級葉輪15的後部流過，經中間護軸套12與中間密封套11之間的間隙進入左側低壓區末級葉輪5的後部，此時左側低壓區末級葉輪的受力狀況如圖6所示，在泵運行初期無磨損時，軸向合力F指向泵的尾部，推力軸承對20承受該推力F並抵消，使泵自動平衡；在泵的運行後期，由於零件磨損，密封間隙增大，左側低壓區末級葉輪受力狀況如圖7所示，軸向合力F′指向泵的前部，推力軸承對20承受該拉力F′並抵消，使泵自動平衡。在泵的前段、後段分別設置注水管6向水封環25注入常壓清水，用以潤滑和冷卻密封填料26。
權利要求1.一種非對稱式葉輪組自身平衡的渣漿泵，包括軸1，與軸相聯的靠背輪2，軸的前部通過徑向軸承3支撐在左側軸承託架4上，軸的後部支撐在右側軸承託架19上，泵殼包括與左側軸承託架相固聯的前段7、中部出水段22、與右側軸承託架相固聯的後段18，及出水段兩側布設的左側節段組10、右側節段組13所組成，其特徵是在出水段的左側與前段之間、右側與後段之間設置與軸相固聯的非對稱結構的左側低壓區葉輪組8、右側高壓區葉輪組14，在軸的尾端設置用以平衡軸向力的推力軸承對20。
2.按照權利要求1所述的渣漿泵，其特徵是渣漿泵所需葉輪級數為偶數級時，左側低壓區與右側高壓區背對背布設的葉輪數目相等，其中左側低壓區末級葉輪5的後蓋板保留半徑φD＝K(D2－D)＋D式中K是與偶數級數相關的比例係數，對於偶數級至少4級葉輪時K＝0.9，對於偶數級至多12級葉輪時K＝0.1；D2是已知葉輪直徑；D是已知輪轂直徑。
3.按照權利要求1所述的渣漿泵，其特徵是渣漿所需葉輪級數是奇數級時，左側低壓區葉輪比右側高壓區布設的葉輪少一級，對於奇數級葉輪至少3級，左側布設1級，右側布設2級，對於奇數級葉輪至 多11級，左側布設5級，右側布設6級。
專利摘要非對稱式葉輪組自身平衡的渣漿泵，其特徵是在泵的中部出水段兩側設置與軸相聯的非對稱結構的左側低壓區葉輪組、右側高壓區葉輪組。在泵運行初期軸向力指向泵的尾端，運行後期軸向力指向泵的前端，該兩軸向力方向相反，並由尾端推力軸承對承受和抵消，自動達到平衡。該泵取消了平衡機構注入高壓清水，結構大為簡化，重量輕，電耗低，後期雖經磨損，但產生了反向軸向力，推力軸承對更能承受，延長使用壽命。
文檔編號F04D13/00GK2097301SQ9120545
公開日1992年2月26日 申請日期1991年4月5日 優先權日1991年4月5日
發明者崔巍 申請人:煤炭科學研究總院唐山分院