一種多級離心泵軸向力平衡結構的製作方法

2023-12-04 20:11:41

專利名稱：一種多級離心泵軸向力平衡結構的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種多級離心泵軸向力平衡結構。
技術背景軸向力平衡在多級離心泵中是一個很重要的問題，作為泵工作的核心部件-轉子，運轉過程中受此影響很大。主軸工作時，如果承受很大的軸向力，那麼主軸上的轉子將在此軸向力的拉動下軸向串動，與固體零件接觸，造成泵零件的損壞以致不能工作。同時增大了軸承所承受的軸向載荷，甚至會超出軸承最大受力極限，造成軸承非正常磨損，更會在工作中留下很大的安全隱患。因為轉子與軸承的磨損，增加了泵的維修成本以及縮短泵的正常生產周期。造成不必要的經濟損失與資源浪費。因而，減小主軸的軸向力或者消除軸向力，是泵安全高效工作的必要保證，如今許多泵製造企業都在致力於減小軸向力的研究，讓泵平穩、安全、長時間、低損耗的工作，是今後泵的重要研發目標。
發明內容本實用新型的目的是設計一種多級離心泵軸向力平衡結構，解決多級離心泵工作過程中軸向力的平衡問題，簡化泵的結構，減小製造成本和安裝、維修周期。本實用新型的技術解決方案是一種多級離心泵軸向力平衡結構，包括葉輪，密封口環；所述葉輪包括高壓葉輪I、低壓葉輪2，所述密封口環包括高壓葉輪前密封口環3、高壓葉輪後密封口環4，低壓葉輪前密封口環5，低壓葉輪後密封口環6，其特殊之處在於還包括分別設置在低壓葉輪和高壓葉輪根部且貫通葉輪前後的多個均布的平衡孔8。上述低壓葉輪2和低壓葉輪前密封口環5及低壓葉輪後密封口環6採用小間隙配
八
口 o上述高壓葉輪I和高壓葉輪前密封口環3及高壓葉輪後密封口環4釆用小間隙配
口 O上述高壓葉輪I與低壓葉輪2沿軸向背靠背布置。還包括設置在主軸上高壓葉輪軸伸端的推力軸承7。本實用新型具有的優點是I、本實用新型軸向力平衡結構，與傳統多級泵平衡裝置-平衡盤、平衡鼓相比，能夠更大的消除軸向力，同時減小泵在工作過程中工作介質的洩露，提高了容積效率，使泵的工作性能以及泵零件的使用壽命，軸承與轉子安全係數大幅度提高，從而使泵的運行更加平穩、安全，可靠，高效。2、本實用新型簡化了泵的結構，依靠工作轉子自身、推力軸承以及其相對布局就能減小以致完全消除軸向力，不需要再增加專門平衡軸向力的裝置-平衡盤、平衡鼓等，使泵的整體結構更加緊湊、簡單，降低泵製造成本，減少泵在安裝、維修的過程與周期。


[0014]圖I是本實用新型的結構示意圖；圖2是圖I中低壓葉輪部件的結構示意圖；圖3是圖I中高壓葉輪部件的結構示意圖；圖4是圖I中推力軸承結構示意圖；其中1-高壓葉輪，2-低壓葉輪，3-高壓葉輪前密封口環，4-高壓葉輪後密封口環，5-低壓葉輪前密封口環，6-低壓葉輪後密封口環，7-推力軸承，8-平衡孔。
具體實施方式
如圖I至圖3所示，本實用新型包括葉輪、密封口環、設置在葉輪根部且貫通葉輪前後的多個均布的平衡孔8和推力軸承；葉輪包括高壓葉輪I、低壓葉輪2，密封口環包括高壓葉輪前密封口環3、高壓葉輪後密封口環4，低壓葉輪前密封口環5，低壓葉輪後密封口環
6;低壓葉輪2和低壓葉輪前密封口環5及低壓葉輪後密封口環6採用小間隙配合；高壓葉輪I和高壓葉輪前密封口環3及高壓葉輪後密封口環4採用小間隙配合；高壓葉輪I與低壓葉輪2沿軸向背靠背布置。高壓葉輪平衡結構由高壓葉輪I、高壓葉輪前密封口環3、高壓葉輪後密封口環4組成，三者配合在一起再通過高壓葉輪上的平衡孔就能夠平衡高壓葉輪自身工作時產生的軸向力；低壓葉輪平衡結構由低壓葉輪2、低壓葉輪前密封口 5、低壓葉輪後密封口環6組成，三者配合在一起再通過低壓葉輪上的平衡孔就能平衡低壓葉輪自身工作時產生的軸向力。具體來說，依靠後密封口環以及平衡孔的洩流，使從葉輪出口洩漏到後蓋板間隙中的高壓介質經密封口環，平衡孔與葉輪進口低壓介質相通，使前蓋板、葉輪進口側壓力分布與後蓋板側壓力分布接近或者一致。通過水力計算合理設計每個部件的結構尺寸，使兩側的壓力分布相同，這樣其軸向力就可自我平衡，同時設計時需要儘量保證殘餘軸向力數值之間相等或者接近，使殘餘軸向力能夠在整體布局平衡中能夠儘可能的抵消或者減小，然後通過推力軸承將最終殘餘的軸向力完全抵消，使泵能夠在無需外加平衡裝置的情況下就能消除軸向力。本實用新型通過該種系統設計及計算，提高了轉子臨界轉速以及推力軸承的使用壽命和系統安全係數，更重要的簡化了泵的結構提高了泵的性能，通常多級離心泵是利用平衡盤或者平衡鼓來平衡軸向力，不僅增加了泵的結構與製造成本，而且造成流體洩露，減小了泵運行效率，增大了泵組體積和重量以及噪聲等。實驗驗證本方案對於多級離心泵軸向力平衡起到了很好的效果，同時了保證了離心泵組的水力性能。此結構可以很好的消除軸向力，與以往平衡裝置相比，不僅高效，而且製造簡單，方便，是多級泵軸向力平衡發展又一重大進步。
權利要求1.一種多級離心泵軸向力平衡結構，包括葉輪，密封口環；所述葉輪包括高壓葉輪(I)、低壓葉輪(2)，所述密封口環包括高壓葉輪前密封口環(3)、高壓葉輪後密封口環(4)，低壓葉輪前密封口環(5)，低壓葉輪後密封口環￠)，其特徵在於還包括分別設置在低壓葉輪和高壓葉輪根部且貫通葉輪前後的多個均布的平衡孔(8)。
2.根據權利要求I所述的多級離心泵軸向力平衡結構，其特徵在於低壓葉輪(2)和低壓葉輪前密封口環(5)及低壓葉輪後密封口環(6)採用小間隙配合。
3.根據權利要求I所述的多級離心泵軸向力平衡結構，其特徵在於高壓葉輪(I)和高壓葉輪前密封口環(3)及高壓葉輪後密封口環(4)採用小間隙配合。
4.根據權利要求I或2或3所述的多級離心泵軸向力平衡結構，其特徵在於所述高壓葉輪(I)與低壓葉輪(2)沿軸向背靠背布置。
5.根據權利要求4所述的多級離心泵軸向力平衡結構，其特徵在於還包括設置在主 軸上高壓葉輪軸伸端的推力軸承(7)。
專利摘要本實用新型涉及一種多級離心泵軸向力平衡結構，包括葉輪、密封口環，葉輪包括高壓葉輪、低壓葉輪，密封口環包括高壓葉輪前密封口環、高壓葉輪後密封口環，低壓葉輪前密封口環，低壓葉輪後密封口環，還包括分別設置在低壓葉輪和高壓葉輪根部且貫通葉輪前後的多個均布的平衡孔。本實用新型解決了多級離心泵工作過程中軸向力的平衡問題，簡化了泵的結構，減小製造成本和安裝、維修周期。
文檔編號F04D29/041GK202418010SQ20112053575
公開日2012年9月5日 申請日期2011年12月14日 優先權日2011年12月14日
發明者劉曉洪, 呂秋潔, 席建廠, 張發傑, 朱保民, 杜軍偉, 王明星, 盛濤, 馬玉琴 申請人:陝西航天動力高科技股份有限公司