差壓活塞式軸向力平衡裝置的製作方法
2023-05-23 22:10:46 3
專利名稱：差壓活塞式軸向力平衡裝置的製作方法
技術領域：
本發明屬於水泵設計技術領域，具體涉及一種深井潛水泵的差壓活塞式軸向力平衡裝置。
在設計高揚程潛水泵時，泵軸向力的平衡一直是設計者難以解決的關鍵問題，傳統的軸向力平衡裝置有平衡盤、平衡鼓、平衡孔以及在電機上設置止推軸承等方法，這些方法存在著洩漏量大，影響泵的工作效率，當輸送的介質中泥沙含量較大時，會加速平衡件的磨損，導致零件短期損壞，使泵無法工作等缺點。中國專利公布了一種申請號為CN86102781A的軸向力平衡裝置，這種結構形式是將多個推力盤和多個止推軸承裝在水泵和電機之間，但在多級泵軸向力作用下，使細長的水泵軸處於壓杆狀態，同軸度不能保證，導致葉輪口環和導殼密封環磨損嚴重，平衡孔將失去作用，軸向力將加大，縮短泵和潛水電機的壽命。另外，本發明人的中國專利CN87211882也屬一種軸向力平衡裝置，但只適用於高揚程礦用潛水泵。
本發明克服現有技術存在的不足之處而提供了一種密封性好，抗泥沙、無洩漏，適應性廣的差壓活塞式軸向力平衡裝置。
本發明是這樣實現的，差壓活塞式軸向力平衡裝置裝在泵的出口處，由缸體、活塞、密封件和設在缸體內的若干組平衡部件組成，活塞裝在缸體內腔的分隔段的下端，支承筋上開有一個連通分隔段上部的低壓腔，與缸體外部相通的通孔，分隔段的上部安裝螺塞。在缸體內腔設有分隔段，其作用是與活塞密封體將缸體分成低壓腔和高壓腔，當水泵工作時，活塞密封體上、下之間產生壓力差，使活塞產生向上的平衡力，通過設在活塞內部的耐磨軸承元件使泵軸產生向上的拉力，從而達到了平衡軸向力的目的。
本發明所述的平衡裝置的活塞由活塞密封體，活塞導向體、密封件，注水螺栓、軸封裝置和裝在泵軸上的若干組耐磨軸承元件及調心體等組成，活塞密封體的公稱外徑D與缸體分隔段為間隙配合，用密封件3密封，活塞密封體頂部設有注水螺孔，中部設有防轉筋，並與缸體嚙合，下部與活塞導向體連接，活塞導向體外圓周開有若干個軸向通槽，活塞導向體外徑與缸體內腔為間隙配合，其下部裝有軸封裝置，該裝置的活塞密封體與缸體分隔段的配合直徑D(單位mm)是本發明的關鍵尺寸，當泵的額定揚程H(單位m)所需要的向上平衡力F(單位N)確定後，直徑D可用下式求出D=11.4F1/H(mm)]]>，活塞密封體中部的防轉筋與缸體嚙合，下部與活塞導向體連接，使差壓密封處無旋轉運動，具有良好的密封性、抗泥沙、無洩漏;活塞導向體外圓周開有若干個軸向通槽，使高壓水從通槽進入活塞導向體的上部，以保證活塞導向體下部壓力和上部的壓力相等，活塞導向體的下部裝有軸封裝置，使活塞內液體保持潔淨。
本發明裝在泵軸上的每組耐磨軸承元件包括推力盤、耐磨軸承、耐磨軸承座調心體等，推力盤固定在泵軸9的末端，耐磨軸承固定在耐磨軸承座上，耐磨軸承座下部的凹形球面與調心體上部的凸起環形圓面嚙合固定，這樣可使耐磨軸承與推力盤磨合面充分接觸。當水泵工作時，活塞密封體上下之間有壓力差，使活塞產生向上的平衡力，在該力的作用下，活塞密封體和活塞導向體向上移動，帶動調心體也移動，調心體推動耐磨軸承座向上，這時若干組耐磨軸承，將平衡力傳遞到固定在泵軸上的推力盤上，達到軸向力的平衡。
本發明裝在泵軸上的若干組耐磨軸承元件，其中間的某個調心體的下部應裝有一個下耐磨軸承，下耐磨軸承與其下方的推力盤留有0.5-1.0mm的間隙，其目的為避免水泵軸瞬時上竄時，推力盤上部與調心體下部直接摩擦。若干個調心體疊裝在活塞導向體中，用活塞密封體下部的螺紋緊固。若干組耐磨軸承元件安裝在泵軸上的組數n可根據F1的大小及單個耐磨軸承的承載能力來確定。F1大，則n越多，如F1小則n越少。
圖1為差壓活塞式軸向力平衡裝置安裝結構剖面圖。
標號說明1、螺塞 2、活塞密封體 3、密封圈 4、低壓腔 5、缸體 6、缸體分隔段 7、鎖緊螺母 8、鎖緊墊片 9、密封圈 10、活塞導向體 11、推力盤 12、軸套 13、調心體 14、下耐磨軸承 15、鍵 16、耐磨軸承 17、耐磨軸承座 18、軸封裝置 19、泵軸 20、軸向通槽 21、支承筋 22、防轉筋 23、通孔 24、密封墊 25、注水螺栓 26、防轉螺栓結合附圖對實施例做進一步的詳述，差壓活塞式軸向力平衡裝置，由缸體5、缸體分隔段6、活塞導向體10、活塞密封體2、調心體13、泵軸19、推力盤11、耐磨軸承與耐磨軸承座16、17等組成，裝在泵的末級出口處，活塞裝在缸體5內腔的缸體分隔段6的下部，活塞由活塞密封體2、活塞導向體10、密封件3、9、24、注水螺栓25、軸封裝置18和裝在泵軸19上的若干組耐磨軸承元件及調心體組成，缸體5的支承筋21上開有一個連通分隔段6上部的低壓腔4和與缸體5外部相通的通孔23，分隔段6的上部還裝有螺塞1，若干個推力盤11用鍵15、軸套12、鎖緊螺母7和銷緊墊片8固定在泵軸19上。推力盤11分別座落在若干個耐磨軸承16上，耐磨軸承16用螺釘緊固在耐磨軸承座17上，並一同座落在調心體13上，固定在耐磨軸承座17上的防轉螺栓26放在調心體13的孔中，防止耐磨軸承座轉動。在裝配若干組耐磨軸承元件時，其中間的某個調心體13的下部應裝一個下耐磨軸承14，與其下方的推力盤留有0.5-1.0毫米的間隙。調心體13被固定在由活塞密封體2和活塞導向體10之間，活塞導體向10的外圓周開有若干個軸向通槽20，並與缸體5內腔為間隙配合，下端裝有軸封裝置18，上端的活塞密封體2頂部設有注水螺栓25，中部設有防轉筋22，並與缸體5嚙合，活塞密封體2的上部為低壓腔4;下部為高壓腔，缸體分隔段6與活塞密封體2的D為間隙配合，兩者間裝有密封件3，當水泵工作時，活塞密封體2上、下之間產生壓力差，使活塞產生向上的平衡力，通過設在活塞內部的耐磨軸承元件使泵軸19產生向上的拉力，從而平衡泵轉子產生的軸向力。
本發明與現有技術相比具有以下優點1、在深井潛水泵上採用差壓活塞式平衡裝置，根據受力分析，得知所需的平衡力後，可以通過確定活塞密封件頂部的面積而獲得。
2、泵軸處於受拉狀態，能夠保證泵的同軸度。
3、耐磨軸承元件安裝在密閉的活塞腔中，腔中液體不流動，使耐磨軸承元件工作狀態良好。
4、差壓密封處無旋轉運動，只在泵開始和停止工作時有微量的上、下竄動，密封性能好、抗泥沙、無洩漏，便於推廣使用。
權利要求
1.一種差壓活塞式軸向力平衡裝置，包括缸體、活塞、密封件和設在缸體內的平衡部件，其特徵是差壓活塞式軸向力平衡裝置裝在水泵的末級出口處，活塞裝在缸體5內腔的分隔段6的下部，缸體5的支承筋21上開有一個連通分隔段6上部的低壓腔4和與缸體5外部相通的通孔23，分隔段6的上部還裝有螺塞1。
2.根據權利要求1所述的平衡裝置，其特徵在於平衡裝置的活塞由活塞密封體2、活塞導向體10、密封件3、9、24、注水螺栓25、軸封裝置18，和裝在泵軸19上的若干組耐磨軸承元件組成活塞密封體2的公稱外徑D與缸體分隔段6為間隙配合，並裝有密封件3，活塞密封體2頂部設有注水螺孔25，中部設有防轉筋22，並與缸體5嚙合，下部與活塞導向體10相聯，活塞導向體10外圓周開有若干個軸向通槽20，並與缸體5內腔為間隙配合，其下部裝有軸封裝置18。
3.根據權利要求1、2所述的平衡裝置，其特徵在於每組耐磨軸承元件包括推力盤11、耐磨軸承16、耐磨軸承座17、調心體13等，推力盤11固定在泵軸19的末端，耐磨軸承16固定在耐磨軸承座17上，耐磨軸承座17下部的凹形球面與調心體13上部的凸起環形圓面嚙合固定。
4.根據權利要求3所述的平衡裝置，其特徵在於裝在泵軸19上的若干組耐磨軸承元件，其中間的某個調心體13的下部應裝一個下耐磨軸承14，下耐磨軸承14與其下方的推力盤留有0.5-1.0mm的間隙，若干個調心體13疊裝在活塞導向體10中，用活塞密封體2下部的螺紋緊固。
全文摘要
一種適用於深井潛水泵的差壓活塞式軸向力平衡裝置。其特徵是平衡裝置設在水泵的末級出口處。由缸體、活塞和設在活塞內腔的若干組耐磨軸承元件組成。活塞導向體與缸體中的分隔段將缸體分成高壓腔和低壓腔。水泵工作時，利用活塞上下之間的壓力差，通過設在活塞內腔的耐磨軸承元件，使活塞產生向上的平衡力，解決了深井潛水泵的平衡問題。與同類裝置相比，具有無洩漏、防泥沙、抗磨損、壽命長，提高泵效率等優點。
文檔編號F04D29/64GK1056557SQ9110326
公開日1991年11月27日 申請日期1991年5月15日 優先權日1991年5月15日
發明者朱有喜, 王 鋒 申請人:山西省通利水泵技工貿聯合服務部