CN104251215A - 一种异步传动多级离心泵 - Google Patents

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Abstract

一种异步传动多级离心泵属于离心泵技术领域，具体涉及异步传动多级离心泵。本发明提供一种不改变离心泵级数，大幅度降低汽蚀余量，并保证扬程的卧式异步传动多级离心泵。本发明包括首级泵体，首级泵体内通过首级轴设置有双吸式叶轮，其特征在于：首级泵体的出水端通过水管同多级泵体的进水端相连；所述多级泵体内通过多级轴设置有多级叶轮；所述多级轴同首级轴之间通过变速箱相连。

Description

一种异步传动多级离心泵
技术领域
本发明属于离心泵技术领域，具体涉及异步传动多级离心泵。
背景技术
为了实现高扬程输出，大部分采用多级离心泵实现。传统多级离心泵是由多级叶轮逐级安装在一根轴上，扬程累加，从而获得高扬程。在石油化工行业的某些装置中，对泵的要求苛刻，不仅要求高扬程，还要求特别低的汽蚀余量、高效节能、无泄漏等等。为了实现低汽蚀余量，传统做法是：1. 选用首级双吸式叶轮。
2.在首级叶轮的吸入端增设诱导轮。
3.采用立式多级泵，将泵的首级叶轮设置在位置低下的泵坑内。
4. 降低多级泵的转速。
传统泵单一地采用首级双吸式叶轮或者诱导轮对降低泵的汽蚀余量效果有限，能降低的幅度有限。同时，在实际的某些工程装置中，由于安装位置、土建基础限制，不允许采用立式泵。通过降低多级泵的转速来降低汽蚀余量，由公式                                               得知，转速下降，扬程会以2次方的倍数大幅度下降，造成泵的级数过多，浪费成本，转速下降时，效率也下降。
发明内容
本发明就是针对上述问题，提供一种不改变离心泵级数，大幅度降低汽蚀余量，并保证扬程的卧式异步传动多级离心泵。
为实现本发明的上述目的，本发明采用如下技术方案。本发明包括首级泵体，首级泵体内通过首级轴设置有双吸式叶轮，其特征在于：首级泵体的出水端通过水管同多级泵体的进水端相连；所述多级泵体内通过多级轴设置有多级叶轮；所述多级轴同首级轴之间通过变速箱相连。
作为本发明的一种优选方案，所述首级轴同变速箱转速低的一端相连；所述多级轴同变速箱转速高的一端相连。
作为本发明的另一种优选方案，所述首级轴的一端和多级轴两端均设置有磁力联轴器；所述首级轴和多级轴通过磁力联轴器同所述变速箱相连。
进一步的优选方案，所述磁力联轴器包括设置于首级轴一端和多级轴两端的内磁套，以及同内磁套配合的外磁套；首级轴上的外磁套和多级轴一端的外磁套同变速箱相连；所述首级轴的两端同首级泵体之间设置有非金属轴承；所述首级泵体上相应于变速箱的一端设置有止推套环，止推套环与首级轴上的非金属轴承的端面相配合；止推套环上设置有隔离内磁套与外磁套的密封盖；所述多级轴的两端同首级轴具有磁力联轴器的一端结构相同；首级轴另一端的非金属轴承与首级轴之间设置有轴套，轴套端面通过首级轴上的锁紧螺母设置有止推盘；首级泵体上相应于首级轴设置有轴盖，轴盖内相应于止推盘设置有止推轴承。
更进一步的优选方案，所述轴盖和止推套环上设置有连通非金属轴承的冲洗嘴。
更进一步的优选方案，所述冲洗嘴通过冲洗管同首级泵体或多级泵体内部连通。
本发明的有益效果：1、本发明通过设置变速箱，使首级双吸式叶轮转动速度降低，并提高多级叶轮的转速，从而达到了保证泵的总级数不变，汽蚀余量比原双吸式叶轮结构大幅度降低的目的。
2、本发明将变速箱通过磁力联轴器同首级轴和多级轴相连；减少了变速箱与首级轴和多级轴之间的密封结构，减少泄漏点，提高密封效果。
3、采用非金属轴承结构，不需要滚动轴承、止推球轴承或滑动轴瓦、推力瓦块轴承，不需要润滑脂或润滑油。只有齿轮箱需要润滑油或润滑脂，减少污染，特别适用于清洁液体输送。
4、采用无密封结构，保证无泄漏或极微小泄漏，特别适用于石油化工行业输送易燃、易爆、易挥发、有毒及贵重液体。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1的A部放大图。
图3是图1的B部放大图。
附图中1为冲洗管、2为首级泵体、3为双吸口环、4为双吸式叶轮、5为首级轴、6为磁力联轴器、7为变速箱、8为大齿轮、9为小齿轮、10为多级轴、11为多级叶轮、12为多级泵体、13为平衡室、14为轴盖、15为止推轴承、16为锁紧螺母、17为止推盘、18为冲洗嘴、19为非金属轴承、20为轴套、21为止推套环、22为密封盖、23为内磁套、24为外磁套、25为水管。
具体实施方式
本发明包括首级泵体2，首级泵体2内通过首级轴5设置有双吸式叶轮4，其特征在于：首级泵体2的出水端通过水管25同多级泵体12的进水端相连；所述多级泵体12内通过多级轴10设置有多级叶轮11；所述多级轴10同首级轴5之间通过变速箱7相连。
作为本发明的一种优选方案，所述首级轴5同变速箱7转速低的一端相连；所述多级轴10同变速箱7转速高的一端相连。
作为本发明的另一种优选方案，所述首级轴5的一端和多级轴10两端均设置有磁力联轴器6；所述首级轴5和多级轴10通过磁力联轴器6同所述变速箱7相连。
进一步的优选方案，所述磁力联轴器6包括设置于首级轴5一端和多级轴10两端的内磁套23，以及同内磁套23配合的外磁套24；首级轴5上的外磁套24和多级轴10一端的外磁套24同变速箱7相连；所述首级轴5的两端同首级泵体2之间设置有非金属轴承19；所述首级泵体2上相应于变速箱7的一端设置有止推套环21，止推套环21与首级轴5上的非金属轴承19的端面相配合；止推套环21上设置有隔离内磁套23与外磁套24的密封盖22；所述多级轴10的两端同首级轴5具有磁力联轴器6的一端结构相同；首级轴5另一端的非金属轴承19与首级轴5之间设置有轴套20，轴套20端面通过首级轴5上的锁紧螺母16设置有止推盘17；首级泵体2上相应于首级轴5设置有轴盖14，轴盖14内相应于止推盘17设置有止推轴承15。
更进一步的优选方案，所述轴盖14和止推套环21上设置有连通非金属轴承19的冲洗嘴18。
更进一步的优选方案，所述冲洗嘴18通过冲洗管1同首级泵体2或多级泵体12内部连通。
双吸式叶轮4的两侧设有双吸口环3；防止液体回流。
所述多级泵体12上设置有多级叶轮11的平衡室13；所述多级轴10一端的非金属轴承19设置于平衡室13与多级轴10之间；所述止推套环21设置于平衡室13的上。
所述变速箱7内设置有与多级轴10相连的小齿轮9和与首级轴5相连的大齿轮8；大齿轮8的的周长是小齿轮9周长的二倍。
所述非金属轴承19采用工程塑料。
根据汽蚀比转速公式，单吸泵，双吸泵得知，当NPSHr和Q值一定时，只有降低转速n才可以获得较小的C值。为了保证当降低转速n时，泵的级数不增加过多，本发明将首级双吸式叶轮4设计为低转速，单独用一根轴支撑转动；其余的多级叶轮11用另一根轴支撑高速转动。
经试验，本发明将多级轴10和首级轴5之间用固定传动比（2：1）的变速箱7连接。驱动力输入端，设置在泵出口高压侧。多级叶轮11的轴转速设计为2980r/min，通过齿轮箱变速，传动至首级双吸式叶轮4转速变为1490r/min。考虑水力损失因素，实践证明，当转速下降一半后，泵的汽蚀余量约为原转速的0.3～0.4，保证泵的汽蚀余量大幅度降低。
首级双吸式叶轮4转速降低后，扬程为原转速的25%。由于其余的多级叶轮11为高转速，即可补偿首级双吸式叶轮4因降低转速损失的75%扬程，保证泵的总级数不变。
两根轴之间采用固定传动比（2：1）的齿轮箱连接，为了缩短泵的全长，弥补因增加齿轮箱导致泵的长度增加，首级双吸式叶轮4的轴采用非金属轴承19、无密封结构，内置输送介质自润滑止推环和轴盖14。其余多级叶轮11的轴也采用无金属轴承、无密封结构，多级叶轮11的轴向力由平衡盘平衡。
本发明使用时，电动机（未图示）转速为2980r/min，通过多级轴10右端的磁力联轴器6（驱动力输入端）驱动多级轴10、多级叶轮11旋转，由多级轴10左端的磁力联轴器6（多级叶轮11输出端）将扭矩传至变速箱7，变速至1490r/min，由磁力联轴器6（双吸叶轮输入端）驱动首级轴5和首级双吸式叶轮4旋转。液体由首级双吸式叶轮4的两侧被吸入，首级双吸式叶轮4的两侧设有双吸口环3防止液体回流。液体经首级双吸式叶轮4进入压力区，由首级泵体2的出水端进入水管25，再进入多级泵体12，由多级泵体12输出高压液体，满足工程需求。多级叶轮11平衡部件的泄压回水由平衡室13接至泵的低压区。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种异步传动多级离心泵，包括首级泵体（2），首级泵体（2）内通过首级轴（5）设置有双吸式叶轮（4），其特征在于：首级泵体（2）的出水端通过水管（25）同多级泵体（12）的进水端相连；所述多级泵体（12）内通过多级轴（10）设置有多级叶轮（11）；所述多级轴（10）同首级轴（5）之间通过变速箱（7）相连。
2.根据权利要求1所述的一种异步传动多级离心泵，其特征在于：所述首级轴（5）同变速箱（7）转速低的一端相连；所述多级轴（10）同变速箱（7）转速高的一端相连。
3.根据权利要求1所述的一种异步传动多级离心泵，其特征在于：所述首级轴（5）的一端和多级轴（10）两端均设置有磁力联轴器（6）；所述首级轴（5）和多级轴（10）通过磁力联轴器（6）同所述变速箱（7）相连。
4.根据权利要求1所述的一种异步传动多级离心泵，其特征在于：所述磁力联轴器（6）包括设置于首级轴（5）一端和多级轴（10）两端的内磁套（23），以及同内磁套（23）配合的外磁套（24）；首级轴（5）上的外磁套（24）和多级轴（10）一端的外磁套（24）同变速箱（7）相连；所述首级轴（5）的两端同首级泵体（2）之间设置有非金属轴承（19）；所述首级泵体（2）上相应于变速箱（7）的一端设置有止推套环（21），止推套环（21）与首级轴（5）上的非金属轴承（19）的端面相配合；止推套环（21）上设置有隔离内磁套（23）与外磁套（24）的密封盖（22）；所述多级轴（10）的两端同首级轴（5）具有磁力联轴器（6）的一端结构相同；首级轴（5）另一端的非金属轴承（19）与首级轴（5）之间设置有轴套（20），轴套（20）端面通过首级轴（5）上的锁紧螺母（16）设置有止推盘（17）；首级泵体（2）上相应于首级轴（5）设置有轴盖（14），轴盖（14）内相应于止推盘（17）设置有止推轴承（15）。
5.根据权利要求1所述的一种异步传动多级离心泵，其特征在于：所述轴盖（14）和止推套环（21）上设置有连通非金属轴承（19）的冲洗嘴（18）。
6.根据权利要求1所述的一种异步传动多级离心泵，其特征在于：所述冲洗嘴（18）通过冲洗管（1）同首级泵体（2）或多级泵体（12）内部连通。
7.根据权利要求1所述的一种异步传动多级离心泵，其特征在于：双吸式叶轮（4）的两侧设有双吸口环（3）。
8.根据权利要求1所述的一种异步传动多级离心泵，其特征在于：所述多级泵体（12）上设置有多级叶轮（11）的平衡室（13）；所述多级轴（10）一端的非金属轴承（19）设置于平衡室（13）与多级轴（10）之间；所述止推套环（21）设置于平衡室（13）的上。
9.根据权利要求1所述的一种异步传动多级离心泵，其特征在于：所述变速箱（7）内设置有与多级轴（10）相连的小齿轮（9）和与首级轴（5）相连的大齿轮（8）；大齿轮（8）的的周长是小齿轮（9）周长的二倍。
10.根据权利要求1所述的一种异步传动多级离心泵，其特征在于：所述非金属轴承（19）采用工程塑料。
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