CN106122030A

CN106122030A - 一种设计扬程可变式卧式多级泵

Info

Publication number: CN106122030A
Application number: CN201610476391.3A
Authority: CN
Inventors: 何小可; 宋小勇; 徐启
Original assignee: North China University of Water Resources and Electric Power
Current assignee: North China University of Water Resources and Electric Power
Priority date: 2016-06-27
Filing date: 2016-06-27
Publication date: 2016-11-16

Abstract

本发明公开了一种设计扬程可变式卧式多级泵，包括泵体，泵体包括依次相连通的进水段、出水段、设在进水段和出水段之间的多个中段和尾盖组成，吸入段设有吸入口，泵出段设有吐出口，吸入口和吐出口均朝上设置，多段式泵体内腔中的泵轴上安装有多个叶轮，叶轮包括安装在靠近进水段的泵轴上的首级叶轮，和首级叶轮后面的若干次级叶轮，泵体的出水段一侧设置有平衡装置，每个中段内部均设有一个叶轮，泵体中段的段数可变，泵轴上预留多个叶轮安装位置，后一级叶轮的外径大于前一级叶轮的叶轮外径，而后一级叶轮的轮毂直径等于前一级叶轮的轮毂直径。本发明各级叶轮的设计流量相同，设计扬程不同，保证各级叶轮可以同时处于最佳工况，提高了效率。

Description

一种设计扬程可变式卧式多级泵

技术领域

本发明属于流体泵技术领域，具体涉及一种设计扬程可变式卧式多级泵。

背景技术

卧式多级离心泵具有性能范围广、噪音低、寿命长、安装维修方便等特点，供输送清水或物理化学性质类似于水的其它液体，主要适用于城市高层建筑给排水及消防用水、电厂、工厂、矿山给排水、远距离输水、生产工艺循环中用水、暖通空调循环、生活用水等多种用途。

但是现有的卧式多级离心泵吸入性能较差，轴向力较大，同时常规的多级离心泵各级叶轮流量扬程等参数一致，但是由于各级流速不同造成的流动损失不同，导致各级叶轮并不能同时处于最佳工况点，进而效率降低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有的卧式多级离心泵吸入性能较差，轴向力较大，同时常规的多级离心泵各级叶轮流量扬程等参数一致，但是由于各级流速不同造成的流动损失不同，导致各级叶轮并不能同时处于最佳工况点，进而效率降低，为解决上述问题，本发明提供一种设计扬程可变式卧式多级泵。

本发明的目的是以下述方式实现的：

一种设计扬程可变式卧式多级泵，包括泵体，泵体内安装有泵轴，泵轴的两端分别安装在进水端轴承和出水端轴承上，泵轴与电机输出轴连接端安装有联轴器，泵体包括依次相连通的进水段、出水段、设在进水段和出水段之间的多个中段和尾盖组成，泵轴穿设于进水段、中段、出水段和尾盖内，吸入段设有吸入口，泵出段设有吐出口，吸入口和吐出口均朝上设置，多段式泵体内腔中的泵轴上安装有多个叶轮，叶轮包括安装在靠近进水段的泵轴上的首级叶轮，和首级叶轮后面的若干次级叶轮，泵体的出水段一侧设置有平衡装置，每个中段内部均设有一个叶轮，泵体中段的段数可变，泵轴上预留多个叶轮安装位置，后一级叶轮的外径大于前一级叶轮的叶轮外径，而后一级叶轮的轮毂直径等于前一级叶轮的轮毂直径。

所述进水段内靠近首级叶轮的泵轴上安装有诱导轮。

所述诱导轮采用边螺距形式的叶片，长短叶片间隔设置，诱导轮出口处的螺距为诱导轮进口处螺距的1.52-1.87倍。

所述平衡装置包括平衡盘、平衡板、平衡盘衬环、平衡套以及平衡水管，平衡盘安装在出水段的泵轴上，平衡板安装在出水段上，平衡盘衬环安装在平衡盘和平衡板之间，平衡套安装在出水段的内圈上，平衡水管安装在泵体外侧，连接进水段和出水段。

所述平衡盘衬环与平衡盘和平衡板的接触面被堆焊两层RCoCr硬质合金层，RCoCr硬质合金层厚度为3.5-5.5mm。

每个叶轮靠近出水段一侧均设有导叶，导叶固定在泵轴上，后一级导叶的外径与前一级导叶外径的比值A等于紧邻该后一级导叶的叶轮外径与该前一级导叶的叶轮外径的比值B。

还包括进水端轴承测温报警装置，其温度传感器位于滑动轴承体内或对应进水端轴承的轴承压盖内。

在泵的首级叶轮前端加装一个诱导轮，类似于增加一个轴流叶轮，工作时随泵轴一起转动，诱导轮对流经此处的流体做功，使其增压后进入首级叶轮，降低了必需汽蚀余量，提高了泵的抗汽蚀性能，降低离心泵因汽蚀导致的故障发生率；同时通过对液体产生的预漩，降低流体的阻塞，提高泵的效率。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：各级叶轮的设计流量相同，设计扬程不同，保证各级叶轮可以同时处于最佳工况，提高了效率；结构简单，容易制造与维修，极大地提高了叶片的密封性能和使用寿命，加大轴承使用寿命，降低工作噪声，稳固机械底座，安全高效。通过设置平衡装置，减小轴向力，提高了离心泵的吸入性能。

附图说明

图1是本发明的剖视图。

其中，1是泵轴；2是联轴器；3是轴套螺母；4是进水端轴承；5是定位锁紧装置；6是滑动轴承体；7是顶紧螺栓；8是轴承体定位套；9是冷却管；10是冲洗管；11是进水段；12是排气阀；13是中段；14是叶轮；15是导叶；16是出水段；17是平衡装置；1701是平衡水管；1702是平衡盘；1703是平衡盘衬环；1704是平衡板；1705是平衡套；18是尾盖；19是机械密封；20是轴承架；21是外压盖；22是出水端轴承；23是轴承挡套；24是机械密封压盖；25是机械密封套；26是穿杠；27是放水丝堵；28是进水端轴承测温报警装置；29是冷却水道；30是轴承压盖。

具体实施方式

如附图1所示，一种设计扬程可变式卧式多级泵，包括泵体，泵体内安装有泵轴1，泵轴1的两端分别安装在进水端轴承4和出水端轴承22上，泵轴1与电机输出轴连接端安装有联轴器2，泵体包括依次相连通的进水段11、出水段16、设在进水段11和出水段16之间的多个中段13和尾盖18组成，泵轴1穿设于进水段11、中段13、出水段16和尾盖18内，进水段11设有吸入口，出水段16设有吐出口，吸入口和吐出口均朝上设置，多段式泵体内腔中的泵轴1上安装有多个叶轮14，叶轮14包括安装在靠近进水段11的泵轴1上的首级叶轮，和首级叶轮后面的若干次级叶轮，泵体的出水段16一侧设置有平衡装置17，每个中段内部均设有一个叶轮14，泵体中段13的段数可变，泵轴1上预留多个叶轮安装位置，后一级叶轮的外径大于前一级叶轮的叶轮外径，而后一级叶轮的轮毂直径等于前一级叶轮的轮毂直径。

后一级叶轮的外径大于前一级叶轮的叶轮外径，相对应的，导叶15的直径也逐级增大，可以逐级提高输出压力，提高离心泵的扬程。

尾盖18通过穿杠26安装在出水段16上，进水段11上设有排气阀12和放水丝堵27，排气阀12用于排放泵体内的气体；由于本发明为电厂矿山用泵，并不是清水泵，因此泵体内难免有固体悬浮物，设置放水丝堵27是为了清理泵体内部的固体悬浮物，由于经过叶轮14加压，泵体内部带有固体悬浮物的液体是有压流体，因此，放水丝堵27打开后，带有固体悬浮物的液体是有压流体喷出，起到壳体内部清淤作用。

出水段16固设有轴承架20和外压盖21，出水端轴承22套设在轴承架20内，进水端轴承4安装在泵体的进水端，进水端轴承4通过轴承压盖30和轴套螺母3与泵轴1固接，在泵轴1上位于出水端轴承22内侧装有轴承挡套23，出水端轴承22通过轴承挡套23与泵轴1固接。

泵轴1与进水段11、出水段16之间设有密封，以机械密封19为例，在泵轴1上对应机械密封19的位置上设有机械密封套25，在进水段11和尾盖18上分别安装有机械密封压盖24。

所述进水段11内靠近首级叶轮的泵轴1上安装有诱导轮。

所述平衡装置17包括平衡盘1702、平衡板1704、平衡盘衬环1703、平衡套1705以及平衡水管1701，平衡盘1702安装在出水段16的泵轴1上，平衡板1704安装在出水段16上，平衡盘衬环1703安装在平衡盘1702和平衡板1704之间，平衡套1705安装在出水段16的内圈上，平衡水管1701安装在泵体外侧，连接进水段11和出水段16。

所述平衡盘衬环1703与平衡盘1702和平衡板1704的接触面被堆焊两层RCoCr硬质合金层，RCoCr硬质合金层厚度为3.5-5.5mm。

每个叶轮靠近出水段16一侧均设有导叶15，导叶15固定在泵轴1上，后一级导叶的外径与前一级导叶外径的比值A等于紧邻该后一级导叶的叶轮外径与该前一级导叶的叶轮外径的比值B。

还包括进水端轴承测温报警装置28，实时测量进水端轴承4的温度，其温度传感器位于滑动轴承体6内或对应进水端轴承4的轴承压盖30内。

本发明还设有冷却管9和用于冲洗机械密封19的冲洗管10，冷却管9与冷却水道29入口相通，用于冷却进水端轴承4。

进水端轴承4的外侧设置有滑动轴承体6，滑动轴承体6对进水端轴承4起到固定压紧的作用，滑动轴承体6的外侧设置有轴承体定位套8，轴承体定位套8通过轴向的定位锁紧装置5和径向的顶紧螺栓7对滑动轴承体6进行固定锁紧。

滑动轴承体6锁紧后，如果离心泵运行参数发生了变化，只要其参数在该泵的工况范围内变化，即在设计点、最大点和最小点之间变化，变化后所产生的多余轴向力，也就是作用在平衡板1704、平衡盘1702上的相互抵消后剩余的残余轴向力由进水端轴承4承担。

本发明的工作过程如下：离心泵工作前，先将泵内充满液体，然后启动离心泵，诱导轮、叶轮14和导叶15快速转动，诱导轮对流经此处的流体做功，使其增压后进入首级叶轮，叶轮14的叶片驱使流体转动，流体转动时依靠惯性向叶轮外缘流去，同时叶轮14从吸入室吸进液体，在这一过程中，叶轮14中的流体绕流叶片；在绕流运动中流体作用一升力于叶片，反过来叶片以一个与此升力大小相等、方向相反的力作用于流体，这个力对流体做功，使流体得到能量而流出叶轮14，这时流体的动能与压能均增大；导叶15是多级离心泵中的能量转化部件，可以把叶轮14甩出来的流体收集起来，使流体的流速降低，把部分速度能转变为压力能，再均匀地引入下一级叶轮14或者经过扩散管排出。

离心泵依靠旋转叶轮14对流体的作用把原动机的机械能传递给流体，由于离心泵的作用，流体从叶轮14进口流向出口的过程中，其速度能和压力能都得到增加，被叶轮14排出的液体经过压出室，大部分速度能转换成压力能，然后沿排出管路输送出去；叶轮14进口处因流体的排出而形成真空或低压，吸水池中的流体在液面压力（大气压）的作用下，被压入叶轮14的进口，于是，旋转着的叶轮就连续不断地吸入和排出流体。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：结构简单，容易制造与维修，极大地提高了叶片的密封性能和使用寿命，加大轴承使用寿命，降低工作噪声，稳固机械底座，安全高效。

以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明整体构思前提下，还可以作出若干改变和改进，这些也应该视为本发明的保护范围。

Claims

1.一种设计扬程可变式卧式多级泵，包括泵体，泵体内安装有泵轴（1），泵轴（1）的两端分别安装在进水端轴承（4）和出水端轴承（22）上，泵轴（1）与电机输出轴连接端安装有联轴器（2），泵体包括依次相连通的进水段（11）、出水段（16）、设在进水段（11）和出水段（16）之间的多个中段（13）和尾盖（18）组成，泵轴（1）穿设于进水段（11）、中段（13）、出水段（16）和尾盖（18）内，吸入段（9）设有吸入口，泵出段（16）设有吐出口，吸入口和吐出口均朝上设置，多段式泵体内腔中的泵轴（1）上安装有多个叶轮（14），叶轮（14）包括安装在靠近进水段（11）的泵轴（1）上的首级叶轮，和首级叶轮后面的若干次级叶轮，泵体的出水段（16）一侧设置有平衡装置（17），其特征在于：每个中段内部均设有一个叶轮（14），泵体中段（13）的段数可变，泵轴（1）上预留多个叶轮安装位置，后一级叶轮的外径大于前一级叶轮的外径，而后一级叶轮的轮毂直径等于前一级叶轮的轮毂直径。

2.根据权利要求1所述的设计扬程可变式卧式多级泵，其特征在于：所述进水段（11）内靠近首级叶轮的泵轴（1）上安装有诱导轮。

3.根据权利要求2所述的设计扬程可变式卧式多级泵，其特征在于：所述诱导轮采用边螺距形式的叶片，长短叶片间隔设置，诱导轮出口处的螺距为诱导轮进口处螺距的1.52-1.87倍。

4.根据权利要求1所述的设计扬程可变式卧式多级泵，其特征在于：所述平衡装置（17）包括平衡盘（1702）、平衡板（1704）、平衡盘衬环（1703）、平衡套（1705）以及平衡水管（1701），平衡盘（1702）安装在出水段（16）的泵轴（1）上，平衡板（1704）安装在出水段（16）上，平衡盘衬环（1703）安装在平衡盘（1702）和平衡板（1704）之间，平衡套（1705）安装在出水段（16）的内圈上，平衡水管（1701）安装在泵体外侧，连接进水段（11）和出水段（16）。

5.根据权利要求4所述的设计扬程可变式卧式多级泵，其特征在于：所述平衡盘衬环（1703）与平衡盘（1702）和平衡板（1704）的接触面被堆焊两层RCoCr硬质合金层，RCoCr硬质合金层厚度为3.5-5.5mm。

6.根据权利要求1所述的设计扬程可变式卧式多级泵，其特征在于：每个叶轮靠近出水段（16）一侧均设有导叶（15），导叶（15）固定在泵轴（1）上，后一级导叶的外径与前一级导叶外径的比值A等于紧邻该后一级导叶的叶轮外径与该前一级导叶的叶轮外径的比值B。

7.根据权利要求1所述的设计扬程可变式卧式多级泵，其特征在于：还包括进水端轴承测温报警装置（28），其温度传感器位于滑动轴承体（6）内或对应进水端轴承（4）的轴承压盖（30）内。