CN111927787A - 一种具有内循环孔的多级屏蔽电泵 - Google Patents

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刘冀鹏
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Abstract

本发明提供一种具有内循环孔的多级屏蔽电泵，包括屏蔽电机定子壳体、前叶轮组和后叶轮组，屏蔽电机定子壳体内穿设屏蔽电泵轴转子组件，屏蔽电机定子壳体两端分别设置有屏蔽电机壳前盖和屏蔽电机后盖；前叶轮组的转轴通过屏蔽电泵轴转子组件与后叶轮组的转轴连接；前叶轮组的吸入端盖盖设在屏蔽电机前叶轮组背离屏蔽电机定子壳体的一侧；后叶轮组的泵体与屏蔽电机后叶轮组转轴连接，后密封盖盖设在蔽电机后叶轮组背离屏蔽电机定子壳体的一侧。本发明电泵结构安全可靠，通过内部结构的优化，改善了流体内部流动状态，提高串联型多级屏蔽电泵的流量需求。

Description

一种具有内循环孔的多级屏蔽电泵
技术领域
本发明涉及电泵技术，尤其涉及一种具有内循环孔的多级屏蔽电泵。
背景技术
无密封屏蔽电泵广泛应用石油、石化、核电等高危流体输多送领域。串联多级屏蔽电泵适用于高扬程的工况。随着串联型多级屏蔽电泵的应用，大流量高扬程泵需求日渐增加，通过改变内循环、增加外部循环管路虽然可以满足大流量需要，但是增加管路，增加连接结构，存在泄漏点，安全性降低。
发明内容
本发明的目的在于，针对目前串联型多级屏蔽电泵流量高扬程泵需求日渐增加的需求，提出一种具有内循环孔的多级屏蔽电泵，该电泵结构安全可靠，通过内部结构的优化，改善了流体内部流动状态，提高串联型多级屏蔽电泵的流量需求。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种具有内循环孔的多级屏蔽电泵，包括屏蔽电机定子壳体、前叶轮组和后叶轮组，所述屏蔽电机定子壳体内穿设屏蔽电泵轴转子组件，屏蔽电机定子壳体两端分别设置有屏蔽电机壳前盖和屏蔽电机后盖，所述屏蔽电机壳前盖与前叶轮组连接，所述屏蔽电机后盖与后叶轮组连接；所述前叶轮组的转轴通过屏蔽电泵轴转子组件与后叶轮组的转轴连接；
所述前叶轮组包括吸入端盖，屏蔽电机前叶轮组，前推力轴承，前滑动轴承和前轴承体，所述吸入端盖盖设在屏蔽电机前叶轮组背离屏蔽电机定子壳体的一侧；所述前滑动轴承安装固定于前轴承体，前推力轴承安装于泵与电机共轴转子的一端，前推力轴承配有推力轴承盘；
所述后叶轮组包括后密封盖，泵体，蔽电机后叶轮组，后轴承体，后滑动轴承，后推力轴承，所述泵体为屏蔽泵的出口，所述后密封盖设在叶轮组背离屏蔽电机定子壳体的一侧，后密封盖与泵体共同构成整个屏蔽泵的后密封壳体；所述后滑动轴承安装固定于后轴承体，后推力轴承安装于泵与电机共轴转子的另一端，后推力轴承配有推力轴承盘。
进一步地，所述屏蔽电机定子壳体内侧用不导磁的哈氏合金包覆，免受输送介质的侵袭与破坏。
进一步地，所述屏蔽电机定子壳体与屏蔽电泵轴转子组件之间设置有气隙(此气隙一般2mm～3mm左右)，前叶轮组的腔室与气隙连通。
进一步地，所述屏蔽电泵轴转子组件的转子轴为空心轴，所述空心轴的中心孔孔径根据电机设计及循环通道设计而定；所述空心轴两端的径向上分别设置有径向孔(槽孔)，所述空心轴每端设置4个径向孔，所述径向孔根据按照不同的泵和电机大小进行设计相应尺寸；所述中心孔两端分别与径向孔连通。
进一步地，所述径向孔(槽孔)的倒角根据按照不同的泵和电机大小进行设计相应尺寸，一般设置为C3～C8或者R5～R8。
进一步地，所述径向孔交错位置开设，所述径向孔交错位置开设是指两个垂直的径向槽孔在轴向的相对位置，一般交错一定距离，较小的轴径不需要考虑交错位置。具体根据孔径直径比例进行设计，一般相交比例为孔径的1/3～1/2之间，如果孔径过小则可以完全对中而无需考虑交错。
进一步地，所述屏蔽电机前叶轮组的转轴通过屏蔽电泵轴转子组件与屏蔽电机后叶轮组连通。
本发明具有内循环孔的多级屏蔽电泵的工作原理：
高压流体从吸入端盖进入泵内，经过叶轮组和叶轮组多级叶轮逐级加压，此过程一部分流体流经转子与定子屏蔽套之间的气隙冷却电机，带走涡电流热量，同时浸没前滑动轴承和后滑动轴承，并提供支撑整个电机转子的润滑流体，同时形成动压流体液膜，支撑整个转子。
另一部分流体流过空心轴，两组径向孔(槽孔)完成增加流体流通面积的需要，加大槽孔倒角，减少局部损失，通过垂直交错布置槽孔，增加开孔区域的机械强度，实践证明交错位置开径向槽孔的轴机械强度高于同一位置开槽孔的机械强度。实践证明本发明满足增加流量要求，降低了局部阻力损失。
本发明具有内循环孔的多级屏蔽电泵，与现有技术相比较具有以下优点：
1)本发明具有内循环孔的多级屏蔽电泵改善了内部流动，降低内部流体流动损失，同时避免由于大流量需求时增加外部流通管路的复杂结构，降低了成本，高压内循环的结构更安全可靠。
2)由于定子屏蔽套和转子屏蔽套的间隙很小，当要求较大流量时，流体只能通过空心轴进行输送经过屏蔽电机区域，同时由于轴径的限定，单一的圆孔或者槽型孔都有一定的弊端，首先转子轴中心孔一定时，需要加大径向孔的流通面积，相同面积的孔不能维持流体流通需要，流体进入空心轴及流出空心轴时产生较大的局部损失，同时空心轴内的流体流过时，相当于节流孔板的作用，降低了流体压力。本发明通过两组槽孔完成增加流体流通面积的需要，加大槽孔倒角，减少局部损失，通过垂直交错布置槽孔，增加开孔区域的机械强度，实践证明交错位置开径向槽孔的轴机械强度高于同一位置开槽孔的机械强度。实践证明本发明满足增加流量要求，降低了局部阻力损失。
附图说明
图1为本发明具有内循环孔的多级屏蔽电泵的结构示意图；
图2为本发明转子轴的结构示意图。
具体实施方式
以下结合实施例对本发明进一步说明：
实施例1
本实施例公开了一种具有内循环孔的多级屏蔽电泵，其结构如图1-2所示，包括屏蔽电机定子壳体7、前叶轮组和后叶轮组，所述屏蔽电机定子壳体7内侧用不导磁的哈氏合金包覆，免受输送介质的侵袭与破坏。所述屏蔽电机定子壳体7内穿设屏蔽电泵轴转子组件8，所述屏蔽电机定子壳体7与屏蔽电泵轴转子组件8之间设置有气隙(此气隙一般2mm～3mm左右)，前叶轮组2的腔室与气隙连通。
所述屏蔽电泵轴转子组件8的转子轴为空心轴，所述空心轴的中心孔孔径根据电机设计及循环通道设计而定；所述空心轴两端的径向上分别设置有径向孔(槽孔)，具体地址所述空心轴每端设置4个径向孔，4个径向孔均布，所述径向孔根据按照不同的泵和电机大小进行设计相应尺寸；所述中心孔两端分别与径向孔连通。所述径向孔(槽孔)的倒角根据按照不同的泵和电机大小进行设计相应尺寸。所述径向孔交错位置开设，所述径向孔交错位置开设是指两个垂直的径向槽孔在轴向的相对位置，一般交错一定距离，较小的轴径不需要考虑交错位置。具体根据孔径直径比例进行设计，一般相交比例为孔径的1/3～1/2之间，如果孔径过小则可以完全对中而无需考虑交错。
屏蔽电机定子壳体7两端分别设置有屏蔽电机壳前盖6和屏蔽电机后盖9，所述屏蔽电机壳前盖6与前叶轮组连接，所述屏蔽电机后盖9与后叶轮组连接；所述屏蔽电机前叶轮组2的转轴通过屏蔽电泵轴转子组件8与屏蔽电机后叶轮组13连通。
所述前叶轮组包括吸入端盖1，屏蔽电机前叶轮组2，前推力轴承3，前滑动轴承4和前轴承体5，所述吸入端盖1盖设在屏蔽电机前叶轮组2背离屏蔽电机定子壳体7的一侧；所述前滑动轴承4安装固定于前轴承体5，前推力轴承3安装于泵与电机共轴转子的一端，前推力轴承3配有推力轴承盘件；
所述后叶轮组包括后密封盖15，泵体14，屏蔽电机后叶轮组13，后轴承体10，后滑动轴承11，后推力轴承12，所述泵体14为屏蔽泵的出口，所述后密封盖15盖设在屏蔽电机后叶轮组13背离屏蔽电机定子壳体7的一侧，与泵体14共同构成整个屏蔽泵的后密封壳体；所述后滑动轴承11安装固定于后轴承体10，后推力轴承12安装于泵与电机共轴转子的另一端，后推力轴承12配有推力轴承盘件。
推力轴承(前推力轴承3和后推力轴承12)及其盘件构成整个泵转子支撑***的径向支点位置及轴向止推位置，即为轴承***的动件，前轴承及后轴承可靠固定于两个轴承体，轴承内衬碳化硅衬套，构成轴承***支撑点的静止件，工作时，输送的流体介质充满整个泵腔，浸没整个泵转子组件，推力轴承、推力轴承盘及滑动轴承内表面流通有输送的介质，在旋转过程形成液膜，该液膜支撑整个转子组件，在泵起动或者关停过程中，推力轴承缓冲高速旋转的转子，承受轴向力和径向力。
本实施例具有内循环孔的多级屏蔽电泵的工作原理：
高压流体从吸入端盖1进入泵内，经过叶轮组2和屏蔽电机后叶轮组13多级叶轮逐级加压，此过程一部分流体流经转子与定子屏蔽套之间的气隙冷却电机，带走涡电流热量，同时浸没前滑动轴承4和后滑动轴承11，并提供支撑整个电机转子的润滑流体，同时形成动压流体液膜，支撑整个转子。
另一部分流体流过空心轴，两组径向孔(槽孔)完成增加流体流通面积的需要，加大槽孔倒角，减少局部损失，通过垂直交错布置槽孔，增加开孔区域的机械强度，实践证明交错位置开径向槽孔的轴机械强度高于同一位置开槽孔的机械强度。实践证明本发明满足增加流量要求，降低了局部阻力损失。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (6)

1.一种具有内循环孔的多级屏蔽电泵，其特征在于，包括屏蔽电机定子壳体(7)、前叶轮组和后叶轮组，所述屏蔽电机定子壳体(7)内穿设屏蔽电泵轴转子组件(8)，屏蔽电机定子壳体(7)两端分别设置有屏蔽电机壳前盖(6)和屏蔽电机后盖(9)，所述屏蔽电机壳前盖(6)与前叶轮组连接，所述屏蔽电机后盖(9)与后叶轮组连接；所述前叶轮组的转轴通过屏蔽电泵轴转子组件(8)与后叶轮组的转轴连接；
所述前叶轮组包括吸入端盖(1)，屏蔽电机前叶轮组(2)，前推力轴承(3)，前滑动轴承(4)和前轴承体(5)，所述吸入端盖(1)盖设在屏蔽电机前叶轮组(2)背离屏蔽电机定子壳体(7)的一侧；所述前滑动轴承(4)安装固定于前轴承体(5)，前推力轴承(3)安装于泵与电机共轴转子的一端；
所述后叶轮组包括后密封盖(15)，泵体(14)，屏蔽电机后叶轮组(13)，后轴承体(10)，后滑动轴承(11)，后推力轴承(12)，所述泵体(14)为屏蔽泵的出口，所述后密封盖(15)盖设在屏蔽电机后叶轮组(13)背离屏蔽电机定子壳体(7)的一侧，与泵体(14)共同构成整个屏蔽泵的后密封壳体；所述后滑动轴承(11)安装固定于后轴承体(10)，后推力轴承(12)安装于泵与电机共轴转子的另一端。
2.根据权利要求1所述具有内循环孔的多级屏蔽电泵，其特征在于，所述屏蔽电机定子壳体(7)内侧用不导磁的哈氏合金包覆。
3.根据权利要求1所述具有内循环孔的多级屏蔽电泵，其特征在于，所述屏蔽电机定子壳体(7)与屏蔽电泵轴转子组件(8)之间设置有气隙，前叶轮组(2)的腔室与气隙连通。
4.根据权利要求1所述具有内循环孔的多级屏蔽电泵，其特征在于，所述屏蔽电泵轴转子组件(8)的转子轴为空心轴；所述空心轴两端的径向上分别设置有径向孔，所述中心孔两端分别与径向孔连通。
5.根据权利要求4所述具有内循环孔的多级屏蔽电泵，其特征在于，所述径向孔交错位置开设。
6.根据权利要求1所述具有内循环孔的多级屏蔽电泵，其特征在于，所述屏蔽电机前叶轮组(2)的转轴通过屏蔽电泵轴转子组件(8)与屏蔽电机后叶轮组(13)连通。
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