【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及泵领域，具体是一种高压屏蔽式多级泵。
技术介绍
1、屏蔽式多级泵是化工、石油化工、化纤、制药、制冷及核电等领域的重要设备，是离心泵和屏蔽电机的共同体。屏蔽式多级泵的转子和叶轮固定在同一根轴上，利用屏蔽套将转子和定子隔开，转子在被输送的介质中转动，其动力通过定子磁场转递给转子，再传递给屏蔽泵的叶轮。
2、现有屏蔽式多级泵如公开号“cn116221136a”中所述，一般适用于大流量、高扬程的使用工况，运行工况下泵的轴向力大，其立式布局时，轴向力还包括转子组件和若干叶轮的重量，在工作过程中，过高的轴向力会大大加剧泵体内轴承的磨损，导致水泵性能降低，寿命变短，因此亟待解决。
技术实现思路
1、为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种高压屏蔽式多级泵。本专利技术大幅降低了屏蔽式多级泵的轴向力。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种高压屏蔽式多级泵，包括沿铅垂方向自下而上依次设置的输送段以及动力段，输送段包括具有内外两层腔体的输送套筒，水力组件布置在输送套筒的内腔中，输送套筒的外腔构成用于输送介质的输送通道，介质自输送段的泵入口自下而上通过输送通道后进入水力组件，再自上而下通过水力组件后经输送段的泵出口排出，动力段内的驱动轴为水力组件提供动力。
4、作为本专利技术进一步的方案：水力组件包括在驱动轴上沿轴向均匀间隔布置的叶轮，各叶轮自上而下输送介质；输送套筒内腔沿轴向还布置有位于叶轮外圈的导叶
5、作为本专利技术再进一步的方案：平衡间隙的过流面积fm为：
6、
7、其中，a表示泵体需平衡的轴向力；
8、dm表示平衡间隙的阻力系数；
9、g表示重力加速度；
10、q表示通过回流通道的介质泄漏量；
11、ρ表示介质密度；
12、rm表示密封环的半径，
13、rh表示叶轮的轮毂有效半径。
14、作为本专利技术再进一步的方案：所述导叶上设置有两组平行布置的限位板，密封环受两限位板夹持固定，限位板内圈与节流环之间的间隙宽度大于平衡间隙的宽度；各叶轮通过螺纹固定帽同轴固定在驱动轴上。
15、作为本专利技术再进一步的方案：所述导叶呈多段式布置，最上级的导叶受进口压盖压紧固定；最下级的导叶压紧在泵体口环上，泵体口环与最下级的导叶之间布置有密封圈；导叶外圈与输送套筒内圈之间的空隙被输送介质填充。
16、作为本专利技术再进一步的方案：所述动力段包括布置在电机壳内电磁感应配合的定子组件以及转子组件，转子组件位于定子组件内圈，并与驱动轴同轴固定；动力段的两端设置有第一轴承座以及第二轴承座，输送段以及动力段被第二轴承座隔断；第一轴承座以及第二轴承座内分别设置有第一定位轴承以及第二定位轴承，第一定位轴承以及第二定位轴承与驱动轴回转配合。
17、作为本专利技术再进一步的方案：转子组件外圈设置有转子屏蔽套，定子组件内圈设置有定子屏蔽套，定子屏蔽套与转子屏蔽套之间存在环状的冷却间隙。
18、作为本专利技术再进一步的方案：第一轴承座以及第二轴承座上分别开设有供介质通过的第一导流孔以及第二导流孔；所述驱动轴的端部延伸至水力组件出口处，驱动轴内沿轴向开设有轴孔，水力组件出口处的一部分介质自下而上通过轴孔后进入动力段内，并依次通过第一导流孔、冷却间隙以及第二导流孔后，抵达水力组件入口处。
19、作为本专利技术再进一步的方案：所述轴孔为上宽下窄的二段式阶梯状孔，轴孔的大直径段位于动力段内，轴孔的小直径段位于输送段内。
20、作为本专利技术再进一步的方案：所述驱动轴上设置有上轴肩以及下轴肩，第一推力轴承以及第二推力轴承分别与驱动轴的上轴肩以及下轴肩抵接配合，第一定位轴承与第一推力轴承配合以构成滑动摩擦副，第二定位轴承与第二推力轴承配合以构成滑动摩擦副。
21、与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
22、1、本专利技术对屏蔽式多级泵内的叶轮进口朝向进行改变，使叶轮进口朝向定子组件，输送的介质自输送段的泵入口自下而上通过输送通道后进入水力组件后，自上而下通过水力组件后经输送段的泵出口排出，通过流向的改变，使叶轮组的高压区在下，低压区在上，通过压差对水力组件产生向上的托举力，与水力组件的自身重力相抵消，大幅降低了泵的轴向力，避免轴承受过大轴向力的影响而产生磨损，提高了泵体的使用寿命。
23、2、本专利技术通过在叶轮上设置节流环，在叶轮后盖板上形成回流通道，回流通道可以把叶轮吸入口的压力引入节流环内部，通过这种节流环和回流通道的配合，可以实现叶轮后盖板在节流环内的区域保持低压，叶轮节流环外是高压，从而平衡轴向力，根据需平衡的轴向力数值，计算得到最合适的平衡间隙的过流面积，从而选择最合适尺寸的密封环。
24、3、本专利技术通过两轴承座内定位轴承和推力轴承的配合，形成滑动摩擦副，这样多级泵在运行时，通过推力轴承承受轴向力；泵在运行过程中，通过在驱动轴以及轴承座上开孔，自水力组件出口处吸入自下而上介质，并通过定子屏蔽套以及转子屏蔽套之间的间隙，从而起到对动力段的冷却效果。
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1.一种高压屏蔽式多级泵，其特征在于，包括沿铅垂方向自下而上依次设置的输送段(1)以及动力段(2)，输送段(1)包括具有内外两层腔体的输送套筒(12)，水力组件(11)布置在输送套筒(12)的内腔中，输送套筒(12)的外腔构成用于输送介质的输送通道(13)，介质自输送段(1)的泵入口(14)自下而上通过输送通道(13)后进入水力组件(11)，再自上而下通过水力组件(11)后经输送段(1)的泵出口(15)排出，动力段(2)内的驱动轴(23)为水力组件(11)提供动力。
2.根据权利要求1所述的一种高压屏蔽式多级泵，其特征在于，水力组件(11)包括在驱动轴(23)上沿轴向均匀间隔布置的叶轮(111)，各叶轮(111)自上而下输送介质；输送套筒(12)内腔沿轴向还布置有位于叶轮(111)外圈的导叶(112)，导叶(112)与各叶轮(111)围合形成用于输送介质的流道；各叶轮(111)的叶轮后盖板在介质出口处开设有回流入口(1123)，各叶轮(111)的叶轮后盖板在介质入口处开设有回流出口(1111)，各叶轮(111)的后盖板上均安装有节流环(113)，导叶(112)上安装有
3.根据权利要求2所述的一种高压屏蔽式多级泵，其特征在于，平衡间隙的过流面积Fm为：
4.根据权利要求2所述的一种高压屏蔽式多级泵，其特征在于，所述导叶(112)上设置有两组平行布置的限位板(1121)，密封环(1122)受两限位板(1121)夹持固定，限位板(1121)内圈与节流环(113)之间的间隙宽度大于平衡间隙的宽度；各叶轮(111)通过螺纹固定帽(1112)同轴固定在驱动轴(23)上。
5.根据权利要求2～4中任意一项所述的一种高压屏蔽式多级泵，其特征在于，所述导叶(112)呈多段式布置，最上级的导叶(112)受进口压盖压紧固定；最下级的导叶(112)压紧在泵体口环上，泵体口环与最下级的导叶(112)之间布置有密封圈；导叶(112)外圈与输送套筒(12)内圈之间的空隙被输送介质填充。
6.根据权利要求1～4中任意一项所述的一种高压屏蔽式多级泵，其特征在于，所述动力段(2)包括布置在电机壳内电磁感应配合的定子组件(21)以及转子组件(22)，转子组件(22)位于定子组件(21)内圈，并与驱动轴(23)同轴固定；动力段(2)的两端设置有第一轴承座(24)以及第二轴承座(25)，输送段(1)以及动力段(2)被第二轴承座(25)隔断；第一轴承座(24)以及第二轴承座(25)内分别设置有第一定位轴承(241)以及第二定位轴承(251)，第一定位轴承(241)以及第二定位轴承(251)与驱动轴(23)回转配合。
7.根据权利要求6所述的一种高压屏蔽式多级泵，其特征在于，转子组件(22)外圈设置有转子屏蔽套(221)，定子组件(21)内圈设置有定子屏蔽套(211)，定子屏蔽套(211)与转子屏蔽套(221)之间存在环状的冷却间隙。
8.根据权利要求7所述的一种高压屏蔽式多级泵，其特征在于，第一轴承座(24)以及第二轴承座(25)上分别开设有供介质通过的第一导流孔(243)以及第二导流孔(253)；所述驱动轴(23)的端部延伸至水力组件出口(17)处，驱动轴(23)内沿轴向开设有轴孔(231)，水力组件出口(17)处的一部分介质自下而上通过轴孔(231)后进入动力段(2)内，并依次通过第一导流孔(243)、冷却间隙以及第二导流孔(253)后，抵达水力组件入口(16)处。
9.根据权利要求8所述的一种高压屏蔽式多级泵，其特征在于，所述轴孔(231)为上宽下窄的二段式阶梯状孔，轴孔(231)的大直径段位于动力段(2)内，轴孔(231)的小直径段位于输送段(1)内。
10.根据权利要求6所述的一种高压屏蔽式多级泵，其特征在于，所述驱动轴(23)上设置有上轴肩以及下轴肩，第一推力轴承(242)以及第二推力轴承(252)分别与驱动轴(23)的上轴肩以及下轴肩抵接配合，第一定位轴承(241)与第一推力轴承(242)配合以构成滑动摩擦副，第二定位轴承(251)与第二推力轴承(252)配合以构成滑动摩擦副。
...【技术特征摘要】
1.一种高压屏蔽式多级泵，其特征在于，包括沿铅垂方向自下而上依次设置的输送段(1)以及动力段(2)，输送段(1)包括具有内外两层腔体的输送套筒(12)，水力组件(11)布置在输送套筒(12)的内腔中，输送套筒(12)的外腔构成用于输送介质的输送通道(13)，介质自输送段(1)的泵入口(14)自下而上通过输送通道(13)后进入水力组件(11)，再自上而下通过水力组件(11)后经输送段(1)的泵出口(15)排出，动力段(2)内的驱动轴(23)为水力组件(11)提供动力。
2.根据权利要求1所述的一种高压屏蔽式多级泵，其特征在于，水力组件(11)包括在驱动轴(23)上沿轴向均匀间隔布置的叶轮(111)，各叶轮(111)自上而下输送介质；输送套筒(12)内腔沿轴向还布置有位于叶轮(111)外圈的导叶(112)，导叶(112)与各叶轮(111)围合形成用于输送介质的流道；各叶轮(111)的叶轮后盖板在介质出口处开设有回流入口(1123)，各叶轮(111)的叶轮后盖板在介质入口处开设有回流出口(1111)，各叶轮(111)的后盖板上均安装有节流环(113)，导叶(112)上安装有与各节流环(113)位置对应的密封环(1122)，密封环(1122)与节流环(113)之间存在平衡间隙供介质通过；叶轮(111)排出的一部分介质依次通过回流入口(1123)、平衡间隙以及回流出口(1111)后回流至叶轮(111)入口处，以形成回流通道。
3.根据权利要求2所述的一种高压屏蔽式多级泵，其特征在于，平衡间隙的过流面积fm为：
4.根据权利要求2所述的一种高压屏蔽式多级泵，其特征在于，所述导叶(112)上设置有两组平行布置的限位板(1121)，密封环(1122)受两限位板(1121)夹持固定，限位板(1121)内圈与节流环(113)之间的间隙宽度大于平衡间隙的宽度；各叶轮(111)通过螺纹固定帽(1112)同轴固定在驱动轴(23)上。
5.根据权利要求2～4中任意一项所述的一种高压屏蔽式多级泵，其特征在于，所述导叶(112)呈多段式布置，最上级的导叶(112)受进口压盖压紧固定；最下级的导叶(112)压紧在泵体口环上，泵体口环与最下级...
【专利技术属性】
技术研发人员：章玮玮，章立，张建平，王璐璐，刘乐，王国良，许家茂，
申请(专利权)人：合肥新沪屏蔽泵有限公司，
类型：发明
国别省市：
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