一种叶轮轴向力完全平衡的多级离心泵制造技术

本实用新型专利技术是一种叶轮轴向力完全平衡的多级离心泵，由两级以上叶轮和导流壳连同一个进水段和一个出水段串联而成，采用具有前、后盖板的闭式叶轮，叶轮轴孔与泵轴的配合是间隙配合，可以轴向滑动，叶轮前盖板与叶轮进口之间采用端面密封，叶轮后盖板采用径向密封环加平衡孔，其径向密封环的外径大于叶轮前盖板端面密封的外径，而且叶轮后盖板上的平衡孔入口与导流壳的端面间隙很小，使叶轮在导流壳内的轴向移动距离不超过1mm。本实用新型专利技术的有益效果是依靠叶轮自身完全平衡轴向力，彻底解决了多级离心泵的轴向力破坏问题，并且其水泵效率比较高。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术是ー种用来提高液体压カ的流体机械，尤其是ー种需要克服叶轮轴向力的多级离心泵。
技术介绍
目前，公知的多级离心泵都存在严重的轴向カ问题，因为在叶轮工作时，会在叶轮上产生轴向力，多级离心泵的叶轮多了，其轴向カ问题也就严重了。一般单级离心泵在叶轮上采用径向密封环加平衡孔或者背叶片这两种方法来平衡部分轴向力，剩余轴向カ由轴承承担，而多级离心泵一般采用平衡鼓或者平衡盘装置这两种方法来平衡轴向力。这四种方法中，只有平衡盘装置这种方法可以完全自动平衡轴向力，其他三种方法都有剩余轴向力，对多级离心泵来说，剰余轴向カ有时会很大，因此仍有造成损坏的可能。而平衡盘装置的设计和制造难度很大，由于多级离心泵需要平衡的轴向カ在启动瞬间变化很大，所以 平衡盘装置在设计和制造中稍有差错，就会在泵的启动过程中发生强カ的转子串动和平衡盘摩擦，也会造成多级离心泵的损坏。专利技术专利“ー种叶轮自身平衡轴向カ的多级离心泵”(ZL200610038596.X)提供了一种叶轮轴向カ完全平衡的多级离心泵，但在这个专利技术的实施过程中发现，如果真要叶轮轴向力完全平衡，必须使叶轮后盖板直径比叶轮前盖板直径小得多，此时水泵效率会明显下降。而要顾全多级离心泵的效率，则叶轮后盖板直径不能太小，此时叶轮轴向力没有完全平衡，叶轮进ロ的端面密封就容易被磨损。
技术实现思路
为了克服现有多级离心泵的不足，本技术提供一种叶轮轴向カ完全平衡的多级离心泵，不仅可以解决多级离心泵的轴向カ问题，提高多级离心泵的使用可靠性，并且还可以提高多级离心泵的效率。本技术的技术方案是在两级以上叶轮和导流壳连同一个进水段和ー个出水段串联而成的多级离心泵中，采用具有前、后盖板的闭式叶轮，叶轮轴孔与泵轴的配合是间隙配合，可以轴向滑动，其创新在于叶轮前盖板与叶轮进ロ之间采用端面密封，叶轮后盖板采用径向密封环加平衡孔，其径向密封环的外径大于叶轮前盖板端面密封的外径，而且叶轮后盖板上的平衡孔入ロ与导流壳的端面间隙很小，使叶轮在导流壳内的轴向移动距离不超过1mm。其平衡轴向カ的原理是，当叶轮进ロ的端面密封副间隙极小时，叶轮进ロ的端面密封将起到很好的密封作用，此时叶轮前盖板上単位面积的压力(即压強)约等于叶轮出ロ的压カ，前盖板端面密封的压カ约等于叶轮出ロ的压カ和叶轮进ロ的压カ的平均值，而叶轮后盖板上的压力，在径向密封环外侧约等于叶轮出口的压力，但在径向密封环内側，由于平衡孔入ロ敞开，所以约等于叶轮进ロ的压カ。因此叶轮前盖板上的总作用カ大于叶轮后盖板上的总作用力，叶轮就会沿泵轴朝叶轮后盖板的方向移动，使叶轮进ロ端面密封副的间隙加大，使叶轮前盖板处的液体流向叶轮进ロ，而使作用于叶轮前盖板上的压カ减小。同时，叶轮后盖板上的平衡孔入口与导流壳的端面间隙变小，几乎堵住了平衡孔入口，导致叶轮后盖板上的压カ增加，在平衡孔还未完全堵住的时候就使叶轮后盖板上的总作用カ大于叶轮前盖板上的总作用力，叶轮就会沿泵轴朝叶轮前盖板的方向移动，使叶轮进ロ端面密封副的间隙减小，叶轮后盖板上的平衡孔入口与导流壳的端面间隙变大，直到叶轮上的轴向カ完全平衡为止。叶轮在导流壳内的轴向移动距离的大小，决定了叶轮上的轴向カ完全平衡时，叶轮两端的间隙大小。其实质是控制了泄漏量的大小，即水泵效率的高低。将叶轮在导流壳内的轴向移动距离控制在O. 5mm左右，最大不超过Imm就可以使本技术的水泵效率比较闻。虽然说，叶轮前盖板与叶轮进ロ之间采用端面密封的结构方案和叶轮后盖板采用径向密封环加平衡孔的结构方案都是现有技术，但将这两种结构整合成ー个方案，使叶轮轴向カ完全平衡的技术还没有见到过，所以本技术的创造性和新颖性都是具备的。本技术的有益效果是本技术可以依靠叶轮自身完全平衡轴向力，彻底解 决了多级离心泵的轴向力破坏问题，并且其水泵效率比较高。以下结合附图和实施例对本技术进ー步说明。图I是本技术的一个实施例。图中1.进水段，2.泵轴，3.叶轮轴孔，4.叶轮，5.平衡孔，6.导流壳上端面，7.叶轮后盖板，8.径向密封环，9.导流壳，10.叶轮前盖板，11.叶轮进ロ，12.叶轮进ロ端面密封副的间隙，13.导流壳下端面，14.叶轮前盖板端面密封，15.平衡孔入口与导流壳的端面间隙，16.出水段。具体实施方式图I所示实施例是一台深井离心泵，也是一台立式多级离心泵，它由三级叶轮4和导流壳9连同一个进水段I和ー个出水段16串联而成，叶轮4具有叶轮前盖板10和叶轮后盖板7，是ー个闭式叶轮，叶轮轴孔3与泵轴2的配合是间隙配合，可以轴向滑动，叶轮前盖板10与叶轮进ロ 11之间有叶轮前盖板端面密封14,叶轮后盖板7的上面有径向密封环8和平衡孔5，其径向密封环8的外径大于叶轮前盖板端面密封14的外径，而且叶轮后盖板7上的平衡孔入口与导流壳的端面间隙15很小，叶轮4在导流壳下端面13和导流壳上端面6之间的轴向移动距离是叶轮进ロ端面密封副的间隙12与平衡孔入口与导流壳的端面间隙15之和，一般为O. 5mm左右,最大不超过1mm。在本实施例工作时，叶轮4在轴向カ的作用下会沿轴向移动，当叶轮进ロ端面密封副的间隙15极小吋，叶轮前盖板端面密封14将起到很好的密封作用，此时叶轮前盖板10上単位面积的压力(即压強)约等于叶轮出口的压力，叶轮前盖板端面密封14的压カ约等于叶轮出ロ的压カ和叶轮进ロ的压カ的平均值，而叶轮后盖板7上的压カ，在径向密封环8的外侧约等于叶轮出口的压力，但在径向密封环8的内侧，由于平衡孔5的入口敞开，所以约等于叶轮进ロ 11的压力。因此叶轮前盖板上的总作用力大于叶轮后盖板上的总作用力，叶轮4就会沿泵轴2朝叶轮后盖板的方向移动，使叶轮进ロ端面密封副的间隙12加大，使叶轮前盖板处的液体流向叶轮进ロ 11，而使作用于叶轮前盖板上的压カ减小。同时，叶轮后盖板上的平衡孔入口与导流壳的端面间隙15变小，几乎堵住了平衡孔5的入口，导致叶轮后盖板上的压カ增加，在平衡孔5还未完全堵住的时候就使叶轮后盖板上的总作用カ大于叶轮前盖板上的总作用力，叶轮就会沿泵轴朝叶轮前盖板的方向移动，使叶轮进ロ端面密封副的间隙12减小，叶轮后盖板上的平衡孔入口与导流壳的端面间隙15变大，直到叶轮4上的轴向カ完全平衡为止。本实施例的叶轮后盖板上的径向密封环8的外径大于叶轮前盖板端面密封14的 外径，保证了在叶轮进ロ端面密封副的间隙15极小时，叶轮后盖板上的作用力一定小于叶轮前盖板上的作用力，从而减小了叶轮前盖板端面密封14的磨损。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种叶轮轴向力完全平衡的多级离心泵，由两级以上叶轮和导流壳连同一个进水段和一个出水段串联而成，其叶轮是具有前、后盖板的闭式叶轮，叶轮轴孔与泵轴的配合是间隙配合，可以轴向滑动，其特征是：叶轮前盖板与叶轮进口之间采用端面密封，叶轮后盖板采用径向密封环加平衡孔，其径向密封环的外径大于叶轮前盖板端面密封的外径，而且叶轮后盖板上的平衡孔入口与导流壳的端面间隙很小，使叶轮在导流壳内的轴向移动距离不超过1mm。

【技术特征摘要】
1.一种叶轮轴向カ完全平衡的多级离心泵，由两级以上叶轮和导流壳连同一个进水段和ー个出水段串联而成，其叶轮是具有前、后盖板的闭式叶轮，叶轮轴孔与泵轴的配合是间隙配合，可以轴向滑动，其特征是叶轮前盖板与叶...

【专利技术属性】
技术研发人员：陆伟刚，张启华，李伟，张德胜，周岭，王川，徐燕，徐磊，李辉，裴冰，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：实用新型
国别省市：