CN107559206A - 首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵，它包括有外筒体，所述外筒体的左右两端分别通过密封结构装配有吸入侧填料函体、泵盖，所述外筒体中间同轴装配有中心轴；所述中心轴上装配有位于所述外筒体上安装腔内的芯包组件，所述芯包组件通过封闭肩与所述外筒体内壁构成三个环形腔体，三个环形腔体从左到右依次为吸入腔、吐出腔、过渡腔；所述芯包组件包括有从左到右依次相连的首段、中段、末段，所述首段、中段、末段的内腔中分别装配有环形固定在所述中心轴上的首叶轮、中叶轮、末叶轮。该泵提高了离心泵的抗汽蚀性能，通过背靠背布置的次级叶轮，使多级泵转动部件的轴向力实现自平衡，更加安全。

Description

首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵

所属技术领域

本发明属于离心泵技术领域，尤其是涉及一种首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵。

背景技术

离心泵是指靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体的泵，离心泵在进行离心输液时，离心泵在工作时会产生汽蚀现象，汽蚀是指流动着的流体由于局部压力的降低产生汽泡的现象。泵发生汽蚀，在汽蚀部位会引起机件的侵蚀，进一步发展则将造成扬程下降，产生振动噪声。为了解决汽蚀造成的不良后果，用户在进行现场装置的整体设计时，需要对每一台用到的离心泵设备都设计一个必须汽蚀余量(也叫净吸入水头)的要求值。这样就使得离心泵在进行装配时，需要具有一定的高度，这样不仅会浪费较多的材料，同时也会使得离心泵不够稳定。在理性泵设计时，当单吸入口的叶轮无法满足这个要求时，就需要设计成双吸结构的叶轮。双吸结构的叶轮通过对称布置的吸入口吸入液体，并将液体汇到一起甩出，再通过首级中段导入到次级叶轮。双吸泵具有更高的扬程、更大的流量。而传统的次级叶轮在工作时扭力都传递到安装轴上，传统的离心泵为了平衡轴向力设计有平衡鼓盘结构，这样不仅增加了离心泵的复杂程度，而且平衡鼓盘在工作时会产生磨损，带来较大的安全隐患。

发明内容

对于上述的问题，本发明的目的在于提供一种首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵，它可以提高离心泵的抗汽蚀性能，使得用户现场装置的建设高度可以适当降低，并且通过背靠背布置的次级叶轮，使多级泵转动部件的轴向力实现自平衡，取消平衡鼓盘结构，降低安全隐患。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：该首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵包括有外筒体，所述外筒体为水平放置的圆柱形状，所述外筒体内部加工有水平的安装腔，所述外筒体的左右两端分别通过密封结构装配有吸入侧填料函体、泵盖，所述外筒体中间同轴装配有中心轴，所述中心轴的两端分别从所述吸入侧填料函体、泵盖中间向外伸出，所述中心轴与所述吸入侧填料函体、泵盖同轴可旋转装配；所述中心轴上装配有位于所述外筒体上安装腔内的芯包组件，所述外筒体的内部设计有两个环状的与外筒体内壁固定的封闭肩，所述芯包组件的外部与所述封闭肩密封装配，所述芯包组件通过封闭肩与所述外筒体内壁构成三个环形腔体，三个环形腔体从左到右依次为吸入腔、吐出腔、过渡腔；所述外筒体上设计有两个分别与所述吸入腔、吐出腔相连通的吸入管、吐出管；所述芯包组件包括有从左到右依次相连的首段、中段、末段，所述首段、中段、末段内部分别设计有环绕所述中心轴的内腔，所述首段、中段、末段的内腔中分别装配有环形固定在所述中心轴上的首叶轮、中叶轮、末叶轮；所述首段内腔中的首叶轮进液位置与所述吸入腔相连通，所述中段内腔中的中叶轮进液位置与所述首段内腔中的首叶轮出液位置相连通，所述中段内腔中的中叶轮出液位置与所述过渡腔相连通，所述过渡腔与所述末段内腔中的末叶轮进液位置相连通，所述末段内腔中的末叶轮出液位置与所述吐出腔相连通；所述中叶轮与所述末叶轮背靠背装配，即中叶轮与所述末叶轮在所述中心轴上的受力相反装配，所述首叶轮为双吸叶轮，所述首段内腔中的首叶轮两侧进液位置分别与所述吸入腔相连通。

该首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵主要用来对液体进行抽取后加压输出，该泵的工作原理为：流体介质通过外筒体上的吸入管进入到所述吸入腔内，经过首段双吸结构的首叶轮从其两侧同时吸入后甩出到所述中段的内腔中，并经中段的流道进入到中叶轮，中叶轮将流体甩出经过流道进入到所述过渡腔，然后经由过渡腔进入末段的内腔中，再经由末叶轮导入到吐出腔，最终经由吐出腔从吐出管输出。

作为优选，所述外筒体为一体结构，所述芯包组件由零件组装而成，所述外筒体右侧的开口直径大于所述芯包组件的最大直径。

作为优选，所述吐出管竖直向垂直于中心轴装配在所述外筒体的上部，所述吸入管水平向垂直于中心轴装配在所述述外筒体的后部。

作为优选，所述芯包组件的中段设计有两个以上环绕中心轴的所述内腔，所述中段的各内腔中分别装配有首尾相连的中叶轮，所述芯包组件的末段设计有两个以上环绕中心轴的所述内腔，所述末段的各内腔中分别装配有首尾相连的末叶轮，所述中段的内腔与末段的内腔个数相同。

作为优选，所述中段和末段均包括有两个内腔。

作为优选，所述首叶轮与中心轴过盈配合，所述中叶轮、末叶轮与中心轴间隙配合。

作为优选，所述外筒体上还设计有两个分别与所述吸入腔、吐出腔相连通的吸入副管、吐出副管。

作为优选，所述吸入管内径大于所述吐出管内径。

作为优选，所述芯包组件的中段包括有中间导流体，所述中间导流体为圆柱形状，所述中间导流体上设计有连通中段内腔与所述过渡腔的进料通道，所述中间导流体上还设计有连通末段内腔与所述吐出腔的出料通道；所述进料通道、出料通道的个数均为两个以上相对，相对所述中间导流体的轴线均布。

作为优选，所述芯包组件的首段包括有首级中段件，所述首段的内腔设计在所述首级中段件内，所述首级中段件在其内腔的右侧设计有两个相对轴线中心对称的螺旋形的首级进液流道，两个所述首级进液流道的外端口与所述吸入腔相连通，所述两个所述首级进液流道的内端口分别与首叶轮两侧的进液位置相连通。

作为优选，所述首级中段件的左侧装配有首件左盖，所述首件左盖通过螺栓与首级中段件相连接，所述首件左盖上设计有流道结构。

作为优选，所述芯包组件的左侧通过芯包调整垫与右侧的泵盖顶紧接触，所述芯包调整垫为一组可控压缩量的金属缠绕式垫片。

本发明的有益效果在于：该首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵采用离心原理设计，通过首叶轮、中叶轮、末叶轮构成多级的离心传动结构，这样使得该泵对液体的输出压力更大，同时，该泵通过芯包组件与外筒体两个壳体结构直接构成多个流道，便于液体的流进流入，以及液体在芯包组件各段内腔的流动。这样大大简化了泵体结构，可以有效防止汽蚀发生；同时这种结构可以将所述外筒体设计成为一个整体结构，所述芯包组件可以作为一个整体从外筒体拆出或装入。本泵首段内腔中的首叶轮为双吸结构，轴向力对称分布，中叶轮和末叶轮为两组背靠背布置，可实现轴向力的自平衡，不需要在泵体上再设计鼓盘结构，有效降低了泵体的体积。该泵结构合理可靠，高效节能。

附图说明

图1是首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵正向剖面的结构示意图。

图2是外筒体俯视方向的结构示意图。

图3是外筒体左视方向的结构示意图。

图4是中间导流体正向方向剖面的结构示意图。

图5是中间导流体的左视结构示意图。

图6是首级中段件正向剖面的结构示意图。

图7是首级中段件左视方向的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

如图1中实施例所示，本首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵包括有外筒体1，所述外筒体1为水平放置的圆柱形状，所述外筒体1内部加工有水平的安装腔，所述外筒体1的左右两端分别通过密封结构装配有吸入侧填料函体2、泵盖3，所述外筒体1中间同轴装配有中心轴4，所述中心轴4的两端分别从所述吸入侧填料函体2、泵盖3中间向外伸出，所述中心轴4与所述吸入侧填料函体2、泵盖3同轴可旋转装配；所述泵盖3上同样安装有吐出侧填料函体，所述中心轴4从所述吐出侧填料函体穿过，左右两个函体可以对所述中心轴4进行水平限位，保证水平轴4外壁与该泵左右侧的密封滑动接触。

所述中心轴4上装配有位于所述外筒体1上安装腔内的芯包组件5，所述外筒体1的内部设计有两个环状的与外筒体内壁固定的封闭肩11，所述芯包组件5的外部与所述封闭肩11密封装配，所述芯包组件5通过封闭肩11与所述外筒体1内壁构成三个环形腔体，三个环形腔体从左到右依次为吸入腔12、吐出腔13、过渡腔14；所述外筒体1上设计有两个分别与所述吸入腔12、吐出腔13相连通的吸入管15、吐出管16；所述吸入管15、吐出管16在使用时分别与进液管路和出液管路相连。

所述芯包组件5包括有从左到右依次相连的首段51、中段52、末段53，所述首段51、中段52、末段53内部分别设计有环绕所述中心轴4的内腔，所述首段51、中段52、末段53的内腔中分别装配有环形固定在所述中心轴4上的首叶轮41、中叶轮42、末叶轮43；所述首段51内腔中的首叶轮41进液位置与所述吸入腔12相连通，所述中段52内腔中的中叶轮42进液位置与所述首段51内腔中的首叶轮41出液位置相连通，所述中段52内腔中的中叶轮42出液位置与所述过渡腔14相连通，所述过渡腔14与所述末段53内腔中的末叶轮43进液位置相连通，所述末段53内腔中的末叶轮43出液位置与所述吐出腔13相连通；所述中叶轮42与所述末叶轮43背靠背装配，即中叶轮42与所述末叶轮43在所述中心轴上的受力相反装配，所述首叶轮41为双吸叶轮，所述首段51内腔中的首叶轮41两侧进液位置分别与所述吸入腔12相连通。

该首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵主要用来对液体进行抽取后加压输出，该泵的工作原理为：如图1中的箭头所示，该本工作时，流体介质通过外筒体1上的吸入管15进入到所述吸入腔12内，经过首段51双吸结构的首叶轮41从其两侧同时吸入后甩出到所述中段52的内腔中，并经中段52的流道进入到中叶轮42，中叶轮42将流体甩出经过流道进入到所述过渡腔14，然后经由过渡腔14进入末段53的内腔中，再经由末叶轮43导入到吐出腔13，最终经由吐出腔13从吐出管16输出。这样该泵就完成了对流体的吸入加压输出过程。

该泵整体上采用离心原理设计，通过首叶轮41、中叶轮42、末叶轮43构成多级的离心传动结构，这样使得该泵对液体的输出压力更大，同时，该泵通过芯包组件5与外筒体1内壁直接构成吸入腔12、吐出腔13、过渡腔14三个流道，便于液体的流进流入，以及液体在芯包组件5各段内腔的流动。这样大大简化了泵体结构，可以有效防止汽蚀发生；同时这种结构可以将所述外筒体1设计成为一个整体结构，所述芯包组件5可以作为一个整体从外筒体拆出或装入。本泵首段51内腔中的首叶轮41为双吸结构，轴向力对称分布，中叶轮42和末叶轮43为两组背靠背布置，可实现轴向力的自平衡，不需要在泵体上再设计鼓盘结构，有效降低了泵体体积。该泵结构合理可靠，高效节能。

在设计时，如图1所示，该泵的所述外筒体1为一体结构，锻件结构，壳体的支撑方式为近中心线水平支撑可以使泵脚在与外筒体焊接时结构合理，便于操作。所述芯包组件5由多个零件组装而成，各个零件的相互组合使得所述芯包组件5在所述中心轴4上形成其需要的过液腔体。所述外筒体1右侧的开口直径大于所述芯包组件5的最大直径。这样便于所述芯包组件5直接插入到所述外筒体1内部。

在具体设计时，如图2和图3所示，所述吐出管16竖直向垂直于中心轴4装配在所述外筒体1的上部，所述吸入管15水平向垂直于中心轴4装配在所述述外筒体1的后部。所述吸入管15和吐出管16不在一个平面便于装配，同时吐出管16垂直向上布置，可以使泵在扬程较低或者级数少的工况下满足管路布置要求。

在具体设计中，所述芯包组件5的中段可以设计有两个以上环绕中心轴4的所述内腔，所述中段52的各内腔中分别装配有首尾相连的中叶轮42，所述芯包组件5的末段53设计有两个以上环绕中心轴4的所述内腔，所述末段53的各内腔中分别装配有首尾相连的末叶轮43，所述中段52的内腔与末段53的内腔个数相同。这样使得在中段52和末段53可以分别设计多级传动结构，而在同段中使用首尾相连的中叶轮42或者末叶轮43结构，便于腔体结构的设计，同时该泵通过两组多级泵传动结构的被靠背设计使得中心轴4的受力平衡，这样不仅使得该泵运行平稳，同时大大提高其工作设计。在本实施例中，如图1所示，所述中段52和末段53均包括有两个内腔。中段52和末段53的两个内腔分别各装配有两个中叶轮42和末叶轮43，即所述中段52和末段53分别设计有两级的泵传动结构，加上首段的双吸泵结构，这样本实施例中共使用了五级的离心泵结构，使得外筒体1吐出管16可以具有足够的扬程，同时所述吸入管15内直径大于所述吐出管16内直径，这样可以保证该泵在工作时，液体吸入的足量。

在具体设计时，所述首叶轮41与中心轴4过盈配合，所述中叶轮42、末叶轮43与中心轴4间隙配合。如图1所示，所述首叶轮41从中心轴4的左侧装入，次级叶轮42与轴为间隙配合，从中心轴4右侧逐级装入，各个叶轮在中心轴4上为逐级定位。

在具体设计时，如图1所示，所述外筒体1上还设计有两个分别与所述吸入腔12、吐出腔13相连通的吸入副管17、吐出副管18。所述吸入副管17、吐出副管18的直径均小于所述吸入管15、吐出管16，人们可以在副管17、吐出副管18连接测压等其它装置在该泵运行时来检测所述吸入腔12、吐出腔13的压力情况，也可以在本泵出现问题时，将吸入腔12、吐出腔13的压力从吸入副管17、吐出副管18释放出。当将吸入管15、吐出管16出现问题封闭后，所述吸入副管17、吐出副管18可以分别与吸水管路和出水管路相连，继续抽水使用。

在具体设计时，如图1、图4和图5所示，所述芯包组件5的中段52包括有中间导流体521，所述中间导流体521为圆柱形状，所述中间导流体521上设计有连通中段52内腔与所述过渡腔14的进料通道522，所述中间导流体521上还设计有连通末段53内腔与所述吐出腔13的出料通道523；所述进料通道522、出料通道523的个数均为两个以上相对，相对所述中间导流体521的轴线均布。所述中间导流体521的设计可以大大降低其它零件的装配和加工难度，同时所述进料通道522、出料通道523的多通道设计，使得本泵在工作时不易发生堵塞。而且进料通道522、出料通道523相对所述中心轴4的对称分布，使得液体流动过程中所述芯包组件5的受力更加均衡，震动更小，使用寿命更长。

如图1、图6和图7所示，所述芯包组件5的首段51包括有首级中段件511，所述首段51的内腔设计在所述首级中段件511内，所述首级中段件511在其内腔的右侧设计有两个相对轴线中心对称的螺旋形的首级进液流道512，两个所述首级进液流道512的外端口与所述吸入腔12相连通，所述两个所述首级进液流道512的内端口分别与首叶轮41两侧的进液位置相连通。该泵在工作时，所述吸入腔12内液体通过级中段件511的两条对称流道从右侧的外口进入，当流入到靠近中心轴4位置时，从一个流道中的液体流入到首叶轮41的左侧，使得液体从首叶轮两侧吸入，完成双吸过程，螺旋形的双流道结构使得液体进入过程中，能够使泵在运转时径向力自平衡。

在具体设计时，如图1所示，所述首级中段件511的左侧装配有首件左盖513，所述首件左盖513通过螺栓与首级中段件相连接，便于拆卸，同时也便于首级叶轮的拆装。所述首件左盖513上设计有流道结构。所述首件左盖513与所述首级中段件511的右侧共同构成流道结构，这样更加便于零部件的结构加工，同时首件左盖513采用导流隔板的结构，可以改善液体进入首叶轮的流动状态。

在具体设计时，如图1所示，所述芯包组件5的左侧通过芯包调整垫54与右侧的泵盖3顶紧接触，所述芯包调整垫54为一组可控压缩量的金属缠绕式垫片。所述芯包调整垫54可以保证芯包组件5整体与外筒体1的安装间隙，并在输送较高温度的介质时，通过垫片的可压缩性，提供热膨胀的空间。大大减小各零件在膨胀时的受力，使得该泵的使用寿命更长。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵，它包括有外筒体(1)，所述外筒体(1)为水平放置的圆柱形状，所述外筒体(1)内部加工有水平的安装腔，所述外筒体(1)的左右两端分别通过密封结构装配有吸入侧填料函体(2)、泵盖(3)，所述外筒体(1)中间同轴装配有中心轴(4)，所述中心轴(4)的两端分别从所述吸入侧填料函体(2)、泵盖(3)中间向外伸出，所述中心轴(4)与所述吸入侧填料函体(2)、泵盖(3)同轴可旋转装配；其特征在于：所述中心轴(4)上装配有位于所述外筒体(1)上安装腔内的芯包组件(5)，所述外筒体(1)的内部设计有两个环状的与外筒体内壁固定的封闭肩(11)，所述芯包组件(5)的外部与所述封闭肩(11)密封装配，所述芯包组件(5)通过封闭肩(11)与所述外筒体(1)内壁构成三个环形腔体，三个环形腔体从左到右依次为吸入腔(12)、吐出腔(13)、过渡腔(14)；所述外筒体(1)上设计有两个分别与所述吸入腔(12)、吐出腔(13)相连通的吸入管(15)、吐出管(16)；所述芯包组件(5)包括有从左到右依次相连的首段(51)、中段(52)、末段(53)，所述首段(51)、中段(52)、末段(53)内部分别设计有环绕所述中心轴(4)的内腔，所述首段(51)、中段(52)、末段(53)的内腔中分别装配有环形固定在所述中心轴(4)上的首叶轮(41)、中叶轮(42)、末叶轮(43)；所述中段(52)内腔中的中叶轮(42)进液位置与所述首段(51)内腔中的首叶轮(41)出液位置相连通，所述中段(52)内腔中的中叶轮(42)出液位置与所述过渡腔(14)相连通，所述过渡腔(14)与所述末段(53)内腔中的末叶轮(43)进液位置相连通，所述末段(53)内腔中的末叶轮(43)出液位置与所述吐出腔(13)相连通；所述中叶轮(42)与所述末叶轮(43)背靠背装配，所述首叶轮(41)为双吸叶轮，所述首段(51)内腔中的首叶轮(41)两侧进液位置分别与所述吸入腔(12)相连通。

2.根据权利要求1所述的首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵，其特征在于：所述外筒体(1)为一体结构，所述芯包组件(5)由零件组装而成，所述外筒体(1)右侧的开口直径大于所述芯包组件(5)的最大直径。

3.根据权利要求1所述的首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵，其特征在于：所述吐出管(16)竖直向垂直于中心轴(4)装配在所述外筒体(1)的上部，所述吸入管(15)水平向垂直于中心轴(4)装配在所述述外筒体(1)的后部。

4.根据权利要求1所述的首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵，其特征在于：所述芯包组件(5)的中段设计有两个以上环绕中心轴(4)的所述内腔，所述中段(52)的各内腔中分别装配有首尾相连的中叶轮(42)，所述芯包组件(5)的末段设计有两个以上环绕中心轴(4)的所述内腔，所述末段(53)的各内腔中分别装配有首尾相连的末叶轮(43)，所述中段(52)的内腔与末段(53)的内腔个数相同。

5.根据权利要求4所述的首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵，其特征在于：所述中段(52)和末段(53)均包括有两个内腔。

6.根据权利要求1所述的首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵，其特征在于：所述首叶轮(41)与中心轴(4)过盈配合，所述中叶轮(42)、末叶轮(43)与中心轴(4)间隙配合。

7.根据权利要求2所述的首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵，其特征在于：所述芯包组件(5)的中段(52)包括有中间导流体(521)，所述中间导流体(521)为圆柱形状，所述中间导流体(521)上设计有连通中段(52)内腔与所述过渡腔(14)的进料通道(522)，所述中间导流体(521)上还设计有连通末段(53)内腔与所述吐出腔(13)的出料通道(523)；所述进料通道(522)、出料通道(523)的个数均为两个以上相对，相对所述中间导流体(521)的轴线均布。

8.根据权利要求2所述的首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵，其特征在于：所述芯包组件(5)的首段(51)包括有首级中段件(511)，所述首段(51)的内腔设计在所述首级中段件(511)内，所述首级中段件(511)在其内腔的右侧设计有两个相对轴线中心对称的螺旋形的首级进液流道(512)，两个所述首级进液流道(512)的外端口与所述吸入腔(12)相连通，所述两个所述首级进液流道(512)的内端口分别与首叶轮(41)两侧的进液位置相连通。

9.根据权利要求8所述的首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵，其特征在于：所述首级中段件(511)的左侧装配有首件左盖(513)，所述首件左盖(513)通过螺栓与首级中段件相连接，所述首件左盖(513)上设计有流道结构。

10.根据权利要求8所述的首级双吸结构双壳体对称式径向剖分多级离心泵，其特征在于：所述芯包组件(5)的左侧通过芯包调整垫(54)与右侧的泵盖(3)顶紧接触，所述芯包调整垫(54)为一组可控压缩量的金属缠绕式垫片。