[发明专利]一种泵用轴向力平衡装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种轴向力平衡装置，尤其涉及一种泵用轴向力平衡装置。

背景技术

水泵广泛应用于工业、农业、化工、石油石化等行业的生产和民用生活等各个领域，为发展国民经济发挥了积极的作用。其中多级泵广泛应用于压力较高的场合，泵在运转中，通常在轴上作用有轴向力，该力将拉动转子轴向移动。因此，必须设法平衡或消除此轴向力，才能使泵正常工作。平衡装置很多，如平衡筋、平衡鼓、平衡盘以及美国专利US4086020所涉及的平衡孔平衡装置等。

对多级泵来说，作用到各级上的合成轴向力较大，故平衡轴向力问题显得尤为重要。目前多级泵轴向力的平衡大体上有以下六种方法：1、当工作叶轮为偶数时，将叶轮布置成两组背靠背或面对面的形式来平衡，这种方法虽然平衡了轴向力，但多级泵的结构复杂，增加了制造成本；2、在各个工作叶轮的背面设平衡室，并在叶轮的后盖板上钻孔，这种方法对轴向力平衡问题解决的不彻底；3、采用传统的在多级泵的末级叶轮后盖板侧设置平衡鼓来平衡轴向力是立式多级泵使用最广泛的一种方式，如DL泵等，当多级泵产生了轴向力之后，通过平衡鼓与静止件间的小间隙，在平衡鼓前后形成压力差，从而在平衡鼓上产生与轴向力方向相反的平衡力，从而消除轴向力的影响，这种方法对轴向力平衡问题解决的不彻底；4、采用传统的在多级泵的末级叶轮后盖板侧设置平衡盘和平衡环来平衡轴向力是卧式多级泵使用最广泛的一种方式，如GC泵、D型泵和DG泵等，当多级泵产生了轴向力之后，平衡盘就随转子向轴向推力的方向窜动，通过平衡盘与静止的平衡环间的间隙大小变化，调整平衡盘前后的压力差大小，在平衡盘上产生与轴向力方向相反的平衡力，从而消除轴向力，设计合理的平衡盘可以完全平衡轴向力；5、采用传统的在多级泵的末级叶轮后盖板侧设置平衡鼓、平衡盘和平衡环的联合装置也是一种常见的应用于多级泵的平衡轴向力装置，该联合装置综合了平衡盘和平衡鼓各自平衡轴向力的优点，设计合理的平衡盘和平衡鼓的联合装置可以完全平衡轴向力；6、目前，在消防自动灭火给水系统中的稳压泵、民用自动给水系统中的稳压泵、轻型(小型)多级泵和小型潜水电泵上，通常采用由电机轴承来承担轴向力负荷，由于电机轴承承载后，电机轴承寿命有限，造成泵寿命短，而消防自灭火给水系统和民用自动给水系统里的稳压泵是系统中运行时间最长的泵，因此稳压泵损坏率很高，往往成为自动给水系统的短板，极大的影响了自动给水系统的正常运转，从而可能极大的影响人身安全和人民生活。

发明内容

本发明的目的是提供一种泵用轴向力平衡装置，所述的这种泵用轴向力平衡装置要解决泵轴向力平衡的技术问题，所述的这种泵用轴向力平衡装置打破了传统轴向力平衡装置的布置型式，应用于双壳体泵能够使泵的结构简单、制造方便、成本低，且适用于改造目前广泛使用的由电机轴承负担轴向力的轻型(小型)双壳体泵，提高泵运行可靠性、延长泵使用寿命。

本发明的这种泵用轴向力平衡装置由吸水段、外壳体、内壳体、叶轮、旋转主轴、平衡旋转件、平衡静止件组成，其特征是：平衡旋转件被固定在旋转主轴上叶轮前盖板(吸入口)一侧，与叶轮等形成转动部件，转动部件安装在吸水段、内壳体里；平衡静止件被固定在吸水段上；平衡静止件内圆周与平衡旋转件外圆周之间形成间隙配合；吸水段上的孔与泵排出口连通。

其中，平衡旋转件布置于叶轮前盖板(吸入口)一侧。平衡旋转件可以是一个整体零件，也可以是由多个零件组装的部件。

其中，平衡静止件安装在吸水段上。平衡静止件可以是一个整体零件，也可以是由多个零件组装的部件。

其中，吸水段可以是只有吸入水功能的零件，也可以是既具有吸入水功能又具有排出水功能的零件。吸水段可以是一个整体零件，也可以是由多个零件组装的部件。

其中，吸水段上的孔既可以直接与泵排出口连通，也可以先与外置连通管连接后，外置连通管再与泵排出口连通。

本发明的工作原理是：平衡旋转件设置于泵的叶轮前盖板(吸入口)之前，平衡旋转件与叶轮之间的空间为低压区，平衡旋转件另一侧的空间与泵的排出口相通为高压区，平衡旋转件两侧压力不相等，形成压力差，从而使平衡旋转件受液体压力作用形成向低压区(即由叶轮吸入口向后盖板方向)的推力，这个推力可以平衡叶轮运转时产生的轴向力。