[实用新型]带节能型轴向力平衡装置的多级离心泵

说明书

技术领域

本实用新型涉及离心泵，特别是一种带节能型轴向力平衡装置的多级离心泵。

背景技术

众所周知，离心泵是一个通过电机带动转子转动将液体介质升压输送到所需要的地方的一种通用机械设备。在工作时，转子让液体介质产生压力的同时液体介质亦对转子产生压力，该压力必然推动转子产生轴向移动，影响离心泵的正常运作，为此，必须设法消除或平衡该轴向力。在现有技术中，常用的平衡轴向力的方法有：一是采用推力轴承，该方法只能在轴向力较小时采用。但在实际使用中，由于轴向力都比较大，单靠推力轴承平衡轴向力在设计中已很少采用；二是让转子的叶轮对称佈置，但该法不足的是前一级叶轮出口到后一级叶轮出口的流道连接复杂交错，实现困难；三是设置平衡孔或平衡管；四是平衡鼓、平衡盘联合作用，但上述两种方法在正常工作时，压力液体流经平衡装置的间隙，通过间隙形成的液体降落压回流来平衡轴向力，因此靠泄漏量产生的压降平衡轴向力的方法会造成水力损失。通常平衡盘的泄漏量平均为泵额定流量的6%，使这部分泄漏的液体将从泵获得的能量全部损失掉，大大降低了液体泵的效率。

发明内容

本实用新型的目的在于克服现有多级离心泵的轴向力平衡装置存在的缺陷，提供一种运行安全可靠、不容易产生泄漏或回流损失、效率高和节能的带节能型轴向力平衡装置的多级离心泵。

上述任务是以这样的方式实现的：一种带节能型轴向力平衡装置的多级离心泵，包括有壳体、转子轴和末级叶轮，其特征是：在末级叶轮后面壳体出水段密封腔内的转子轴上设有一个轴向力平衡装置，所述的轴向力平衡装置由轴套、键、支套、挡圈、压缩弹簧、内楔形橡胶垫和外楔形橡胶垫、楔形支环、内动环和外动环、压盖和静环组成，轴套安置于末级叶轮后面的转子轴上，通过键与转子轴上的键槽配合与转子轴连接在一起，设有环形凹槽的支套套接于轴套上，其后端通过螺钉以及套间通过键连接与轴套连接在一起，挡圈安置于支套环形凹槽底端，在挡圈与环形凹槽底端之间均匀设有若干个压缩弹簧，环形凹槽的弹簧孔与壳体出水段连通，外楔形橡胶垫和内楔性橡胶垫分别安置于支套环形凹槽的外环和内环上，其背部紧贴挡圈，一个与外、内楔形橡胶垫斜面配合的楔形支环安置于支套的环形凹槽内，内动环和外动环分别安置于楔形支环的内侧和外侧，压盖通过螺柱和螺母固定于出水段的壳体上，并以O型密封圈密封，静环安置于压盖腔内，并通过销与压盖连接在一起，其另一侧紧贴内动环和外动环。

在上述技术方案中，最好设有一根穿过压盖和静环的冷却水管，以便让冷却水润滑两个动环与静环之间的摩擦面，减少了磨损。此外，在冷却水管的进出口处还设置了漏液探测器，以便检测摩擦副端面的磨损泄漏情况。

本实用新型的工作原理是这样的：当启动多级离心泵后，叶轮转动带动液体介质的压力逐级升高，在各级叶轮后盖板上产生了由右至左的轴向力。与此同时，进入壳体出水段的高压液体介质，亦对本实用新型产生作用，但由于本轴向力平衡装置以两个动环密封，隔离了高压液体介质进入由支套、挡圈、两个楔形橡胶垫、楔形支环、两个动环和静环所形成的内腔内，此内腔仍处于常压状态，从而使支套在高压液体介质的压力作用下产生了由左至右的轴向外力。该轴向外力通过轴套和键加载于转子轴上，抵消了叶轮后盖板上产生的轴向力，实现了压力平衡。

本发明的有益效果如下：

1、运行安全可靠。由于本轴向力平衡装置采用双端面机械密封，即便外端面磨损快也只是介质泄漏增加，在外侧动环的密封端面隔离下仍有大面积的介质高压，继续维持叶轮轴轴向力的基本平衡，获得良好的平衡效果，自然减少滚动轴承的轴向载荷、防止转子轴轴向串动，达到保护转子及泵腔内零件和电机的安全的目的，增加了可靠性。

2、运行时基本无泄漏。支套和内外两个动环之间的密封是预压缩的弹簧和从出水段密封腔进入支套弹簧孔的液体介质的压力作用下，通过挡圈对内外两个橡胶楔垫的压紧而实现的，楔形支环的内外侧互成V形的两块楔环与内外两个橡胶楔垫形成锥面配合获得更可靠的密封效果。动环和静环之间的外端面密封依靠壳体出水段密封腔高压液体介质在圆环形区域上产生了摩擦副端面的压紧力。只要在该区域面积经严格设计使得压紧力略大于外端面密封间隙液体介质打开外端面所需的对动环的反压力，就可以实现端面刚好压紧、基本无泄漏而又不至于压紧力过大，保证摩擦副具有较长的寿命和微小的摩擦功率损失。