[发明专利]一种能够平衡静态转子轴头力的深井矿用潜水泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种矿用潜水泵，具体涉及一种能够平衡静态转子轴头力的深井矿用潜水泵。

背景技术

矿用潜水泵是煤矿透水排水救援的重要设备。据了解，经过各项测试均合格的深井矿用潜水泵，下放到深水矿井中后常发生转子无法启动的情况。经理论分析发现，深井矿用潜水泵在启动前，深井潜水泵的转子底部受到液体轴向的轴头力是转子无法正常启动的原因，该轴头力与泵轴头的淹没深度成正比，在深井中轴头力非常大，轴头力形成的阻力矩远超电机的启动负荷。

根据潜水泵设计理论，转子的设计需进行动态条件下的轴向力平衡。轴向力平衡的方法主要有平衡孔、平衡鼓、平衡盘、以及多种方法的连用等。这些轴向力平衡方法有效的前提条件是在叶轮运转过程中叶轮前后的液体产生压差，通过压差产生反向的轴向力来平衡转子已有的轴向力。而深井矿用潜水泵在启动前，叶轮未运转，叶轮前后的液体几乎没有压差，无法平衡轴向力，且矿用潜水泵潜入不同深度，轴头力变化巨大，故常用的轴向力平衡方法不能平衡静态转子的轴头力。

发明内容

为了克服现有的泵转子动态轴向力平衡方法无法实现深井矿用潜水泵静态转子轴向力平衡的问题，本发明提出了一种能够平衡静态转子轴头力的深井矿用潜水泵。

本发明是通过以下技术手段实现上述技术目的的。

一种能够平衡静态转子轴头力的深井矿用潜水泵，包括从上到下依次连接的电机顶盖、电机、电机底座，其特征在于，在电机的轴顶部固定一推力盘，所述推力盘上端设有推力盘凹槽，所述推力盘上还设置有与推力盘凹槽相连通的径向的推力盘通孔，所述电机顶盖上设置有径向的电机顶盖通孔，所述电机为湿式电机，所述电机底座上设有轴向的通孔。

进一步地，所述电机顶盖通孔处设置有筛网。

进一步地，所述推力盘轴向力平衡直径d₂根据式确定，其中，ρ为矿井水密度，h为深井矿用潜水泵的潜水深度，d₁为轴头力受力直径，∑S_上为向上轴肩的面积之和，∑S_上为向下轴肩的面积之和，G_转子为转子重量。

进一步地，所述推力盘通过螺钉固定在轴的顶端。

进一步地，所述推力盘通孔、电机顶盖通孔、电机底座上的通孔均为多个。

进一步地，所述电机底座上的通孔处设置有滤网。

本发明所述的深井矿用潜水泵，通过将所述潜水泵底端的高压水引入到转子顶部；产生反向的轴头力平衡轴头力，使深水潜水泵转子启动前的轴向力接近零；并对引入的液体进行过滤，从而确保深井矿用潜水泵正常启动及可靠运转。

附图说明

图1为本发明所述深井矿用潜水泵的结构图。

图2为图1中轴顶端及相连接部件的局部放大图。

图中：

1-泵底座，2-诱导轮，3-叶轮，4-导叶，5-电机底座，6-机械密封，7-泵筒体，8-轴，9-电机筒体，10-电机定子，11-推力盘，12-筛网，13-电机顶盖，14-电机顶盖通孔，15-推力盘通孔，16-推力盘凹槽，d₁-轴头力受力直径，d₂-推力盘轴向力平衡直径。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如图1所示，本发明所述的深井矿用潜水泵，包括从上到下依次连接的电机顶盖13、电机、电机底座5，在电机的轴8顶部固定一推力盘11，推力盘11通过螺钉固定在轴8的顶端。所述推力盘11上端设有推力盘凹槽16，所述推力盘11上还设置有与推力盘凹槽16相连通的径向的推力盘通孔15，所述电机顶盖13上设置有径向的电机顶盖通孔14，所述电机底座5上设有轴向的通孔。较佳地，所述推力盘通孔15、电机顶盖通孔14、电机底座5上的通孔均为多个。

当将所述潜水泵放置在深水矿井中时，矿井中含杂质的液体从泵底座1依次进入诱导轮2和叶轮3及导叶4，然后从电机底座5上的通孔流入泵筒体7和电机筒体9之间的环形通道，依次经过电机顶盖通孔14、推力盘通孔15进入推力盘凹槽16，推力盘凹槽16的底面受到液体向下的力，以平衡轴头力，电机通电后，泵转子启动前的轴向力很小，从而能够正常运转起来。电机底座5与轴8的配合处设置机械密封6；电机定子10位于电机筒体9内部的空间内，电机筒体9内部充满过滤后的干净矿井水。