[发明专利]一种小流量高扬程双壳多级泵及泵轴的制作工艺

说明书

技术领域

本发明属于多级泵技术领域，特别是涉及到一种小流量高扬程双壳多级泵及泵轴的制作工艺。

背景技术

多级离心泵，采用了国家推荐使用的高效节能水力模型，具有高效节能、性能范围广，目前工业上广泛使用多级离心泵，但因原有泵设计理论局限，材料及加工能力限制，无法满足小流量，高扬程的需要，小流量泵最高扬程1000米，但也是牺牲使用寿命而取得的，并且泵效率低，经常维修，逐步被高速泵、柱塞泵所取代，但高速泵存在无法输送含有杂质的介质问题，且泵效率与多级泵持平，柱塞泵也无法输送含有杂质的介质，且还无法提供连续稳定无脉动的流速，这会对下游化工装置造成很大的伤害。

因此现有技术当中亟需要一种新型的技术方案来解决这一问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有小流量多级离心泵效率低、扬程低等问题，提供一种小流量高扬程双壳多级泵，比现有的小流量离心泵效率高出30％～280％，扬程高出50～100倍，有长期稳定运行的使用寿命。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案为提供一种小流量高扬程双壳多级泵，其特征是：泵体为双壳体结构，该泵体包括驱动端轴承体、机械密封、泵盖、吸入段、套筒联轴器、吸入端连接盖、泵筒体、泵转子、出口端连接盖、吐出段，所述驱动端轴承体的传动轴通过套筒联轴器与泵转子同轴连接；所述机械密封套接在驱动端轴承体的传动轴上，并且机械密封外部与泵盖径向内侧相抵触；所述泵筒体设置在泵转子的外部，并与泵转子同轴布置，泵筒体一端通过吸入端连接盖与吸入段连接，泵筒体的另一端通过出口端连接盖与吐出段连接；所述泵转子包括泵轴、叶轮、叶轮定位套、滑动轴承，所述泵轴通过膜片联轴器与驱动电机的轴连接；所述叶轮通过叶轮定位套与泵轴连接，叶轮的叶片数量为七枚，相邻叶片交错布置，叶片边缘为采用公式y²＝2px绘制的曲线结构，其中x和y分别为平面内点的横坐表和纵坐标，p为参数，0＜x＜p/2,-p＜y＜p,0＜p＜1，叶轮口环部采用流线形结构；所述滑动轴承套设在泵轴上，并与泵筒体连接。

所述驱动端轴承体和泵盖内部均设置有冷却腔。

所述泵轴和叶轮均采用镍基高温合金CH4169材料。

制作泵轴的工业包括以下操作步骤，

步骤一、选取直径180mm镍基高温合金圆钢作为合金圆钢坯料；

步骤二、将所述合金圆钢坯料置于中频加热炉中加热至1000℃～1100℃，保温50～70小时，使合金圆钢内部分子结构熔合；

步骤三、将经过步骤二获得的合金圆钢移送到电阻加热炉加热至1200℃～1400℃进行结晶，结晶后冷却至常温；

步骤四、将经过步骤三获得的合金圆钢放入电阻加热炉加热至1200℃～1280℃，并将合金圆钢送至轧机，经2～3次轧制，获得直径为30mm～50mm的合金圆钢，放入水中冷却至常温；

步骤五、重复步骤四，获得直径为20mm～40mm的合金圆钢；

步骤六、经过步骤一到步骤五，切割去除合金圆钢端部蛇头弯，并将合金圆钢通过双曲线校直机进行挤压校直，其中挤压力为80KN，校直精度差为≤3mm/m，获得直径18.5mm～25.5mm的合金圆钢；

步骤七、通过车刀对经步骤六获得的合金圆钢进行外表车削加工，获得直径18mm～25mm的合金圆钢；

步骤八、经过车削加工后，将合金圆钢送至加热炉加热至9800C并保持48小时进行退火；

步骤九、经过步骤一到步骤八，用拉力80KN对合金圆钢进行拉拔处理；

步骤十、经过冷拔后，经数控机床加工成装配精度，获得直径18mm～25mm的泵轴；铣键加工，在泵轴上获得用于装配叶轮的键槽，键槽宽度为1.5mm～3mm；

步骤十一、泵轴加工完后再次采用双曲线校直机精校泵轴成品，其中挤压力为80KN，最终获得直径为18mm～25mm的泵轴。

通过上述设计方案，本发明可以带来如下有益效果：

第一、泵体为双壳体结构，双壳体结构增加了泵运行的安全稳定性；

第二、该双壳多级泵的核心部件泵轴及叶轮采用航空发动机镍基高温合金CH4169材料制得，可适应气、固、液三相混流介质，使用寿命长，泵体可安全运行20年以上；

第三、优化了叶片外形，减少了叶片尖端的涡流造成的损耗。

第四、叶轮采用自平衡结构，吸入段采用中心支撑重载荷结构，稳定可靠，安全性高；