[实用新型]无轴向力节段式多级离心泵

说明书

本实用新型是一种无轴向力节段式多级离心泵，是属于泵和压缩机领域。

多级离心泵是各行各业常用的主要设备，特别是在石油.化工.水电.矿山.海洋等行业中，由于其性能参数范围较广而得到广泛的应用，现已成为不可缺少的关键设备之一。在多级离心泵的结构中，其关键部件叶轮是将来自原动机的能量，通过高速旋转，传递给液体，从而对液体作功，使液体能量增加。在原动机的能量通过叶轮传递转换的过程中，由于叶轮两侧液体压力不等，特别是在叶轮入口处液体压力比其相同直径尺寸的叶轮背面液体压力要低得多，此压差使得叶轮在高速旋转传递转换能量的过程中，就产生一个从叶轮背面指向叶轮进口的较大的轴向力，该轴向力使得离心泵转子部分发生轴向窜动，严重时使得转子与定子部分发生碰撞：摩擦：损坏设备，特别是随着叶轮级数的增加，其轴向力也成倍增加，严重威胁多级离心泵的正常运转。

为了避免轴向力对多级离心泵造成的不利影响，一般多级离心泵主要有两大类：涡壳式多级离心泵和节段式多级离心泵。涡壳式多级离心泵的优点是叶轮对称布置，其轴向力基本上可自平衡，零部件数量较少，检修安装较方便，但该系列泵级与级之间流道形状复杂，工艺性较差，铸造较困难，受力情况不好，壳壁需加厚，径向和轴向尺寸不紧凑，外形尺寸较大，成本高，价格昂贵，特别是在级数较多时制造更为困难，一般不超过三级，扬程范围较窄，受到一定的限制。而节段式多级离心泵通过设置平衡系统来平衡轴向力，由于该系列泵设置平衡系统，使该系列泵的总效率下降约3－8％，有时高达10％，而且使该系列泵零部件数量增加，使检修安装较为复杂，经常影响该系列泵的正常运行。但节段式多级离心泵有很多优点：流道形状规则，工艺性较好，制造加工较容易，普通设备就可加工，段与段之间承压面积较小，密封面窄，密封较容易，圆筒形受力情况较好，壁厚相对较薄，径向和轴向尺寸紧凑，外形尺寸较小，在性能参数相同的状况下，其重量只有涡壳式多级离心泵的50％，成本低，价格低廉，而且其级数取决于段与段之间的联接，其性能范围较广，为此，该系列泵使用范围和领域较广泛。

为了克服平衡系统带来的不利影响，发挥节段式多级离心泵的优势，又有如下两种无平衡系统节段式多级离心泵：

1.大轴向力节段式多级离心泵：该泵取消平衡系统，提高了效率，但其大轴向力是靠强力推力球轴承承受，为此，对轴承的性能及安装使用要求较严格，同时动密封腔压力较高，需设置动密封腔减压装置，仍可降低泵效率，而且级数也不多，扬程范围不是很广，该泵一般很少生产。

2.叶轮反向布置节段式多级离心泵：该泵前几级叶轮进口向左或向右，后几级叶轮进口向右或向左，通过其轴向力的反向，而抵消一大部分轴向力，剩余较小的轴向力由轴承承受，但该泵动密封腔压力较高，需设置动密封腔减压装置，降低泵效率，同时在叶轮反向布置的分界处，压差较大，泄漏量较大，同样降低泵效率3－5％，有时高达6－7％，该系列泵使用范围较一般。

综合上述分析，带平衡系统节段式多级离心泵虽具有较强的市场潜力和技术经济价值，但其轴向力及其平衡系统的采用，使得该系列泵零部件数量增加，技术难度加大，给安装；检修；使用造成极大的困难，严重威胁该系列泵的正常运转，同时大幅度降低该系列泵效率。

本实用新型的目的就是设计一种新型的节段式多级离心泵，该泵不但能做到无平衡系统，简化该系列泵结构，提高泵效率，而且能做到叶轮所产生的轴向力彼此完全抵消，转子部分对外不显示轴向力，同时动密封腔压力低，无需动密封腔减压装置。

本实用新型的目的是这样实现的：从外部看，采用的是两个进口，分别布置在该泵的两端，一个出口布置在该泵的最中间，从内部介质走向和叶轮布置来说，是从该泵的两端同时进入，流经叶轮及流道，从中间排出，末级叶轮为双吸叶轮且布置在最中间，以此为分界点，左右两边叶轮完全对称布置：即左右两边叶轮数量相等，型号大小相同，左右旋方向和进口方向相反，轴向力彼此互相抵消。该泵叶轮个数n与该泵级数s的关系为s＝（n－1）／2＋1［n＝2（s－1）＋1n为奇数］。

本实用新型只是将节段式多级离心泵设置成两端进入中间排出，通过采用叶轮完全对称布置结构来平衡其轴向力，来达到取消平衡系统，简化节段式多级离心泵的结构，提高该系列泵效率，同时给安装检修和使用带来极大的方便。又由于该泵设置有两个进口并布置在两端，将动密封腔介质压力降致最低，给动密封的应用创造了一个良好的使用环境，同时也降低了该系列泵汽蚀余量，为该系列泵的高速化奠定了一定的基础。

本实用新型由下列附图给出和实施

附图是根据本实用新型提出的无轴向力节段式多级离心泵结构剖面图。