專利名稱：一種電機上置的多級屏蔽泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種屏蔽泵，特別涉及一種具有泵機雙軸、電機上置、軸向力微小的多級屏蔽泵。該發(fā)明可廣泛應(yīng)用于市政、石化等領(lǐng)域的各種輸水系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
為了滿足輸水系統(tǒng)高揚程的要求，通常采用多級離心泵作為動力設(shè)備。但普通多級離心泵通常使用填料密封或機械密封，存在一定的液體泄漏，尤其是在偏離最優(yōu)工況運行時噪聲與振動大，軸承的負荷很大、泵的運行可靠性變差。這樣，不僅影響人們的工作與生活環(huán)境，也帶來一定的安全隱患。在有些場合也采用屏蔽泵作為輸水設(shè)備?，F(xiàn)有屏蔽泵的技術(shù)一般需要設(shè)置專門的水循環(huán)通道，用于冷卻電機、潤滑軸承。有些屏蔽泵采用了從泵出口管取高壓水、從軸中心孔向葉輪吸入口排出循環(huán)水的方法。這種方法的缺點是軸中心孔
加工困難，且循環(huán)水容易形成對葉輪進口水流的干擾。由于屏蔽泵軸系零部件的重力，以及作用在葉輪上的軸向水推力的作用，使得軸承負荷較大、軸承易于磨損，從而降低了泵的運行安全性和耐久性。近年來，屏蔽泵的設(shè)計技術(shù)不斷發(fā)展。如發(fā)明專利ZL200910135730. I采用了雙屏蔽水帶的設(shè)計概念，可以較大幅度降低機組的運行噪聲，但過流部件的結(jié)構(gòu)設(shè)計比較復雜，泵的流動損失較大?？傮w上，目前的屏蔽泵技術(shù)還有待改進。尤其當多級屏蔽泵使用在高樓供水系統(tǒng)或中央空調(diào)系統(tǒng)時，現(xiàn)有多級離心泵及屏蔽泵的技術(shù)在軸承的耐久性、泵運行的穩(wěn)定性方面均難以滿足需求。為了優(yōu)化多級屏蔽泵的水力設(shè)計，改善泵的結(jié)構(gòu)，進一步減輕泵所受的軸向水推力，需要設(shè)計一種新型多級屏蔽泵結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)能夠使得屏蔽泵具有輸送揚程高、軸承的軸向負荷低、流體無泄漏等特點，從而有效滿足各種輸水系統(tǒng)對機電設(shè)備的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種電機上置的多級屏蔽泵，該結(jié)構(gòu)能使屏蔽泵具有輸送揚程高、軸承的軸向負荷低等特點，保證提高軸承耐久性，從而改善泵的運行可靠性。本發(fā)明的技術(shù)方案如下一種電機上置的多級屏蔽泵，含有泵入口管，泵吸入口，泵進口，泵出口，泵出口管，首級葉輪，首級空間導葉，次級葉輪，次級空間導葉，泵段外殼，泵端聯(lián)接段，出水通道，中間聯(lián)接段，推力盤，上端軸承，電機軸，中端軸承，高壓水腔室，低壓水腔室，輔助軸承，泵軸，軸承座，電機轉(zhuǎn)子，定子，電機段外殼，循環(huán)水腔室，轉(zhuǎn)子屏蔽套，定子屏蔽套。所述的泵吸入口，首級葉輪，首級空間導葉，次級葉輪，次級空間導葉，出水通道和泵段外殼組成屏蔽泵的泵部分(泵段)。所述的電機轉(zhuǎn)子，定子，電機段外殼和電機軸組成電機部分(電機段)。所述的推力盤和軸承座組成屏蔽泵的推力軸承，其特征在于推力軸承安裝在泵端聯(lián)接段上，其下端面與高壓水腔室相接，其上端面與中間聯(lián)接段圍成的低壓水腔室相接。本發(fā)明的另一技術(shù)特征在于所述的泵部分位于多級屏蔽泵的下部，所述的電機部分位于多級屏蔽泵的上部，它們由中間聯(lián)接段分隔開，成為彼此獨立的結(jié)構(gòu)單元。
本發(fā)明的技術(shù)特征還在于電機軸由上端軸承和中端軸承支撐，泵軸由推力軸承和輔助軸承支撐。電機軸和泵軸通過設(shè)置在中間聯(lián)接段內(nèi)的聯(lián)軸裝置聯(lián)接。所述的電機轉(zhuǎn)子由轉(zhuǎn)子屏蔽套完全包裹，并固定在電機軸上。電機定子由定子屏蔽套完全包裹，并固定在電機段外殼內(nèi)。電機轉(zhuǎn)子，定子，轉(zhuǎn)子屏蔽套，定子屏蔽套均與電機軸同軸布置，且轉(zhuǎn)子屏蔽套與定子屏蔽套之間留有最好O. 15 O. 5mm的徑向間隙。所述的泵入口管與泵出口管位于同一軸線上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點及技術(shù)效果①推力軸承的下方為高壓水腔室，其上方為低壓水腔室。當泵正常運轉(zhuǎn)時，在高壓水腔室中將充滿來自屏蔽泵最后一級葉輪加壓后的高壓液體。該壓力直接作用在推力盤的下方；而在低壓水腔室中，只有從泵部分泄漏至中間聯(lián)接段的液體，其壓力遠低于高壓水腔室中液體的壓力。這樣作用在推力盤上的軸向合力朝上，可以抵消屏蔽泵組(含電機與泵)軸系重力的絕大部分，使得推力軸承的負荷大大降低。從而延長推力軸承的使用壽命。②由于泵部分與電機部分被中間聯(lián)接段 分隔開，成為彼此獨立的結(jié)構(gòu)單元。這樣，屏蔽泵組的整體結(jié)構(gòu)非常簡潔，使得安裝、檢修均十分便利。③對于屏蔽泵組，電機軸由上端軸承和中端軸承支撐，泵軸由推力軸承和輔助軸承支撐。它們通過設(shè)置在中間聯(lián)接段內(nèi)的聯(lián)軸裝置聯(lián)接。這樣，大大減小了機組的安裝難度，也降低了軸系零部件的加工要求。④泵入口管與泵出口管位于同一軸線上。這樣適合于很多運行現(xiàn)場的管線布置方式。


圖I為本發(fā)明提供的一種電機上置的多級屏蔽泵的主剖視圖。圖2為圖I中A-A斷面的剖視圖。圖中1_泵入口管；2_泵進口 ；3_泵段外殼；4_出水通道；5_泵端聯(lián)接段；6-推力盤；7_中間聯(lián)接段；8_電機段外殼；9-定子；10_上端軸承；11_循環(huán)水管；12_循環(huán)水腔室；13-轉(zhuǎn)子屏蔽套；14_電機轉(zhuǎn)子；15_電機軸；16_中端軸承；17_高壓水腔室；18_次級空間導葉；19_次級葉輪；20_首級空間導葉；21_首級葉輪；22_泵吸入口 ；23_泵出口管；24_泵出口 ；25_泵底座；26_定子屏蔽套；27_輔助軸承；28_泵軸；29_軸承座；30_低壓水腔室。
具體實施例方式下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的原理、結(jié)構(gòu)作進一步的說明。實施例如圖1-2所示，圖I為本發(fā)明提供的一種電機上置的多級屏蔽泵的主剖視圖，含有泵入口管1，泵進口 2，泵吸入口 22，首級葉輪21，首級空間導葉20，次級葉輪19，次級空間導葉18，高壓水腔室17，出水通道4，泵段外殼3，泵端聯(lián)接段5，泵軸28，泵出口管23，電機轉(zhuǎn)子14，電機軸15，定子9，電機段外殼8。其中泵吸入口 22，首級葉輪21，首級空間導葉20，次級葉輪19，次級空間導葉18，高壓水腔室17，出水通道4，泵段外殼3和泵端聯(lián)接段5組成屏蔽泵的泵部分即泵段，該泵段中泵吸入口 22，首級葉輪21，首級空間導葉20，次級葉輪19，次級空間導葉18由下到上依次設(shè)置形成泵段主體，該泵段主體頂部設(shè)置泵端聯(lián)接段5，泵端聯(lián)接段5次級空間導葉18間形成高壓水腔室17，泵段主體包裹在泵段外殼3內(nèi)，并在泵段外殼3與泵段主體之間設(shè)置出水通道4 ；電機轉(zhuǎn)子14，電機軸15，定子9和電機段外殼8組成電機部分即電機段。在泵部分與電機部分設(shè)有中間聯(lián)接段7，使得屏蔽泵的結(jié)構(gòu)單元相對獨立。電機轉(zhuǎn)子14由轉(zhuǎn)子屏蔽套13密封并固定在電機軸15上；在電機轉(zhuǎn)子14的徑向外側(cè)布置有定子9，其內(nèi)側(cè)、外側(cè)分別設(shè)有定子屏蔽套26和電機段外殼8。這樣在定子屏蔽套26和轉(zhuǎn)子屏蔽套13之間存在間隙流道，該流道與電機轉(zhuǎn)子兩側(cè)的軸承所處空間連通，即它間接與低壓水腔室30和循環(huán)水腔室12連通。在電機轉(zhuǎn)子14的兩側(cè)沿軸向設(shè)有上端軸承10和中端軸承16 ;推力盤6和軸承座29組成屏蔽泵的推力軸承，它與輔助軸承27共同支撐泵軸28。電機軸15與泵軸28由設(shè)置在中間聯(lián)接段7內(nèi)的聯(lián)軸裝置聯(lián)接。泵入口管I與泵出口管23布置在同一條軸線上。在循環(huán)水腔室12與泵入口管I之間設(shè)有循環(huán)水管11。
泵的工作過程如下來自泵進口 2的流體，經(jīng)泵吸入口 22進入首級葉輪21，流體被加壓后流入首級空間導葉20。之后，流體進入次級葉輪19及次級空間導葉18，到達高壓水腔室17。除少量流體通過推力軸承泄漏至中間聯(lián)接段7之外，絕大部分流體將經(jīng)由出水通道4流向泵出口24。由于屏蔽泵推力軸承的上下兩端分別為低壓水腔室30和高壓水腔室17，這樣形成了推力盤6兩端的壓差。在強大的壓差作用下，在高壓水腔室17中少量液體向低壓水腔室30泄漏，起到潤滑推力軸承的作用。由于推力盤上下兩端存在很大的壓差，形成的軸向力可以基本抵消屏蔽泵組軸系的重力，達到減輕推力軸承負荷、降低軸承磨損的效果。在中間聯(lián)接段7中的液體將進一步順著軸向流動，逐次通過中端軸承16、電機轉(zhuǎn)子屏蔽套與定子屏蔽套之間的間隙，以及上端軸承10，到達循環(huán)水腔室12。該部分液體在運動過程中，一方面起到潤滑軸承的作用，一方面也帶走了屏蔽泵工作時電機產(chǎn)生的熱量。只要該部分液體的流量控制合適，就可以為屏蔽泵組提供非常好的運轉(zhuǎn)環(huán)境。循環(huán)水腔室12中的液體在流體的剩余壓力作用下，通過循環(huán)水管11流向泵入口管1，重新回到泵進口 2。因此，該屏蔽泵的設(shè)計完全可以保證無液體泄漏運行。對于泵部分(段)，首級葉輪與首級空間導葉組成一個級單元。之后，每一個級單元都包括一個葉輪與一個空間導葉。每一個級單元最好設(shè)計成相同的結(jié)構(gòu)。根據(jù)屏蔽泵的運行揚程要求，可以采用更多的級單元。泵底座25安裝在屏蔽泵的最底部，一方面作為水力部件，是泵吸入室；一方面也是屏蔽泵組的底座，起到承受泵組全部重量的作用。由于在泵部分與電機部分設(shè)有中間聯(lián)接段7，使得屏蔽泵的結(jié)構(gòu)單元相對獨立。而且，由于電機軸15與泵軸28分別用不同的軸承組支撐，可以大大降低軸系的安裝難度以及相關(guān)零部件的加工精度要求。這樣的結(jié)構(gòu)設(shè)計對于屏蔽泵的檢修也十分有利。泵入口管I與泵出口管23布置在同一條軸線上。這樣的布置適合于許多屏蔽泵實際運用場合的管線布置。
權(quán)利要求
1.ー種電機上置的多級屏蔽泵，含有泵入口管(I)，泵進ロ(2)，泵吸入口(22)，首級葉輪(21)，首級空間導葉(20)，次級葉輪(19)，次級空間導葉(18)，泵段外殼(3)，泵端聯(lián)接段(5)，出水通道(4)，泵出口(24)，泵出口管(23)，推力盤(6)，中間聯(lián)接段(7)，上端軸承(10)，電機軸(15)，中端軸承(16)，高壓水腔室(17)，低壓水腔室(30)，輔助軸承(27)，泵軸(28)，軸承座(29)，電機轉(zhuǎn)子(14)，定子(9)，電機段外殼(8)，循環(huán)水腔室(12)，轉(zhuǎn)子屏蔽套(13)，定子屏蔽套(26)，所述的泵吸入ロ(22)，首級葉輪(21)，首級空間導葉(20)，次級葉輪(19)，次級空間導葉(18)，出水通道(4)，泵軸(28)和泵段外殼(3)組成屏蔽泵的泵段，所述的電機轉(zhuǎn)子(14)，定子(9)，電機段外殼(8)和電機軸(15)組成電機段，所述的推力盤(6)和軸承座(29)組成屏蔽泵的推力軸承，其特征在于推力軸承安裝在泵端聯(lián)接段(5)上，其下端面與高壓水腔室(17)相接，其上端面與中間聯(lián)接段(7)圍成的低壓水腔室(30)相接。
2.按照權(quán)利要求I所述的電機上置的多級屏蔽泵，其特征在于所述的泵段位于多級屏蔽泵的底部，所述的電機段位于多級屏蔽泵的上部，它們由中間聯(lián)接段(7)分隔開，成為彼此獨立的結(jié)構(gòu)單元。
3.按照權(quán)利要求I或2所述的電機上置的多級屏蔽泵，其特征在于所述的電機軸(15)由上端軸承(10)和中端軸承(16)支撐，泵軸(28)由推力軸承和輔助軸承(27)支撐；電機軸(15)和泵軸(28)通過設(shè)置在中間聯(lián)接段(7)內(nèi)的聯(lián)軸裝置聯(lián)接。
4.按照權(quán)利要求I或2所述的電機上置的多級屏蔽泵，其特征在于所述的電機轉(zhuǎn)子(14)由轉(zhuǎn)子屏蔽套(13)完全包裹，并固定在電機軸(15)上；電機的定子(9)由定子屏蔽套(26)完全包裹,并固定在電機段外殼(8)內(nèi)；電機轉(zhuǎn)子(14),定子(9),轉(zhuǎn)子屏蔽套(13),定子屏蔽套(26)均與電機軸(15)同軸布置，且轉(zhuǎn)子屏蔽套(13)與定子屏蔽套(26)之間留有O. 15 O. 5mm的徑向間隙。
5.按照權(quán)利要求I所述的電機上置的多級屏蔽泵，其特征在干所述的泵入口管(I)與泵出口管(23)位于同一軸線上。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電機上置的多級屏蔽泵，將電機部分設(shè)置在屏蔽泵的上部，泵部分設(shè)置在屏蔽泵的底部，在它們之間設(shè)有中間聯(lián)接段。此結(jié)構(gòu)設(shè)計非常有利于屏蔽泵組的安裝與維護；在泵部分與中間聯(lián)接段之間設(shè)有推力軸承。該推力軸承的下端面與泵部分的高壓水腔室相接，上端面與中間聯(lián)接段圍成的低壓水腔室相接，這樣形成指向屏蔽泵上部的軸向水推力，可平衡屏蔽泵組軸系的重力，使得推力軸承的負荷降低至零附近。電機轉(zhuǎn)子和定子分別由轉(zhuǎn)子屏蔽套與定子屏蔽套密封，在兩個屏蔽套之間留有間隙。通過推力軸承的少量液體依次通過各軸承、屏蔽套間隙，達到潤滑軸承、冷卻電機的作用。從結(jié)構(gòu)上保證了無滲漏、順暢的流體輸送，使得泵的運行耐久性得到提高。
文檔編號F04D29/42GK102840142SQ201210364998
公開日2012年12月26日 申請日期2012年9月26日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者潘曉暉, 羅先武, 林安國, 宋顏青 申請人:上海創(chuàng)科泵業(yè)制造有限公司