具有產(chǎn)生軸向推力的雙吸葉輪的泵的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種設備，所述設備包括立式雙吸泵，主要具備泵殼體和設于泵殼體中軸上的雙吸葉輪。所述泵殼體具有泵殼體壁。所述雙吸葉輪具有帶金屬框邊的上護罩和下護罩，所述金屬框邊被構造為形成雙吸葉輪和泵殼體壁之間的上隔離環(huán)面和下隔離環(huán)面，以阻擋從葉輪排出口到葉輪入口的再循環(huán)流。所述隔離環(huán)面被構造為在兩個護罩上建立不同壓力分布，從而產(chǎn)生可控的、有目的性的軸向推力載荷。所述隔離環(huán)面可以在幾何形狀上不同。
【專利說明】具有產(chǎn)生軸向推力的雙吸葉輪的泵
[0001]相關申請的交叉參考
[0002]本申請要求提交于2011年8月11日的第13/207，473號美國專利申請(代理人案卷號:911-002.043-1 (F-G1-1102US))的權益，其全部內(nèi)容以引用方式并入。
【背景技術】
[0003]1.【技術領域】
[0004]本發(fā)明涉及一種泵或泵組件、裝置或組合；并且更具體地涉及用于在這樣的泵或泵組件、裝置或組合(例如，立式雙吸泵)中提供軸向推力的技術。
[0005]2.相關技術簡述
[0006]單吸式葉輪沿其旋轉軸線方向產(chǎn)生液壓推力載荷。在垂直懸掛泵中，這些軸向推力載荷由位于泵轉子組件底部的一個或多個葉輪發(fā)出，通過泵軸傳送，并為位于泵頂部的馬達的止推軸承所吸收。在立式泵中軸向推力載荷是有利的，基于如下兩個原因:
[0007]I)在受力情況下施加于泵軸的軸向推力載荷可增強轉子系統(tǒng)的轉子動態(tài)剛度。
[0008]2)施加于泵軸的軸向推力載荷可改善泵的旋轉件對固定件的內(nèi)部對準。
[0009]典型的雙吸式葉輪不從液壓力產(chǎn)生軸向推力載荷；因為它們關于葉輪中心線的對稱幾何形狀具有作用在兩個護罩上的相同壓力。因此，當?shù)湫偷碾p吸葉輪用于垂直懸掛泵時，軸向推力載荷泵軸的好處難以實現(xiàn)，并且這些類型的泵可靠性很差。
[0010]鑒于上述情況，工業(yè)泵行業(yè)長期感覺需要改進設計或技術來解決關于在工業(yè)泵或泵組件、裝置或組合(包括立式雙吸泵)中實現(xiàn)軸向推力載荷的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0011]根據(jù)本發(fā)明的一些實施例，提供了一種設備，包括例如立式雙吸泵，其具備泵殼體和設于泵殼體中軸上的雙吸葉輪。所述泵殼體具有泵殼體壁。所述雙吸葉輪具有帶金屬框邊的上護罩和下護罩，所述金屬框邊被構造為形成在雙吸葉輪和泵殼體的泵殼體壁之間的上隔離環(huán)面(或環(huán)圈)和下隔離環(huán)面(或環(huán)圈)，以阻擋來自葉輪排出口的再循環(huán)流，從而能夠作用于上護罩和下護罩，并由于上護罩和下護罩上不同的液體壓力而形成可控的軸向推力載荷。
[0012]實際上，本發(fā)明提供了一種特殊的雙吸式葉輪設計，其由于作用在葉輪護罩上的不同軸向液壓力而形成可控的軸向推力載荷。雙吸葉輪設計的上護罩和下護罩上的金屬框邊或環(huán)圈造成或形成雙吸葉輪和泵殼體壁之間的隔離環(huán)面或環(huán)圈。由于金屬框邊發(fā)生了隔離，對來自葉輪排出口的再循環(huán)流的阻擋能夠作用在葉輪的上護罩和下護罩上。上隔離環(huán)面(或環(huán)圈)和下隔離環(huán)面(或環(huán)圈)可以在葉輪的上護罩和下護罩之間幾何形狀不同，從而在平行于葉輪旋轉軸線的方向上造成壓力差。因此，在雙吸葉輪設計上創(chuàng)建了軸向推力載荷，該設計通常在旋轉軸線方向上不具有顯著的液壓推力載荷。
[0013]如果垂直懸掛泵采用這種創(chuàng)新的雙吸式葉輪設計，至少有如下益處:
[0014]-在受力情況下施加于泵軸的軸向推力載荷增加轉子系統(tǒng)的轉子動態(tài)剛度，從而提高泵的可靠性。
[0015]-在受力情況下施加于泵軸的軸向推力載荷改善泵轉子和外殼之間的內(nèi)部對準，從而延長軸承和軸的磨損壽命。
[0016]-在葉輪與泵殼體壁之間裝入一對隔離環(huán)面可減少泵中的內(nèi)泄漏，這提高了容積效率和整體泵效率。
[0017]-在葉輪與泵殼體壁之間裝入一對隔離環(huán)面可抑制來自泵殼體再循環(huán)的二次流，并將這類流與葉輪護罩的顫動隔離。這減輕了泵轉子系統(tǒng)上不良的軸向振動。
[0018]-構成葉輪上的隔離環(huán)面的金屬環(huán)圈位于葉輪外徑的最小修整值上。在不損害本發(fā)明的有益效果的情況下，允許葉輪具有各種修整直徑。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]附圖不一定按比例繪制，其中包括:
[0020]圖1是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的具有有利推力的立式雙吸泵形式的設備的局部剖視圖。
[0021]圖2是圖1所示裝置設備的下部的局部剖視圖。
[0022]圖3是根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的雙吸葉輪的頂部透視圖。
[0023]在該示例性實施例的以下描述中參考了附圖，附圖構成本申請的一部分，并且在附圖中通過說明其中本發(fā)明可得以實施的實施例來進行圖示。應當理解，可以利用其他實施例并且可以進行結構和操作改變而不脫離本發(fā)明的范圍。
【具體實施方式】
[0024]圖1顯示一般表示為10的根據(jù)本發(fā)明的一些實施例的立式雙吸泵形式的設備。本發(fā)明將通過舉例方式對于這樣的立式雙吸泵進行描述，但是無意將本發(fā)明的范圍限于此類型或種類的泵、泵組件、裝置或組合。例如，設想到其中本發(fā)明被以其他類型或種類的泵或泵組件、裝置或組合實現(xiàn)的實施例，無論現(xiàn)在已知的或是以后將開發(fā)的。
[0025]在圖1和圖2中，立式雙吸泵10包括泵殼體12和設于其中軸15上的雙吸葉輪14(見圖3)。泵殼體12具有泵殼體壁16。所述雙吸葉輪14具有帶金屬框邊22和24的上護罩和下護罩18和20，所述金屬框邊被構造為形成雙吸葉輪14和泵殼體12的泵殼體壁16之間的上隔離環(huán)面和下隔離環(huán)面，以阻擋來自葉輪排出口 120、122的再循環(huán)流F而能夠作用于上護罩和下護罩18和20,并在位于葉輪14上方和下方的相應的被隔離部30內(nèi)由于雙吸葉輪14的上護罩和下護罩18和20上不同的液體壓力而造成可控的軸向推力載荷LA。所述被隔離部30由隔離環(huán)面22、24和泵耐磨環(huán)40、42建立。
[0026]在操作中，雙吸葉輪14和泵殼體壁16之間的一對隔離環(huán)面22和24減少泵10內(nèi)的泄漏，從而提高了體積效率和整體泵效率，并且還衰減來自泵殼體再循環(huán)的二次流并將這類流動隔離以免振顫雙吸葉輪14的上護罩和下護罩18和20。這可減輕設備10的整體泵轉子系統(tǒng)上的不良軸向振動。
[0027]根據(jù)一些實施例，上隔離環(huán)面和下隔離環(huán)面22和24也可以在雙吸葉輪14的上護罩和下護罩18和20之間在幾何形狀上有改變，以在平行于雙吸葉輪14的旋轉軸線A的方向上產(chǎn)生壓力差。[0028]上隔離環(huán)面和下隔離環(huán)面22和24可被構造為在雙吸葉輪14上產(chǎn)生可控的軸向推力載荷La，所述雙吸葉輪14通常在旋轉軸線A的方向上基本上沒有液壓推力載荷。
[0029]上隔離環(huán)面和下隔離環(huán)面22和24可以被構造為形成沿上護罩或下護罩18和20至少部分地朝向軸15延伸的被隔離部，一般地用箭頭30標示。(在圖2中，上葉輪護罩18的被隔離部30由箭頭30所指的黑線標識，下葉輪護罩20被理解為具有由下隔離環(huán)面24構造并形成的類似的被隔離部。
[0030]金屬框邊22和24可以被構成為處于相對于雙吸葉輪14的外徑的最小修整值如圖所示，例如圖2中所示。然而，本文無意將本發(fā)明的范圍限于在圖2所示的金屬框邊22和24的具體結構、高度或位置。例如，可以設想這樣的實施例，其中金屬框邊22和24被配置或設置在與(例如)圖2所示不同的位置，包括被配置在上護罩和下護罩18和20上，更靠攏較近的葉輪排出口 120、122的外徑，或包括被配置在上護罩和下護罩18和20更靠攏較接近軸15的外周邊。金屬框邊22和24被配置在上護罩和下護罩18和20上的特定位置，并且具有足夠的高度以阻擋來自葉輪排出口 120、122的再循環(huán)流F而能夠作用于上護罩和下護罩18和20，并由于上護罩和下護罩18和20上不同的液體壓力而形成可控的軸向推力載荷La。如圖所不，金屬框邊22和24被構造為基本上完全圍繞上護罩和下護罩18和20延伸。
[0031]此外，設備10 (例如，如圖1和2所示)還包括不形成本文所述的基本發(fā)明的部分的其他元件或部件(這應當為本領域技術人員所理解)，并因此不在文中詳述，其中包括:排放管組件100 ;配置在馬達安裝組件115和連接到軸15的馬達組件110 ;連接在泵殼體12和排氣管道組件100之間的葉輪排出口 120、122 ;以及一般地用箭頭130指示的布置在殼體組件125與軸15之間的波紋管式機械端面密封裝置，這些通過本發(fā)明人等人構成另一個專利申請的部分。
[0032]本發(fā)明的范圍
[0033]應當理解，除非文中另有說明，任何針對特定實施例描述的特征、特性、替代或修改也可適合、用于或結合本文描述的任何其它實施例。還有，文中附圖未按比例繪制。
[0034]盡管針對示例性實施例對本發(fā)明作了描述，然而可對它們進行上述的和其他各種添加和省略，而不偏離本發(fā)明的精神和范圍。
【權利要求】
1.一種設備，包括立式雙吸泵，其包括: 泵殼體，其具有泵殼體壁；以及 雙吸葉輪，其在所述泵殼體中設置于軸上，并具有帶金屬框邊的上護罩與下護罩，所述金屬框邊被構造為形成所述雙吸葉輪和所述泵殼體的壁之間的上隔離環(huán)面和下隔離環(huán)面，以阻擋來自葉輪排出口的再循環(huán)流而能夠作用于所述上護罩和下護罩，并由于所述上護罩和下護罩上不同的液體壓力而形成可控的軸向推力載荷。
2.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中所述上隔離環(huán)面和下隔離環(huán)面在所述雙吸葉輪的所述上護罩和下護罩之間在幾何形狀上有改變，從而在平行于所述雙吸葉輪的旋轉軸線方向上產(chǎn)生壓力差。
3.根據(jù)權利要求2所述的設備，其中所述上隔離環(huán)面和下隔離環(huán)面被構造為在所述雙吸葉輪上產(chǎn)生所述可控的軸向推力載荷，所述雙吸葉輪通常在所述旋轉軸線方向上不具有顯著的液壓推力載荷。
4.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中所述金屬框邊被構造為處在相對于所述雙吸葉輪的外徑的最小修整值上。
5.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中所述上隔離環(huán)面或環(huán)圈和下隔離環(huán)面或環(huán)圈被構造為形成所述上護罩和下護罩的被隔離部，所述被隔離部至少部分地向所述軸延伸。
6.根據(jù)權利要求1所述的設備，其中所述金屬框邊被構造為基本上完全圍繞所述上護罩或下護罩延伸。
【文檔編號】F04D1/00GK104024641SQ201280039310
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2012年8月9日 優(yōu)先權日:2011年8月11日
【發(fā)明者】保羅·W·本克, 馬修·J·科倫 申請人:Itt制造企業(yè)有限責任公司