一种四涡室三出口自平衡多级泵制造技术

本发明专利技术提供了一种四涡室三出口自平衡多级泵，包括：设置在泵壳体上的进水段、出水段和次级进水段，所述进水段和次级进水段对称地设置在所述出水段的两侧，所述进水段上设置有第一预设角度进水段进口，所述次级进水段上设置有第二预设角度的次级进水段进口，所述出水段上设置有一高压出口和两低压出口，所述进水段和所述出水段之间设置有导叶，所述出水段和所述进次级水段之间设置有反导叶，所述导叶和所述反导叶对称地设置在所述出水段的两侧，所述泵壳体的中心部沿轴向设置有中心轴，所述导叶和所述反导叶均套设在所述泵壳上。本发明专利技术的四涡室三出口自平衡多级泵，避免了泵转子部件的启动时的轴向窜动和运行时的轴向脉动，有效地提高可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种四涡室三出口自平衡多级泵
本专利技术涉及多级泵
，具体而言，涉及一种四涡室三出口自平衡多级泵。
技术介绍
节段式多级泵是一种高扬程泵，广泛应用于电力、煤炭开采、油田注水和石油化学工业。随着工业的发展，节段式多级泵的单机容量越来越大，对泵的要求除了效率和气蚀性能以外，其可靠性要求也越来越高。然而可靠性尚没有一个与设计参数相联系的统一的计算公式以便进行比较，因此，设计时往往成为一种抽象的要求，无法预先估计。采用优质钢材固然是提高泵的可靠性的一方面，然而作为设计者，合理的结构设计无疑是可靠性得以保证的另一方面。目前，现有技术中的节段式多级泵结构复杂，并且不够合理。例如公开号为CN2646424Y的中国专利公开了一种高压自平衡节段式离心泵，包括泵转子部件，泵壳，前、后轴承部件和拉紧螺栓，将对称布置的叶轮转子部件与壳体的节段式有机结合，采用外置管道形成叶轮对称布置所需的流道；壳体按节段式的形式和级数分为进水段、中段、出水段和内流道进水段，出水段布置在泵的中部，采用分段式拉紧螺栓紧固各段形成泵壳体的整体；通过多级非接触式螺旋密封和注入有新型合成材料的泥状填缝料密封部件形成组合密封。所述的组合密封是指叶轮级间密封、中间轴套密封以及节流衬套密封所构成的多级非接触式螺旋密封；与低压腔相通的平衡腔室；新型合成材料的泥状填缝料密封和套杯式填料函。现有技术中的这种节段式多级泵的缺点非常明显，由于其多级叶轮按同一方向顺序布置，运行时产生的轴向力高达数十吨，必须通过平衡盘机构进行平衡，而平衡盘机构不足以平衡轴向力时，其余轴向力则由角接触球轴承承受。当运行工况频繁变化时，轴向力的变化必然造成泵转子部件的频繁窜动而常常使平衡盘发生瞬间摩擦，甚至出现因平衡盘咬死而导致断轴事故发生。为了减少平衡盘咬死的隐患，采用角接触球轴承进行限位，并承受剩余轴向力，但又造成平衡盘的动态平衡功能受限制。因此，该类型泵平衡盘和角接触球轴承在运行工况频繁变化时的相互干涉是导致在部份使用条件下，两者使用寿命短和可靠性差的致命因素。
技术实现思路
鉴于此，本专利技术提出了一种四涡室三出口自平衡多级泵，旨在解决现有多级泵在运行时易产生轴向力，使得泵转子部件频繁窜动，进而影响多级泵的使用寿命和可靠性的问题。本专利技术提出了一种四涡室三出口自平衡多级泵，包括：设置在泵壳体上的进水段、出水段和次级进水段，所述进水段和次级进水段对称地设置在所述出水段的两侧，所述进水段上设置有第一预设角度进水段进口，所述次级进水段上设置有第二预设角度的次级进水段进口，所述出水段上设置有一高压出口和两低压出口，所述进水段和所述出水段之间设置有导叶，所述出水段和所述次级进水段之间设置有反导叶，所述导叶和所述反导叶对称地设置在所述出水段的两侧，所述泵壳体的中心部沿轴向设置有中心轴，所述导叶和所述反导叶均套设在所述泵壳上，所述中心轴的一端端部伸出所述泵壳体的外部，并且伸出泵壳体的外部的中心轴端部与转子部件连接；其中，所述进水段进口的第一预设角度δ1按照如下公式计算：其中，式中，δ1为进水端进口的预设角度，L1为进水段至出水段的距离，H为出水口至泵中心轴的距离，R为高压出口的直径，r1为进水口的直径，为高压出水口的设置角度；所述次级进水段进口的第二预设角度δ2按照如下公式计算：其中，式中，δ2为次级进水端进口的预设角度，L2为次级进水段至出水段的距离，H为高压出水口至泵中心轴的距离，R为高压出水口的直径，r2为次级进水口的直径，为高压出水口的设置角度。进一步地，所述进水端进口底端的侧壁的截面曲线由ab段、bc段、cd段构成，三段分别按照下述曲线规律设定，其中，ab段曲线公式为：其中，δ1为进水端进口的预设角度，L1为进水端进口至高压出水口的距离，r1为进水端进口的直径；bc段曲线公式为：l2＝r1×[l1]×sin(δ1+30)×tanδ1(8)其中，δ1为进水端进口的预设角度，[l1]为ab段曲线的长度，r1为进水端进口的直径；cd段曲线公式为：其中，δ1为进水端进口的预设角度，[l1]为ab段曲线的长度，[l2]为bc段曲线的长度，r1为进水端进口的直径。进一步地，上述四涡室三出口自平衡多级泵中，所述两低压出口的设置方向均垂直于所述中心轴的轴向方向。进一步地，上述四涡室三出口自平衡多级泵中，所述两低压出口的出水方向与所述高压出口的出水方向相同。进一步地，上述四涡室三出口自平衡多级泵中，所述导叶与所述反导叶地设置数量相等，且均与多级泵的级数相同。进一步地，上述四涡室三出口自平衡多级泵中，所述进水段和所述出水段之间设置有预设数量的前中段和中段。进一步地，上述四涡室三出口自平衡多级泵中，当所述多级泵的级数大于2时，所述前中段的预设数量为2。进一步地，上述四涡室三出口自平衡多级泵中，当所述多级泵的级数大于3时，所述中段的预设数量为2n-6，其中n为所述多级泵的级数。进一步地，上述四涡室三出口自平衡多级泵中，所述进水段、出水段以及次级进水段的中心轴线均与所述泵壳体中的中心轴垂直。进一步地，上述四涡室三出口自平衡多级泵中，所述次级进水段伸入所述泵壳体中心部的流道，并与所述中心轴之间通过轴封部件密封连接。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于，本专利技术提供的四涡室三出口自平衡多级泵通过在四涡室三出口自平衡多级泵上设置具有预设角度的进水口，以使水流在进入泵体过程中与进水段入口侧壁发生对冲作用，形成与多级泵运行时内部产生的轴向力方向相反的对冲力，进而抵消多级泵运行过程中产生的轴向力，有效的防止了泵转子部件的频繁窜动，确保了多级泵在运行过程中的稳定性，提高了多级泵的使用寿命和可靠性。尤其，在本专利技术中，当进水端进口至高压出水口的距离越短、高压出水口的直径越小时，进水端进口的预设角度越大，也即，进水端进口趋近于直角，水流在进入泵体过程中与进水段入口侧壁发生对冲作用越小；反之，当进水端进口至高压出水口的距离越长、高压出水口的直径越大时，进水端进口的预设角度越小，也即，进水端进口趋近于锐角，水流在进入泵体过程中与进水段入口侧壁发生对冲作用越大；通过泵体结构的改变，进而改变水流冲击的大小。同理，高压出水口至泵中心轴的距离越大，进水端进口的直径大，进水端进口的预设角度越大，也即，进水端进口趋近于直角，水流在进入泵体过程中与进水段入口侧壁发生对冲作用越小；高压出水口至泵中心轴的距离越小，进水端进口的直径小，进水端进口的预设角度越小，也即，进水端进口趋近于锐角，水流在进入泵体过程中与进水段入口侧壁发生对冲作用越大。在进口较大时，水流速度一定程度的降低，此时，可以通过降低冲击作用来实现对冲力的平衡。尤其，本专利技术提供的四涡室三出口自平衡多级泵通过在出水段的另一侧与进水段相对的次级进水段设置预设角度的反向进水口，且反进水段中设置有反导叶，在多级泵运行过程中产生反轴向力，进而与多级泵运行过程中进水段产生的轴向力相抵消，进一步防止了泵转子部件的频繁窜动，提高了多级泵的使用寿命和可靠性。进一步地，本专利技术提供的四涡室三出口自平衡多级泵，通过在高压出口的两侧对称地设置低压出口，进一步确保多级泵在使用过程中的稳定性，延长了多级泵的使用寿命。附图说明通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种四涡室三出口自平衡多级泵，其特征在于，包括：设置在泵壳体上的进水段、出水段和次级进水段，所述进水段和次级进水段对称地设置在所述出水段的两侧，所述进水段上设置有第一预设角度进水段进口，所述次级进水段上设置有第二预设角度的次级进水段进口，所述出水段上设置有一高压出口和两低压出口，所述进水段和所述出水段之间设置有导叶，所述出水段和所述次级进水段之间设置有反导叶，所述导叶和所述反导叶对称地设置在所述出水段的两侧，所述泵壳体的中心部沿轴向设置有中心轴，所述导叶和所述反导叶均套设在所述泵壳上，所述中心轴的一端端部伸出所述泵壳体的外部，并且伸出泵壳体的外部的中心轴端部与转子部件连接；其中，所述进水段进口的第一预设角度δ1按照如下公式计算：其中，

【技术特征摘要】
1.一种四涡室三出口自平衡多级泵，其特征在于，包括：设置在泵壳体上的进水段、出水段和次级进水段，所述进水段和次级进水段对称地设置在所述出水段的两侧，所述进水段上设置有第一预设角度进水段进口，所述次级进水段上设置有第二预设角度的次级进水段进口，所述出水段上设置有一高压出口和两低压出口，所述进水段和所述出水段之间设置有导叶，所述出水段和所述次级进水段之间设置有反导叶，所述导叶和所述反导叶对称地设置在所述出水段的两侧，所述泵壳体的中心部沿轴向设置有中心轴，所述导叶和所述反导叶均套设在所述泵壳上，所述中心轴的一端端部伸出所述泵壳体的外部，并且伸出泵壳体的外部的中心轴端部与转子部件连接；其中，所述进水段进口的第一预设角度δ1按照如下公式计算：其中，式中，δ1为进水端进口的预设角度，L1为进水端进口至高压出水口的距离，H为高压出水口至泵中心轴的距离，R为高压出水口的直径，r1为进水端进口的直径，为高压出水口的设置角度；所述次级进水段进口的第二预设角度δ2按照如下公式计算：其中，式中，δ2为次级进水端进口的预设角度，L2为次级进水段至出水段的距离，H为高压出水口至泵中心轴的距离，R为高压出水口的直径，r2为次级进水口的直径，为高压出水口的设置角度。2.根据权利要求1所述的四涡室三出口自平衡多级泵，其特征在于，所述进水端进口底端的侧壁的截面曲线由ab段、bc段、cd段构成，三段分别按照下述曲线规律设定，其中，ab段曲线公式为：其中，δ1为进水端进口的预设角度，L1为进水端进口至高压出水口的距离，r1为进水端进口的...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗瑞祥，龚贤辉，
申请(专利权)人：长沙佳能通用泵业有限公司，
类型：发明
国别省市：湖南,43