离心水泵的轴向力平衡结构制造技术

技术编号:15564311 阅读:168 留言:0更新日期:2017-06-09 22:33
本实用新型专利技术公开了一种离心水泵的轴向力平衡结构,该轴向力平衡结构包括泵体、叶轮、泵轴和泵盖;泵体内部设有低压区、高压区和次压区;其中,次压区由叶轮、泵轴和泵盖之间界定;并且,泵轴在叶轮端的轴心处设有泵轴轴孔,并且还设有泵轴通孔;泵轴通孔和泵轴轴孔是流体连通的;泵轴通孔的开口与次压区连通,而泵轴轴孔的开口与低压区连通,从而使得次压区的流体介质通过泵轴通孔和泵轴轴孔流入低压区。本实用新型专利技术的轴向力平衡结构可提高离心泵的水力效率和轴泵强度,节约成本。

【技术实现步骤摘要】
离心水泵的轴向力平衡结构
本技术涉及机械领域,更具体地涉及一种离心水泵的轴向力平衡结构。
技术介绍
在现有的离心泵装置中,水泵输送介质经叶轮做功后,通过叶轮上的平衡孔流回叶轮进口处低压区,以此抵消叶轮两侧的压力,达到平衡轴向力目的。但现有结构存在以下缺陷:1、影响水力效率。水泵输送介质经叶轮做功后,通过平衡孔直接回流至叶轮的进口,对进口流道处的旋转液流造成冲击,使叶轮流道内的流束造成紊乱,影响水泵的运行效率。2、零件质量隐患。在叶轮后盖板处钻平衡孔时不仅容易损坏叶轮内叶片,还对叶轮的结构强度造成影响。3、零件加工处理问题。在叶轮上钻平衡孔,钻孔产生的毛刺附着在叶轮内部,需要及时剔除,影响生产效率。因此本领域迫切需要开发新的有效提高水力效率,提高泵轴的强度,便于加工,同时又节约成本的技术。
技术实现思路
本技术的目的就是对离心水泵的通过平衡孔平衡轴向力的结构进行改进,取缔在叶轮上开设平衡孔的措施,采用在泵轴上开设泵轴轴孔和泵轴通孔的结构,使次压区的流体介质通过泵轴通孔和泵轴轴孔流入离心水泵进口的低压区,从而使叶轮流道内介质不受冲击,保证离心水泵运行效率,并保证叶轮盖板结构完整性和强度;提高泵轴的强度,也减少了泵轴的重量,节约材料成本。本技术提供了一种离心水泵的轴向力平衡结构,所述轴向力平衡结构包括泵体1、叶轮2、泵轴4和泵盖6;所述泵体内部设有低压区、高压区和次压区;当所述离心水泵工作时,流体介质从进口进入低压区,经叶轮2做功升压后,部分流体介质进入所述高压区,部分流体介质进入所述次压区;其中,所述的次压区由所述叶轮2、所述泵轴4和所述泵盖6之间界定;并且,所述泵轴4在叶轮端的轴心处设有泵轴轴孔3,并且还设有泵轴通孔7;所述泵轴通孔7和所述泵轴轴孔3是流体连通的;所述泵轴通孔7的开口与所述次压区连通,而所述泵轴轴孔3的开口与所述低压区连通,从而使得所述次压区的流体介质通过泵轴通孔7和泵轴轴孔3流入所述的低压区。所述离心水泵的轴向力平衡结构还设有用于密封泵轴4的机械密封件5。所述泵轴通孔7的数量为1-4个。在另一优选例中,所述泵轴通孔7的数量为2个,所述泵轴通孔7过轴心,且对称分布。所述泵轴通孔7的总面积为∑St,所述泵轴轴孔3的面积为S0,二者之比∑St/S0为0.7-1.5,优选地0.8-1.2,更佳地0.9-1.1。当配套电机功率为11kW~160kW时,所述泵轴4的直径D为35mm~70mm。当配套电机功率为11kW~160kW时,所述泵轴4的空心部分直径d为12mm~30mm。所述空心部分直径d与所述泵轴4的轴径D的比例d/D为0.05~0.75,优选地0.2~0.6,更佳地0.3~0.5。在另一实施例中,所述叶轮2开设平衡孔。所述离心水泵的轴向力平衡结构适用于多级离心水泵,较佳地适用于单级离心水泵,更佳地适用于单级单吸式离心水泵。应理解,在本技术范围内中,本技术的上述各技术特征和在下文(如实施例)中具体描述的各技术特征之间都可以互相组合,从而构成新的或优选的技术方案。限于篇幅,在此不再一一累述。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术一个实例中的轴向力平衡结构的纵剖面构造图;图2是本技术一个实例的对比例的轴向力平衡结构纵剖面构造图;图3是本技术的参数对照曲线。各附图中,各标示如下:0-进口;1-泵体;2-叶轮;3-泵轴轴孔;4-泵轴;5-机械密封件;6-泵盖;7-泵轴通孔;13-平衡孔;A-高压区;B-次压区;C-低压区。具体实施方式本专利技术人经过广泛而深入的研究,通过大量筛选,首次开发了一种离心水泵的轴向力平衡结构。该离心水泵的轴向力平衡结构提高了离心水泵的运行效率,并保证了叶轮盖板结构的完整性,同时提高泵轴的强度,也减少了泵轴的重量,节约材料成本。在此基础上完成了本技术。术语如本文所用,术语“水力效率”是指除去水力损失的液体功率和未经水力损失的液体功率之比。离心水泵的轴向力平衡结构本技术提供了一种离心水泵的轴向力平衡结构,它是一种具有特定结构的离心水泵的轴向力平衡结构。典型地,与原有离心水泵的轴向力平衡结构相比,本技术将离心水泵的泵轴在靠近叶轮端的轴心处设有泵轴轴孔,并且在泵轴的径向方向上开设泵轴通孔。所述泵轴通孔过轴心,且对称分布,所述泵轴通孔与所述泵轴轴孔流体连通,所述泵轴通孔位于所述泵轴轴孔距叶轮较远的一端,泵轴通孔的开口与离心水泵的次压区连通,所述泵轴通孔的开口位于离心水泵的次压区与泵轴接触段,且靠近叶轮的一端。泵轴轴孔的开口与低压区连通,离心水泵的工作介质从次压区通过上述泵轴轴孔和泵轴通孔流入低压区,这样的设计基本不对叶片进口处液流造成影响,保证了水泵的运行效率。在另一优选例中,所述离心水泵的轴向力平衡结构取消了原轴向力平衡结构叶轮上开设平衡孔的设计,避免损坏叶轮内叶片,同时增加了叶轮的结构强度,若在叶轮上钻平衡孔,钻孔产生的毛刺附着在叶轮内部,影响生产效率,需要及时剔除毛刺,使生产工艺复杂化并增加了生产成本。在另一优选例中,离心水泵可保留叶轮上开设平衡孔的设计,辅助本技术的泵轴轴孔和泵轴通孔平衡轴向力。在另一优选例中,离心水泵可保留叶轮上开设平衡孔的设计,但相比原离心水泵的平衡孔有所改进,现有的平衡孔的孔径可相对小一些,并且平衡孔的位置可更加贴近叶轮中心,减少对进口处液流的影响。在本技术中,对于泵轴材质、泵轴大小和泵功率等没有特别限制。就材质而言,可以采用本领域常规的泵轴材质,例如不锈钢、合金材料等。就泵轴的大小而言,代表性的泵轴直径为5~200mm,较佳地10~150mm,更佳地20~100mm。就泵轴的长短而言,代表性的泵轴长度为50~3000mm,较佳地90~2500mm,更佳地150~2000mm。就泵功率而言,代表性的泵功率为1~500kW,较佳地5~250kW,更佳地10~200kW。通常,本领域技术人员能够根据需要来确定合适的泵功率、泵轴材质、泵轴直径、泵轴长度等参数。在本技术中,可以用常规方法形成泵轴轴孔和泵轴通孔。一种方法是先形成实心泵轴,然后加工形成上述的泵轴轴孔和泵轴通孔。另一种方式是通过直接模压或直接铸造,形成具有所述泵轴轴孔和泵轴通孔的泵轴。在另一优选例中,所述离心水泵的轴向力平衡结构适用于多级离心水泵(比如:两级、三级离心水泵)。当用于多级离心水泵时,本技术的轴向力平衡结构适用于靠近离心水泵入口处的叶轮和轴的改造,其他叶轮以及轴段保持原有结构不变。在另一优选例中,所述离心水泵的轴向力平衡结构适用于单级单吸离心泵、单级双吸离心泵、多级离心泵、自吸离心泵、电动机泵和柴油机泵等。适用于本技术的水泵没有特别限制,代表性的例子包括(但并不限于):输送泵、循环泵、消防泵、排污泵、计量泵、输液泵、消泡泵、流程泵、输油泵、给水泵、排水泵、疏水泵等。此外,本技术的水泵可适用于各种不同的介质,其中代表性的水泵包括(但并不限于):清水泵、污水泵、海水泵、本文档来自技高网...
离心水泵的轴向力平衡结构

【技术保护点】
一种离心水泵的轴向力平衡结构,其特征在于,所述轴向力平衡结构包括泵体(1)、叶轮(2)、泵轴(4)和泵盖(6);所述泵体内部设有低压区、高压区和次压区;其中,所述的次压区由所述叶轮(2)、所述泵轴(4)和所述泵盖(6)之间界定;并且,所述泵轴(4)在叶轮端的轴心处设有泵轴轴孔(3),并且还设有泵轴通孔(7);所述泵轴通孔(7)和所述泵轴轴孔(3)是流体连通的;所述泵轴通孔(7)的开口与所述次压区连通,而所述泵轴轴孔(3)的开口与所述低压区连通,从而使得所述次压区的流体介质通过泵轴通孔(7)和泵轴轴孔(3)流入所述的低压区。

【技术特征摘要】
1.一种离心水泵的轴向力平衡结构,其特征在于,所述轴向力平衡结构包括泵体(1)、叶轮(2)、泵轴(4)和泵盖(6);所述泵体内部设有低压区、高压区和次压区;其中,所述的次压区由所述叶轮(2)、所述泵轴(4)和所述泵盖(6)之间界定;并且,所述泵轴(4)在叶轮端的轴心处设有泵轴轴孔(3),并且还设有泵轴通孔(7);所述泵轴通孔(7)和所述泵轴轴孔(3)是流体连通的;所述泵轴通孔(7)的开口与所述次压区连通,而所述泵轴轴孔(3)的开口与所述低压区连通,从而使得所述次压区的流体介质通过泵轴通孔(7)和泵轴轴孔(3)流入所述的低压区。2.如权利要求1所述的轴向力平衡结构,其特征在于,所述离心水泵的轴向力平衡结构还设有用于密封泵轴(4)的机械密封件(5)。3.如权利要求1所述的轴向力平衡结构,其特征在于,所述泵轴通孔(7)的数量为1-4个。4.如权利要求3所述的轴向力平衡结构,其特征在于,所述泵轴通孔(7...

【专利技术属性】
技术研发人员:胡凯陈晶晶张锡淼
申请(专利权)人:上海连成集团有限公司
类型:新型
国别省市:上海,31

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