带有平衡装置的离心泵以及平衡该离心泵的轴向力的方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种单级或多级离心泵，其具有用于平衡该泵的轴向力的新颖的盘型装置。盘型平衡装置在平衡盘(22)和对立构件(28)的非轴向表面(50)和(52)中的至少一个中设置有至少一个环形沟槽(54)。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】带有平衡装置的离心泵以及平衡该离心泵的轴向力的方法本专利技术涉及一种根据权利要求1的前序部分的带有平衡装置的离心泵和一种根据权利要求12的前序部分的平衡离心泵的轴向力的方法。更具体地，本专利技术涉及具有用于平衡泵的轴向力的新颖的盘型装置的单级或多级离心泵。用于平衡离心泵的轴向力的装置通常用于多级泵，其具有高的压头，并在相同的轴上设置有若干个相继的离心叶轮。在一个叶轮或多个叶轮于泵中轴向地抽吸液体并从泵中径向地排出液体时，产生轴向力。轴向力倾向于朝着泵的入口拉拽所述一个或多个叶轮，由此，当将叶轮组保持就位时，泵的轴承经受相当大的轴向力。为了减小轴承经受的轴向力，并因而使得能够使用较小或较轻的轴承或不同类型的轴承，已开发了用于平衡轴向力的装置。现有技术已知用于平衡轴向力的两种基本类型的装置。一种是所谓的鼓型平衡装置，并且另一种是盘型平衡装置。混合平衡装置也是已知的，即一种包括平衡鼓和平衡盘的平衡装置。在大多数情况下，当从泵入口朝着泵出口观察时，平衡装置被定位在泵轴上，位于最后的叶轮后面。然而，如果需要，则能够将离心泵构造成使得平衡装置在多级离心泵的级之间或者在其一个或多个叶轮前面。盘型平衡装置可以被认为是两种基本平衡装置中的优选选择，这是由于盘型平衡装置自动地调整其操作，即，轻微的磨损根本不影响平衡装置的操作，然而，鼓型平衡装置即便最轻微的磨损，也导致该平衡装置的平衡能力的变化。此外，盘型平衡装置还在轴向方向上占用比鼓型平衡装置小的空间。本专利技术稍后更详细地讨论的盘型平衡装置由紧固在泵的轴上的平衡盘和固定的对立构件形成。在大多数情况下，对立构件布置成在叶轮或多个叶轮中的一个叶轮与平衡盘之间从泵蜗壳或壳体径向向内延伸。通常，固定的对立构件是离心泵的最后的泵送级的后壁。平衡盘和对立构件在它们之间留有径向延伸的腔，所谓的平衡腔。平衡盘或对立构件或者两者在平衡盘的外周边处具有环形的轴向延伸，有时是单独的圆环，用于减小平衡盘与对立构件之间的腔的轴向尺寸，以便限制来自泵的加压液体的泄漏流动。然而，应理解的是，当从泵的入口开口的方向上观察时，平衡装置、即平衡盘、其对立构件和平衡腔还可位于一个或多个叶轮前面。在这种情况下，需要沿着单独的流动通道将加压液体带到平衡腔。盘型平衡装置起作用，从而使得通过叶轮或叶轮组加压的液体的一部分如离心泵中众所周知地进入在最后的泵送级的叶轮后面的腔，并且经由在泵的轴或平衡盘的轴套与固定的对立构件之间的空隙找到其到平衡盘与固定的对立构件之间的径向延伸的平衡腔的路径。既然液体的压力在实践中不降低，那么泵送液体的全压力就会影响旋转的平衡盘，以将平衡盘从泵的入口推开，即与由叶轮产生的轴向力相反。由此，对泵的轴承加载的轴向推力是具有相反方向的两个轴向力的差。通过合适地确定平衡装置的尺寸，可使两个相反的力相等，导致零推力，由此，可使轴的轴承变为不能承载任何轴向负载的滑动轴承。然而，在加压液体在平衡盘和其对立构件之间的平衡腔中径向向外流动时，液体到达环形延伸或环并进入环形延伸或环与其对立表面之间的环形缝隙。既然环形缝隙非常细，即其深度非常小，并且径向地在环上的压力差相对高(主要取决于泵的压头)，细的缝隙中的液体的流动速度就会高。由于液体的高速度，所以平衡盘与对立构件之间的缝隙中的压力低，导致了在高的流动速度的区域中，即在环区域处，盘不能产生任何明显的轴向力。结果，在合适的状况下，液体流的进入环与其对立表面之间的缝隙的一部分暂时蒸发成蒸汽。特别地，在这样的状况下，即，与离蒸汽压力有多远相比，平衡装置上的压力差为高的状况下，平衡装置操作。细的缝隙中的液体的暂时蒸发容易导致环与其对立表面之间的机械接触，所述机械接触至少增加摩擦损失，并且升高了表面温度。此外，液体的突然蒸发可能导致对立表面之间的冲击，这是由于它们互相碰撞。摩擦和冲击从长远看都可引起磨损，所述磨损随着时间的过去可导致用新的平衡装置代替平衡装置的需求。换句话说，由于平衡装置交替地在低摩擦和高摩擦情形下操作，所以在平衡装置的操作中可看到的第一个问题是与功率消耗的波动相结合的高的功率消耗。上述问题，首先是对立表面之间的机械接触已被建议通过增加平衡盘的直径从而增加平衡盘的有效区域来解决。然而，这在泵的所有操作状况下不能防止液体沸腾的情况下导致了平衡装置的功率消耗的相当大的升高。换句话说，现有技术的改进导致了提高的功率消耗和不时的磨损相关的问题。因而，本专利技术的目的是设计一种这样的用于离心泵的新颖的平衡装置，其降低了平衡装置的功率消耗。本专利技术的另一目的是设计一种这样的用于离心泵的新颖的平衡装置，其显著降低了或者完全消除了平衡装置的功率消耗中的波动。本专利技术的又一目的是设计一种这样的用于离心泵的新颖的平衡装置，其防止了平衡盘与其对立构件之间的机械接触。本专利技术的又一目的是开发一种这样的用于离心泵的新颖的平衡装置，其自动地调整其操作间隙。通过如下所述的离心泵，这些问题中的至少一个问题被解决，并且本专利技术的这些目的中的至少一个目的被满足，所述离心泵包括：泵壳体，其具有入口和出口；轴，其通过滑动轴承被密封并安装至泵壳体，该轴可在轴向方向上移动；至少一个叶轮，其被紧固在轴上，以便与之一起旋转；和用于平衡轴向力的装置；平衡装置包括紧固在轴上用于与之一起旋转并具有外周的平衡盘和与泵壳体结合布置的固定的对立构件；平衡盘和对立构件在它们之间留有平衡腔；平衡盘具有被界定于外周的第一非轴向表面，并且对立构件具有第二非轴向表面，第一和第二非轴向表面相互面对并在它们之间留有细的缝隙，其中，第一和第二非轴向表面中的至少一个设置有至少一个环形沟槽，和在平衡盘下游的节流器。本专利技术的其他特有的特征在所附从属权利要求中变得明显。本专利技术相对现有技术的平衡装置带来以下优点：功率消耗中没有波动或具有非常小的波动；比传统的盘型平衡装置低的功率消耗；比传统的盘型平衡装置小的盘半径；平衡盘与其对立表面之间的缝隙的连续调整；平衡盘对于其整个径向范围都能够承载负载；平衡装置可对于不同的泵特性、特别是对于变化的压头容易地调整；和与鼓型平衡装置相反，可能的磨损对平衡装置的功能没有影响。以下将参考附图更详细地讨论本专利技术，附图中：图1示意性地并且在轴向截面中图示了包括根据本专利技术的第一优选实施例的盘型平衡装置的多级离心泵；图2示意性地图示了根据本专利技术的第一优选实施例的平衡装置的轴向的更详细的截面；图3图示了根据本专利技术的第一优选实施例的第一变化的平衡装置的详细轴向截面；图4图示了根据本专利技术的第一优选实施例的第二变化的平衡装置的详细轴向截面；图5图示了根据本专利技术的第一优选实施例的第三变化的平衡装置的详细轴向截面；图6图示了根据本专利技术的第二优选实施例的平衡装置的详细轴向截面；图7图示了根据本专利技术的第三优选实施例的平衡装置的详细轴向截面；图8图示了根据本专利技术的第四优选实施例的平衡装置的详细轴向截面；图9图示了根据本专利技术的第五优选实施例的平衡装置的详细轴向截面；图10图示了根据本专利技术的第六优选实施例的平衡装置的详细轴向截面；图11图示了根据本专利技术的第七优选实施例的平衡装置的详细轴向截面；和图12图示了根据本专利技术的第八优选实施例的平衡装置的详细轴向截面。图1图示了具有壳体10的多级离心泵的轴向截面，壳体10具有入口12和出口14，壳本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种离心泵，包括：泵壳体，其具有入口(12)和出口(18)；轴(14)，其通过滑动轴承(40)密封并安装至所述泵壳体，所述轴(14)可在轴向方向上移动；至少一个叶轮(16)，其紧固在所述轴(14)上，用于与之一起旋转；以及用于平衡轴向力的装置(20)；所述平衡装置(20)包括紧固在所述轴(14)上用于与之一起旋转并具有外周的平衡盘(22)以及与所述泵壳体结合布置的固定的对立构件(28)；所述平衡盘(22)和所述对立构件(28)在它们之间留有平衡腔(36)；所述平衡盘(22)具有被定界至所述外周的第一非轴向表面(50、50’)，并且所述对立构件(28)具有第二非轴向表面(52)，所述第一和所述第二非轴向表面(50、50’；52)相互面对并在它们之间留有细的缝隙(36’)，其特征在于，所述第一和所述第二非轴向表面(50、50’；52)中的至少一个设置有至少一个环形沟槽(54、64、74、84’、84”、94’)，以及在所述平衡盘(22)下游的节流器。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.03.17 EP 16160876.51.一种离心泵，包括：泵壳体，其具有入口(12)和出口(18)；轴(14)，其通过滑动轴承(40)密封并安装至所述泵壳体，所述轴(14)可在轴向方向上移动；至少一个叶轮(16)，其紧固在所述轴(14)上，用于与之一起旋转；以及用于平衡轴向力的装置(20)；所述平衡装置(20)包括紧固在所述轴(14)上用于与之一起旋转并具有外周的平衡盘(22)以及与所述泵壳体结合布置的固定的对立构件(28)；所述平衡盘(22)和所述对立构件(28)在它们之间留有平衡腔(36)；所述平衡盘(22)具有被定界至所述外周的第一非轴向表面(50、50’)，并且所述对立构件(28)具有第二非轴向表面(52)，所述第一和所述第二非轴向表面(50、50’；52)相互面对并在它们之间留有细的缝隙(36’)，其特征在于，所述第一和所述第二非轴向表面(50、50’；52)中的至少一个设置有至少一个环形沟槽(54、64、74、84’、84”、94’)，以及在所述平衡盘(22)下游的节流器。2.根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于，所述对立构件(28)设置有具有所述第二非轴向表面(52)的对立环(26)。3.根据前述权利要求中的任一项所述的离心泵，其特征在于，所述平衡盘(22)设置有具有所述第二非轴向表面(50’)的环形环(86)。4.根据前述权利要求中的任一项所述的离心泵，其特征在于，所述第一和所述第二非轴向表面(50、50’；52)中的至少一个设置有多个圆形环(94)，用于在它们之间形成环形沟槽(94’)。5.根据前述权利要求中的任一项所述的离心泵，其特征在于，所述沟槽(54、64、74、84’、84”、94’)具有深度，所述深度为所述细的缝隙(36’)的深度的至少10倍。6.根据前述权利要求中的任一项所述的离心泵，其特征在于，所述环形沟槽(54、64、74、84’、84”、94’)在与所述第一和所述第二非轴向表面(50；52)成直角的...

【专利技术属性】
技术研发人员：M克依维科，K特依提恩，H海斯坎恩，T加斯曼，
申请(专利权)人：苏尔寿管理有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士,CH