一种电机内置式多级低温离心泵制造技术

本发明专利技术提供了一种电机内置式多级低温离心泵，包括前壳、电机壳和后壳，前壳内设有正叶轮和正导叶、电机壳中设有电机、后壳内设有反叶轮和反导叶，电机壳位于前壳与后壳之间，前壳端部设有进口喇叭管，后壳与电机壳之间设有出口蜗壳，所述正叶轮、电机转子、反叶轮通过转轴组件串联，电机转子从中部直接与转轴组件连接，驱动转轴组件旋转进而带动正叶轮、反叶轮以及诱导轮转动。低温液体由进口喇叭管进入泵体，并经正叶轮、反叶轮加压从出口蜗壳喷出。本发明专利技术将电机内置并通过低温液体冷却降温，整体密封性好，体积小、重量轻，结构紧凑，特别适用于低温、易挥发液体的输送。易挥发液体的输送。易挥发液体的输送。

【技术实现步骤摘要】
一种电机内置式多级低温离心泵


[0001]本专利技术属于离心泵领域，具体为一种电机内置式多级低温离心泵。

技术介绍

[0002]低温液体输送中，例如LNG(液化天然气)的开采和输送环节，需用到低温泵。现有低温泵泵体与电机分开，泵体转轴伸出泵壳体与电机连接，转轴与壳体之间通过动密封装置密封，但要保证低温环境下的密封性能，对于动密封装置特别是密封材料的要求很高；目前泵电机铁芯损耗高、发热量大，电机转速越高、发热越厉害，通常采用风冷装置冷却，不仅增大了泵的体积，而且散热性能也差。随着低温液体相关产业的发展，低温泵的应用范围以及性能要求都相应提升，故需要研发出一种密封性强、散热效果好、体积小的低温泵。

技术实现思路

[0003]针对现有技术中存在不足，本专利技术提供了一种电机内置式多级低温离心泵，提升泵的密封以及散热性能。
[0004]本专利技术是通过以下技术手段实现上述技术目的的。
[0005]一种电机内置式多级低温离心泵，包括前壳、电机壳和后壳；前壳内设有正叶轮和正导叶，电机壳内设有电机定子和电机转子，后壳内设有反叶轮和反导叶；电机壳位于前壳与后壳之间；前壳一端连接有进口喇叭管，另一端与电机壳固连；后壳与电机壳之间通过出口蜗壳固连；所述正叶轮、电机转子和反叶轮通过转轴组件串联；
[0006]所述转轴组件包括前轴、驱动轴和管轴；所述正叶轮固连在前轴上，所述电机转子与驱动轴固连，所述反叶轮固连在管轴上；
[0007]所述驱动轴和管轴均为中空结构，沿低温液体流动方向的最后一级正叶轮出口通过驱动轴和管轴内腔与沿低温液体流动方向的第一级反叶轮进口连通。
[0008]进一步地，还设有进口诱导轮和驱动诱导轮；进口诱导轮位于泵进口处，进口诱导轮固连在前轴上；驱动诱导轮设置在驱动轴内腔中。
[0009]进一步地，所述管轴末端还设有尾端叶轮，所述后壳内设有与尾端叶轮配合的尾端导叶。
[0010]进一步地，所述正叶轮的数量Nz与反叶轮的数量Nf之间满足Nf＝Nz+1+N
’
，其中Nz≥1，N
’
为N取整后的数值，N＝Fy/Fz，Fy为进口诱导轮和驱动诱导轮共同产生的轴向力，Fz为单个正叶轮产生的轴向力。
[0011]进一步地，所述正导叶与正叶轮数量相同；所述反导叶比反叶轮少一个。
[0012]进一步地，所述管轴内腔通过尾端叶轮和尾端导叶与沿低温液体流动方向的第一级反叶轮的进口连通。
[0013]进一步地，所述前轴端部通过轴承与进口喇叭管连接，尾端叶轮端部通过轴承与后壳连接。
[0014]进一步地，沿低温液体流动方向的最后一级正导叶端部设有端管，端管与驱动轴
内腔连通。
[0015]进一步地，所述电机壳与出口蜗壳之间设有电机隔板，电机隔板与反叶轮之间设有密封圈。
[0016]进一步地，所述管轴内设有管轴诱导轮。
[0017]本专利技术的有益效果为：
[0018](1)本专利技术低温离心泵，电机内置，电机转子和电机定子直接浸泡在低温液体中，散热效果好。
[0019](2)传统低温泵采用泵体与电机分体式结构，泵体转轴伸出泵壳体与电机连接，转轴需通过动密封装置保证伸出壳体区域的密封性，但低温泵输送的是低温液体，工作在低温环境中，低温环境下动密封装置的密封性能难以保证；本专利技术电机内置，且位于中部，电机转子直接与驱动轴相连，无需动密封装置，完全不会发生泄漏，泵整体的密封效果好，满足低温、易挥发，特别是有毒有害液体的输送要求。
[0020](3)本专利技术采用正叶轮与反叶轮组合方式，并计算得到正叶轮与反叶轮的数量，设置正叶轮与反叶轮的旋向相反，轴向力相互抵消，避免叶轮产生巨大的轴向力对泵产生的危害，使得离心泵整体的轴向力达到平衡。
[0021](4)本专利技术转轴组件的设计，通过驱动轴及管轴内腔，使最后一级正叶轮出口与第一级反叶轮进口连通，无需设置额外的连通管路。
[0022](5)本专利技术通过低温液体冷却电机，取消传统的风冷装置；通过内置电机直接从中部区域驱动转轴组件，取消了传统的联轴器以及动密封装置；通过转轴组件连通正叶轮与反叶轮，取消额外的外部连通管路；使得低温离心泵体积缩小、重量减轻、结构紧凑，特别是轴向距离缩短；最终使得适应性提高，能满足更多应用场景。
[0023](6)本专利技术在泵进口以及驱动轴内腔中设置诱导轮，提升低温液体驱动压力，减小因压力降低而造成的汽蚀风险。
[0024](7)本专利技术的驱动诱导轮，还起到连接驱动轴内轴和驱动轴外轴的作用，如果仅采用单纯的连杆固连，因驱动轴旋转，连杆也会随着一同转动，低温液体流经此处时，受连杆旋转阻挡而阻力提升，特别是转速越高，阻力越大；本专利技术采用驱动诱导轮的结构，不仅实现了连杆连接的功能，还将连杆对液体的阻力转变为驱动诱导轮对液体的驱动力，驱动力随着驱动轴转速提高而提升。
[0025](8)本专利技术通过在前轴端部以及尾端叶轮端部加装轴承支撑，使得整个转轴组件由两端支撑；如果轴承支撑位置设置在转轴组件中部，则会出现较大的振幅，尤其是多级泵情况下，振幅更加明显，并且还会降低临界转速；本专利技术在转轴组件两个端部位置设置轴承支撑，振幅小，临界转速高。
附图说明
[0026]图1为本专利技术电机内置式多级低温离心泵结构图；
[0027]图2为本专利技术转轴组件结构图；
[0028]图3为本专利技术转轴组件拆分状态图；
[0029]图4为本专利技术转轴组件管轴内设置诱导轮情况时的结构图；
[0030]图5为本专利技术转轴组件与其他组件安装配合图；
[0031]图6为本专利技术正导叶与驱动轴装配关系图；
[0032]图7为本专利技术出口蜗壳区域装配关系图；
[0033]图8为本专利技术工作时液体流向示意图；
[0034]附图标记：1.前壳、11.正叶轮、12.正导叶、121.端管、13.进口喇叭管、14.前端轴承、15.进口诱导轮、2.电机壳、21.电机转子、22.电机定子、23.电机隔板、24.密封圈、3.后壳、31.反叶轮、32.反导叶、33.出口蜗壳、34.后端轴承、4.转轴组件、41.前轴、42.驱动轴、421.驱动轴内轴、422.驱动诱导轮、423.驱动轴外轴、43.管轴、431.尾端叶轮、432.尾端导叶、433.管轴诱导轮。
具体实施方式
[0035]下面详细描述本专利技术的实施例，所示实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相通或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。
[0036]如图1所示的电机内置式多级低温离心泵，包括前壳1、电机壳2、后壳3，前壳1内设有正叶轮11和正导叶12，电机壳2内设有电机转子21和电子定子22，后壳3内设有反叶轮31和反导叶32；所述前壳1固定在电机壳2一侧，所述后壳3固定在电机壳2另一侧，前壳1、电机壳2、后壳3三者共轴线；所述前壳1未本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电机内置式多级低温离心泵，其特征在于：包括前壳(1)、电机壳(2)和后壳(3)；前壳(1)内设有正叶轮(11)和正导叶(12)，电机壳(2)内设有电机定子(22)和电机转子(21)，后壳(3)内设有反叶轮(31)和反导叶(32)；电机壳(2)位于前壳(1)与后壳(3)之间；前壳(1)一端连接有进口喇叭管(14)，另一端与电机壳(2)固连；后壳(3)与电机壳(2)之间通过出口蜗壳(33)固连；所述正叶轮(11)、电机转子(21)和反叶轮(31)通过转轴组件(4)串联；所述转轴组件(4)包括前轴(41)、驱动轴(42)和管轴(43)；所述正叶轮(11)固连在前轴(41)上，所述电机转子(21)与驱动轴(42)固连，所述反叶轮(31)固连在管轴(43)上；所述驱动轴(42)和管轴(43)均为中空结构，沿低温液体流动方向的最后一级正叶轮(11)出口通过驱动轴(42)和管轴(43)内腔与沿低温液体流动方向的第一级反叶轮(31)进口连通。2.根据权利要求1所述的电机内置式多级低温离心泵，其特征在于：还设有进口诱导轮(15)和驱动诱导轮(422)；进口诱导轮(15)位于泵进口处，进口诱导轮(15)固连在前轴(41)上；驱动诱导轮(422)设置在驱动轴(42)内腔中。3.根据权利要求2所述的电机内置式多级低温离心泵，其特征在于：所述管轴(43)末端还设有尾端叶轮(431)，所述后壳(3)内设有与尾端叶轮(431)配合的尾端导叶(432)。4.根据权利要求3所述的电机内置...

【专利技术属性】
技术研发人员：龙云，安策，朱荣生，钟锦情，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：