專利名稱：軸向力自平衡型磁力傳動多級離心泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及磁力傳動離心泵，特別是磁力傳動多級離心泵，更特別是 具有軸向力自平衡性能的磁力傳動多級離心泵。
背景技術(shù)：
多級離心泵屬高揚(yáng)程泵，在石油化工領(lǐng)域有大量應(yīng)用。多級泵的揚(yáng)程高， 因而壓力大，所以多級泵的動密封和靜密封應(yīng)當(dāng)安全可靠。離心泵的葉輪上會 產(chǎn)生軸向力，揚(yáng)程越高則產(chǎn)生的軸向力越大，這是離心泵的固有特性。軸向力 無法消除，只能采用承受或平衡兩種辦法解決。軸向力危害很大，它嚴(yán)重縮短 軸承壽命。在軸向力作用下，轉(zhuǎn)子發(fā)生軸向位移，造成泵的磨損和損壞而使整 個泵報廢。
針對以上存在問題，泵技術(shù)領(lǐng)域?qū)螝んw多級泵通常采用兩種典型結(jié)構(gòu)型 式去解決， 一種是節(jié)段式多級泵，另一種是水平中開式多級泵。
節(jié)段式多級泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜，零件數(shù)較多，在泵軸上依次同向裝有四個葉輪， 葉輪之間裝有導(dǎo)葉，導(dǎo)葉安裝在中段內(nèi)。進(jìn)水段、出水段與各中段裝配好以后 用8根穿扛長螺栓拉緊，以保證進(jìn)水段、中段、出水段之間的四個結(jié)合面不得 漏水。泵轉(zhuǎn)子上的軸向力依靠平衡盤在運(yùn)行中自動調(diào)節(jié)平衡，剩余軸向力由軸 承承受。到目前為止離心泵的軸向力仍然不能精確計算，而泵的運(yùn)行工況往往 偏離設(shè)計工況，因而軸向力平衡機(jī)構(gòu)的平衡盤容易磨損失效造成停機(jī)檢修和更 換易損件，因結(jié)構(gòu)復(fù)雜所以檢修工作量大?？偟膩碚f這種結(jié)構(gòu)的多級泵，因平 衡機(jī)構(gòu)的靈敏度差，而導(dǎo)致了泵的可靠性差。
水平中開式多級泵結(jié)構(gòu)比較簡單，在泵軸上對稱布置四個葉輪，泵體是由 下泵體和上泵蓋兩部分組成，下泵體和上泵蓋的結(jié)合面是在軸心線上的中開 面，上泵蓋與下泵體用許多雙頭螺栓擰緊以防止高壓液體的泄漏。這種多級泵 沒有導(dǎo)葉和中段，泵體是蝸殼式。泵轉(zhuǎn)子上的軸向力依靠葉輪的對稱布置，無
論在何種工況下，從理論上說都能做到完全平衡，軸承可以承受剩余軸向力，它的主要功能是使轉(zhuǎn)子在軸向定位，這種泵結(jié)構(gòu)簡單，所以檢修方便。該結(jié)構(gòu) 的缺點(diǎn)是，上泵蓋與下泵體的鑄造難度較大，泵蓋與泵體的相應(yīng)流邊對準(zhǔn)較難， 易錯位，影響液體的光滑流動。再一個缺點(diǎn)是泵的中開大平面是一個不規(guī)則的 曲線形狀，且接觸面積較大，在高壓下殼體容易變形而使中開面的靜密封產(chǎn)生 泄漏， 一旦泄漏則很難解決。
在石油化工領(lǐng)域中對泵的可靠性要求是首位的，特別是在一些輸送高溫、 高壓、易爆、易燃、易揮發(fā)和有毒的液體時，如液化石油氣等介質(zhì)尤其重要。 然而上述兩種結(jié)構(gòu)形式的單殼體多級泵的可靠性存在著隱患，難以保證石化裝 置的安全長周期運(yùn)行的要求。對節(jié)段式多級離心泵，它的隱患有以下兩點(diǎn)1. 軸向力平衡機(jī)構(gòu)很難保證絕對可靠。2.節(jié)段式多級泵的靜密封結(jié)合面多，級數(shù) 越多、結(jié)合面越多則泄漏的可能性就越大。對水平中開式單殼體多級泵來說， 它的隱患在上、下泵體結(jié)合的中開大平面上，它也不能絕對保證點(diǎn)滴不漏。在 給國內(nèi)某煉廠設(shè)計時用戶對上述兩種結(jié)構(gòu)均取否定態(tài)度。
發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型要解決己有多級離心泵不能很好克服軸向力平衡問題以及泵 體泄漏問題，并解決有些類型多級離心泵結(jié)構(gòu)復(fù)雜的問題，為此提供本實(shí)用新 型的軸向力自平衡型磁力傳動多級離心泵，本泵設(shè)計中申請者與設(shè)計人員用創(chuàng) 新的思維對上述兩種典型結(jié)構(gòu)進(jìn)行了仔細(xì)分析研究，決定保留其優(yōu)點(diǎn)，消除其 缺點(diǎn)。
為解決上述問題，本實(shí)用新型釆用的技術(shù)方案是設(shè)有包括泵體、泵軸和葉 輪，其特殊之處是所述泵體由前泵體和后泵體連接組成，泵軸上間隔地聯(lián)有偶 數(shù)數(shù)量的葉輪，所述偶數(shù)數(shù)量葉輪的一半葉輪同方向地設(shè)置于前泵體，所述偶 數(shù)數(shù)量葉輪的另一半葉輪同方向且與前泵體中的葉輪方向相反地設(shè)置于后泵 體，前泵體前端聯(lián)有前泵蓋，后泵體后端聯(lián)有后泵蓋，后泵蓋上聯(lián)有聯(lián)接架， 聯(lián)接架內(nèi)設(shè)有外磁轉(zhuǎn)子，泵軸后端部聯(lián)有內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與所述外磁轉(zhuǎn)子徑向?qū)?yīng)， 內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與外磁轉(zhuǎn)子之間設(shè)有隔離套；前泵體上設(shè)有前泵體進(jìn)口和前泵體出 口，后泵體上設(shè)有后泵體進(jìn)口和后泵體出口，前泵體出口與后泵體進(jìn)口之間跨 聯(lián)有連接彎管。本實(shí)用新型宜在所述泵軸上設(shè)有滑動軸承，前、后泵體上聯(lián)有輸送循環(huán)液
的循環(huán)管。
所述聯(lián)接架的后端聯(lián)有軸承箱，軸承箱內(nèi)設(shè)有傳動軸，傳動軸前端聯(lián)有傳 動盤，傳動盤與所述外磁轉(zhuǎn)子聯(lián)接。
所述偶數(shù)數(shù)量的葉輪其數(shù)量可以是四個、六個或八個。 所述前泵體與后泵體的連接宜為法蘭盤式連接。
本實(shí)用新型由于設(shè)有偶數(shù)數(shù)量的葉輪，這些葉輪的一半葉輪同方向，與另 一半同方向的葉輪方向相反即對稱布置地聯(lián)于泵軸，故能徹底消除轉(zhuǎn)子上的軸 向力；又由于設(shè)有相互連接的前泵體和后泵體，故雖是多級泵，但泵體上只有 一個靜密封面，且該靜密封面能以法蘭形式聯(lián)結(jié)，故能保證絕無泄漏；還由于 泵的動密封采用磁力聯(lián)軸器傳動，故動密封處絕無泄漏；這些特點(diǎn)保證了本實(shí) 用新型的多級泵的可靠性有了極大的提高。


圖l是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖2是圖1右視圖。
圖中標(biāo)記為1傳動盤，2隔離套，3外磁轉(zhuǎn)子，4內(nèi)磁轉(zhuǎn)子，5泵軸，6 軸中心平衡孔，7第三級葉輪，8后泵體，9第四級葉輪，IO中間段隔板，11 前泵體，12第二級葉輪，13第一級葉輪，14前泵蓋，15傳動軸，16軸承箱， 17聯(lián)接架，18后泵蓋，19循環(huán)管I， 20后泵體進(jìn)口， 21連接彎管，22后泵 體出口， 23排氣閥，24前泵體出口， 25前泵體進(jìn)口， 26循環(huán)管n， 27前端 蓋，28止推環(huán)，29推力盤，30滑動軸承，31排氣閥，32支架。
具體實(shí)施方式
軸向力自平衡型磁力傳動多級離心泵，以四級泵為例，它包括支架32、 泵體、泵軸和葉輪，所述泵體由前泵體11和后泵體8法蘭盤式連接組成，泵 軸5上間隔地聯(lián)有第一級葉輪13、第二級葉輪12、第三級葉輪7和第四級葉 輪9，第一級葉輪和第二級葉輪同方向地設(shè)置于前泵體中，第三級葉輪和第四 級葉輪同方向并且與第一級葉輪、第二級葉輪反方向地設(shè)置于后泵體中；前泵 體前端聯(lián)有前泵蓋14，后泵體后端聯(lián)有后泵蓋18，后泵蓋上聯(lián)有聯(lián)接架17，聯(lián)接架內(nèi)設(shè)有外磁轉(zhuǎn)子3，泵軸后端部聯(lián)有內(nèi)磁轉(zhuǎn)子4與所述外磁轉(zhuǎn)子徑向?qū)?應(yīng)，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與外磁轉(zhuǎn)子之間設(shè)有隔離套2，聯(lián)接架17后端聯(lián)有軸承箱16， 軸承箱內(nèi)設(shè)有傳動軸15，傳動軸前端聯(lián)有傳動盤1,傳動盤與外磁轉(zhuǎn)子3聯(lián)接； 前泵體上設(shè)有前泵體進(jìn)口 25和前泵體出口 24，后泵體上設(shè)有后泵體進(jìn)口 20 和后泵體出口22，前泵體出口與后泵體進(jìn)口之間跨聯(lián)有連接彎管21;前泵體 進(jìn)口對應(yīng)于所述第一級葉輪吸入端，前泵體出口對應(yīng)于所述第二級葉輪輸出 端，后泵體進(jìn)口對應(yīng)于所述第三級葉輪吸入端，后泵體出口對應(yīng)于所述第四級 葉輪輸出端；泵軸前、后端部設(shè)有滑動軸承30，泵軸前端聯(lián)有推力盤29，前 泵蓋前端設(shè)有止推環(huán)28對應(yīng)于推力盤；前、后泵體上聯(lián)有輸送循環(huán)液的循環(huán) 管I 19和循環(huán)管II26;循環(huán)管I入口位于后泵體并對應(yīng)于內(nèi)磁轉(zhuǎn)子4與隔離 套2的間隙出口處，循環(huán)管I出口位于前泵體并對應(yīng)于第二級葉輪吸入端；循 環(huán)管II入口對應(yīng)于第二級葉輪輸出端循環(huán)管n出口對應(yīng)于前端蓋27內(nèi)腔。
本泵工作過程為
電機(jī)驅(qū)動傳動軸15，帶動傳動盤1繼而帶動外磁轉(zhuǎn)子3轉(zhuǎn)動，在磁力作用 下內(nèi)磁轉(zhuǎn)子4轉(zhuǎn)動帶動泵軸5及泵軸所聯(lián)葉輪轉(zhuǎn)動；第一級葉輪13經(jīng)前泵體 吸入口25吸入液體，壓入第二級葉輪12，第二級葉輪將液體壓出通過彎管21 被第三級葉輪7吸入后壓出至第四級葉輪9，最后由第四級葉輪壓出經(jīng)后泵體 出口22輸出。通過四級葉輪壓輸能量的疊加，將揚(yáng)程由單級的放大至四倍。
輸送液經(jīng)第三級葉輪7分流一小部分至軸中心平衡孔6作為冷卻液，冷卻 液相繼流經(jīng)泵軸后端部滑動軸承磨擦副的間隙及內(nèi)磁轉(zhuǎn)子4與隔離套2的間 隙，帶走產(chǎn)生的熱量，進(jìn)入循環(huán)管I19，最后輸出于第二級葉輪12吸入腔； 第二級葉輪12輸出分流一小部分作為冷卻液進(jìn)入循環(huán)管I126，再輸入前端蓋 27內(nèi)腔，相繼流經(jīng)推力盤29與止推環(huán)28間隙和滑動軸承30磨擦副間隙，帶 走熱量后進(jìn)入第一級葉輪13吸入腔。
本實(shí)用新型還可以是六級泵或八級泵等偶數(shù)級多級泵，結(jié)構(gòu)與所述四級泵 的相似。
權(quán)利要求1、軸向力自平衡型磁力傳動多級離心泵，包括泵體、泵軸和葉輪，其特征是所述泵體由前泵體(11)和后泵體(8)連接組成，泵軸(5)上間隔地聯(lián)有偶數(shù)數(shù)量的葉輪，所述偶數(shù)數(shù)量葉輪的一半葉輪同方向地設(shè)置于前泵體，所述偶數(shù)數(shù)量葉輪的另一半葉輪同方向且與前泵體中的葉輪方向相反地設(shè)置于后泵體，前泵體前端聯(lián)有前泵蓋(14)，后泵體后端聯(lián)有后泵蓋(18)，后泵蓋上聯(lián)有聯(lián)接架(17)，聯(lián)接架內(nèi)設(shè)有外磁轉(zhuǎn)子(3)，泵軸后端部聯(lián)有內(nèi)磁轉(zhuǎn)子(4)與所述外磁轉(zhuǎn)子徑向?qū)?yīng)，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與外磁轉(zhuǎn)子之間設(shè)有隔離套(2)；前泵體上設(shè)有前泵體進(jìn)口(25)和前泵體出口(24)，后泵體上設(shè)有后泵體進(jìn)口(20)和后泵體出口(22)，前泵體出口與后泵體進(jìn)口之間跨聯(lián)有連接彎管(21)。
2、 如權(quán)利要求1所述的軸向力自平衡型磁力傳動多級離心泵，其特征是 所述泵軸上設(shè)有滑動軸承(30)，前、后泵體上聯(lián)有輸送循環(huán)液的循環(huán)管。
3、 如權(quán)利要求1或2所述的軸向力自平衡型磁力傳動多級離心泵，其特 征是所述聯(lián)接架的后端聯(lián)有軸承箱(16),軸承箱內(nèi)設(shè)有傳動軸(15),傳動軸 前端聯(lián)有傳動盤(1)，傳動盤與所述外磁轉(zhuǎn)子聯(lián)接。
4、 如權(quán)利要求1或2所述的軸向力自平衡型磁力傳動多級離心泵，其特征是所述偶數(shù)數(shù)量的葉輪其數(shù)量為四個、六個或八個。
5、 如權(quán)利要求1或2所述的軸向力自平衡型磁力傳動多級離心泵，其特 征是所述前泵體與后泵體的連接為法蘭盤式連接。
專利摘要構(gòu)造較簡單，能消除軸向力且密封性好的軸向力自平衡型磁力傳動多級離心泵，其泵體由前泵體(11)和后泵體(8)連接組成，泵軸上間隔地聯(lián)有偶數(shù)數(shù)量的葉輪，這些葉輪的一半葉輪同方向地設(shè)置于前泵體，另一半葉輪同方向且與前泵體中的葉輪方向相反地設(shè)置于后泵體，前泵體前端聯(lián)有前泵蓋，后泵體后端聯(lián)有后泵蓋，后泵蓋上聯(lián)有聯(lián)接架(17)，聯(lián)接架內(nèi)設(shè)有外磁轉(zhuǎn)子(3)，泵軸后端部聯(lián)有內(nèi)磁轉(zhuǎn)子(4)與外磁轉(zhuǎn)子徑向?qū)?yīng)，內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與外磁轉(zhuǎn)子之間設(shè)有隔離套(2)；前泵體上設(shè)有前泵體進(jìn)口(25)和前泵體出口(24)，后泵體上設(shè)有后泵體進(jìn)口(20)和后泵體出口(22)，前泵體出口與后泵體進(jìn)口之間跨聯(lián)有連接彎管(21)。本實(shí)用新型適合作輸液泵。
文檔編號F04D29/18GK201148979SQ20072031188
公開日2008年11月12日 申請日期2007年12月17日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月17日
發(fā)明者范宗霖, 薛寬榮 申請人:杭州大路實(shí)業(yè)有限公司