一種新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在葉輪輪蓋與機(jī)殼之間靠近離心閉式葉輪出口處的密封環(huán)，設(shè)置在靠近離心閉式葉輪進(jìn)口處的葉輪進(jìn)口密封，設(shè)置在機(jī)殼上的機(jī)殼進(jìn)口孔，所述葉輪輪蓋、機(jī)殼、密封環(huán)和葉輪進(jìn)口密封間形成空腔，高壓介質(zhì)通過機(jī)殼進(jìn)口孔從外部引入所述空腔內(nèi)，所述高壓介質(zhì)的壓力大于離心閉式葉輪出口處的介質(zhì)壓力；從而平衡離心閉式葉輪已有的從葉輪輪盤指向輪蓋的軸向力；由于此平衡結(jié)構(gòu)對(duì)離心閉式葉輪內(nèi)部介質(zhì)流動(dòng)沒有影響，不會(huì)影響葉輪效率；也不會(huì)增加軸長；另外，所述高壓介質(zhì)的來源可以為離心閉式葉輪后的擴(kuò)壓器出口處的介質(zhì)，也不存在介質(zhì)泄漏風(fēng)險(xiǎn)；結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)施。
【專利說明】一種新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及葉輪機(jī)械工程【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)。

【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于離心式泵、風(fēng)機(jī)和壓縮機(jī)，由于葉輪的輪盤和輪蓋外側(cè)所受流體作用力不同，相互抵消后還剩下一部分軸向力，這部分軸向力作用在葉輪上，而由于葉輪布置在軸上，因此軸向力也作用在轉(zhuǎn)子上，其作用方向從高壓端指向低壓端。必須設(shè)法平衡或消除轉(zhuǎn)子上的軸向力，否則它將使轉(zhuǎn)子竄動(dòng)，甚至與固定零部件接觸，造成零部件損壞。多數(shù)情況下，只靠推力軸承來承受是不夠的，需要用水力/氣動(dòng)平衡的方法來平衡部分軸向力。
[0003]傳統(tǒng)的平衡軸向力的方法包括:設(shè)置平衡孔、背葉片和平衡盤，這些方法在平衡軸向力的同時(shí)存在一些弊端，使用場(chǎng)合受限。例如設(shè)置平衡孔，其弊端是對(duì)葉輪進(jìn)口流動(dòng)有影響，降低葉輪效率，不適用于葉輪性能要求高的場(chǎng)合；設(shè)置背葉片的弊端是增加了軸長，對(duì)轉(zhuǎn)子動(dòng)力學(xué)有一定影響，且加工復(fù)雜，不適用于軸長的場(chǎng)合；設(shè)置平衡盤的弊端是:1)增加了軸長；2)對(duì)于介質(zhì)具有危險(xiǎn)性、且葉輪輪盤與輪盤后的隔板或機(jī)殼空間有限時(shí)，例如高溫氣冷堆主氦風(fēng)機(jī)，平衡盤與葉輪將處于兩種環(huán)境，則在從葉輪進(jìn)口引入介質(zhì)至平衡盤側(cè)時(shí)會(huì)存在介質(zhì)泄漏的危險(xiǎn)。所以平衡盤的使用場(chǎng)合也是受限的。為此，提出了一種新的針對(duì)離心閉式葉輪的軸向力平衡結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)能平衡軸向力，且能克服上述傳統(tǒng)方法的各種弊端，適用于更多場(chǎng)合。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為了解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實(shí)用新型的目的在于提供一種新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)，能夠滿足平衡軸向力的要求，且不影響葉輪效率，不增加軸長，不存在介質(zhì)泄漏風(fēng)險(xiǎn)，并且易于實(shí)施。
[0005]為達(dá)到以上目的，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案:
[0006]一種新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)，包括設(shè)置在葉輪輪蓋4與機(jī)殼6之間靠近離心閉式葉輪3出口處的密封環(huán)5，設(shè)置在靠近離心閉式葉輪3進(jìn)口處的葉輪進(jìn)口密封8，設(shè)置在機(jī)殼6上的機(jī)殼進(jìn)口孔7，所述葉輪輪蓋4、機(jī)殼6、密封環(huán)5和葉輪進(jìn)口密封8間形成空腔，高壓介質(zhì)通過機(jī)殼進(jìn)口孔7從外部引入所述空腔內(nèi)，所述高壓介質(zhì)的壓力大于離心閉式葉輪3出口處的介質(zhì)壓力；所述機(jī)殼6為對(duì)應(yīng)葉輪輪蓋4的機(jī)殼部分。
[0007]所述密封環(huán)5以轉(zhuǎn)軸I軸向投影點(diǎn)為圓心所處半徑小于等于離心閉式葉輪3出口以轉(zhuǎn)軸I軸向投影點(diǎn)為圓心的半徑。
[0008]所述機(jī)殼進(jìn)口孔7沿機(jī)殼6周向均勻分布，其數(shù)量大于等于2。
[0009]所述高壓介質(zhì)的來源為離心閉式葉輪后的擴(kuò)壓器出口處的介質(zhì)或高壓容器供應(yīng)的高壓介質(zhì)。
[0010]和現(xiàn)有技術(shù)相比較，本實(shí)用新型具備如下優(yōu)點(diǎn):
[0011]眾所周知，如果不采取任何軸向力平衡結(jié)構(gòu)，離心閉式葉輪3承受從輪盤2指向葉輪輪蓋4的軸向力。本實(shí)用新型通過機(jī)殼進(jìn)口孔7從外部引入高壓介質(zhì)，且高壓介質(zhì)的壓力大于離心閉式葉輪出口處的介質(zhì)壓力，高壓介質(zhì)從機(jī)殼進(jìn)口孔7進(jìn)入葉輪輪蓋4與機(jī)殼6之間的空間內(nèi)，由于葉輪輪蓋4與機(jī)殼6之間的空間兩端設(shè)密封，靠近離心閉式葉輪3出口處設(shè)密封環(huán)5，靠近離心閉式葉輪3進(jìn)口處設(shè)葉輪進(jìn)口密封8，使得高壓介質(zhì)不會(huì)從葉輪輪蓋4與機(jī)殼6之間的空間流出。由于高壓介質(zhì)的壓力大于離心閉式葉輪3出口處的介質(zhì)壓力，所以對(duì)應(yīng)從葉輪進(jìn)口密封8至密封環(huán)5徑向部分的離心閉式葉輪3的軸向投影面積處承受從葉輪輪蓋4指向輪盤2的軸向力，與離心閉式葉輪3在不加任何軸向力平衡結(jié)構(gòu)時(shí)承受從輪盤2指向葉輪輪蓋4的軸向力方向相反，故能發(fā)揮軸向力平衡作用。由于此平衡結(jié)構(gòu)對(duì)離心閉式葉輪內(nèi)部介質(zhì)流動(dòng)沒有影響，不會(huì)影響葉輪效率，不增加軸長；另外，所述高壓介質(zhì)的來源可以為離心閉式葉輪后的擴(kuò)壓器出口處的介質(zhì)，也不存在介質(zhì)泄漏風(fēng)險(xiǎn)；結(jié)構(gòu)簡單，易于實(shí)施。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]附圖為本實(shí)用新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]其中:1、轉(zhuǎn)軸；2、輪盤；3、離心閉式葉輪；4、葉輪輪蓋；5、密封環(huán)；6、機(jī)殼；7、機(jī)殼進(jìn)口孔；8、葉輪進(jìn)口密封。

【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)描述。
[0015]本實(shí)用新型新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)如附圖所示，在常見離心閉式葉輪結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上，增加以下結(jié)構(gòu):在葉輪輪蓋4與機(jī)殼6之間靠近離心閉式葉輪3出口處設(shè)密封環(huán)5，同時(shí)在機(jī)殼6上設(shè)機(jī)殼進(jìn)口孔7。這兒機(jī)殼6為對(duì)應(yīng)葉輪輪蓋4的機(jī)殼部分。密封環(huán)5布置在離心閉式葉輪3的出口附近，對(duì)應(yīng)半徑值小于等于離心閉式葉輪3的出口半徑，這樣能保證從機(jī)殼進(jìn)口孔7引入的外部高壓介質(zhì)作用于葉輪輪蓋4，且不會(huì)影響離心閉式葉輪3的出口流動(dòng)，同時(shí)便于密封環(huán)5的安裝和固定。機(jī)殼進(jìn)口孔7的作用為從外部引入高壓介質(zhì)至葉輪輪蓋4與機(jī)殼6之間的空間內(nèi)。機(jī)殼進(jìn)口孔7沿圓周分布，其數(shù)量大于等于2，具體數(shù)量根據(jù)孔徑、軸向力大小、外部高壓介質(zhì)壓力等因素確定。
[0016]本實(shí)用新型提出的新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)的實(shí)施原理如下:眾所周知，如果不采取任何軸向力平衡結(jié)構(gòu)，離心閉式葉輪3承受從輪盤2指向葉輪輪蓋4的軸向力。本實(shí)用新型通過機(jī)殼進(jìn)口孔7從外部引入高壓介質(zhì)，高壓介質(zhì)的來源可以為離心閉式葉輪3后的擴(kuò)壓器出口處的介質(zhì)，或者采用高壓容器供應(yīng)的高壓介質(zhì)，或者是其它地方處的高壓介質(zhì)。總之，高壓介質(zhì)的壓力應(yīng)大于離心閉式葉輪3出口處的介質(zhì)壓力。高壓介質(zhì)從機(jī)殼進(jìn)口孔7進(jìn)入葉輪輪蓋4與機(jī)殼6之間的空間內(nèi)，由于葉輪輪蓋4與機(jī)殼6之間的空間兩端設(shè)密封，靠近離心閉式葉輪3出口處設(shè)密封環(huán)5，靠近離心閉式葉輪3進(jìn)口處設(shè)葉輪進(jìn)口密封8，使得高壓介質(zhì)不會(huì)從葉輪輪蓋4與機(jī)殼6之間的空間流出。由于高壓介質(zhì)的壓力大于離心閉式葉輪3出口處的介質(zhì)壓力，所以對(duì)應(yīng)從葉輪進(jìn)口密封8至密封環(huán)5徑向部分的離心閉式葉輪3的軸向投影面積處承受從葉輪輪蓋4指向輪盤2的軸向力，與離心閉式葉輪3在不加任何軸向力平衡結(jié)構(gòu)時(shí)承受從輪盤2指向葉輪輪蓋4的軸向力方向相反，故發(fā)揮軸向力平衡作用。
[0017]由于本實(shí)用新型提供的新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)只需要在已有結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上增加密封環(huán)5和機(jī)殼進(jìn)口孔7，結(jié)構(gòu)簡單易行，且對(duì)離心閉式葉輪3的效率不會(huì)有影響，對(duì)已有軸長也沒有改變。另外，由于可以從離心閉式葉輪3后的擴(kuò)壓器出口處引入高壓介質(zhì)，也不會(huì)出現(xiàn)危險(xiǎn)介質(zhì)泄漏等事故。所以該新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)適用場(chǎng)合更廣。
[0018]以上實(shí)施方式僅用于說明本實(shí)用新型，而并非對(duì)本實(shí)用新型的限制，有關(guān)【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術(shù)方案也屬于本實(shí)用新型的范疇，本實(shí)用新型的專利保護(hù)范圍應(yīng)由權(quán)利要求限定。
【權(quán)利要求】
1.一種新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)，其特征在于:包括設(shè)置在葉輪輪蓋(4)與機(jī)殼(6)之間靠近離心閉式葉輪(3)出口處的密封環(huán)(5)，設(shè)置在靠近離心閉式葉輪(3)進(jìn)口處的葉輪進(jìn)口密封(8)，設(shè)置在機(jī)殼(6)上的機(jī)殼進(jìn)口孔(7)，所述葉輪輪蓋(4)、機(jī)殼(6)、密封環(huán)(5)和葉輪進(jìn)口密封⑶間形成空腔，高壓介質(zhì)通過機(jī)殼進(jìn)口孔(7)從外部引入所述空腔內(nèi)，所述高壓介質(zhì)的壓力大于離心閉式葉輪(3)出口處的介質(zhì)壓力；所述機(jī)殼(6)為對(duì)應(yīng)葉輪輪蓋(4)的機(jī)殼部分。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述密封環(huán)(5)以轉(zhuǎn)軸⑴的軸向投影點(diǎn)為圓心所處半徑小于等于離心閉式葉輪(3)出口以轉(zhuǎn)軸(I)的軸向投影點(diǎn)為圓心的半徑。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述機(jī)殼進(jìn)口孔(7)沿機(jī)殼(6)周向均勻分布，其數(shù)量大于等于2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的新型離心閉式葉輪軸向力平衡結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述高壓介質(zhì)的來源為離心閉式葉輪后的擴(kuò)壓器出口處的介質(zhì)或高壓容器供應(yīng)的高壓介質(zhì)。
【文檔編號(hào)】F04D29/08GK204186654SQ201420592680
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年10月14日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月14日
【發(fā)明者】王宏, 張勤昭, 張作義, 吳宗鑫 申請(qǐng)人:清華大學(xué)