專利名稱：一種多級管道泵的軸向力平衡裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種泵的軸向力平衡裝置，尤其涉及一種多級管道泵的軸向力平衡裝置。
背景技術：
多級管道泵采用雙泵體結構，將泵的進出水段設計為一體，其進出水口口徑相同， 且位于同一直線上。該類型泵結構緊湊、占地面積小，能像閥門一樣安裝在管道的任何位 置，具有安裝方便、快捷、穩固的特點，因此，近年來該類型泵深受市場歡迎，使用已經逐漸 由小流量向大流量推廣。多級管道泵在軸向力較小時(小流量時)，一般不采用軸向力平衡 裝置，而是直接采用電機軸承來承受軸向力；但當軸向力較大時(大流量時)，依然采用電 機軸承來承受軸向力，不僅設計困難，而且有可能導致電機損壞。在多級管道泵現有結構的軸向力平衡裝置中，普遍采用葉輪平衡孔結構。該結構 工作時，葉輪后蓋板前后兩側的壓差平衡通過葉輪平衡孔與葉輪進口低壓端連通來實現， 泄漏流量由葉輪后口環、輪轂與裝配在導葉上的葉輪密封環、輪轂密封套之間的徑向間隙 與圓盤摩擦阻力來確定，為了保證泵的軸向力平衡，一般要求葉輪平衡孔過流斷面面積不 應小于密封環間隙斷面面積的5 6倍。該軸向力平衡裝置工作原理比較簡單，軸向力平衡 泄漏流量是泵的額定流量的6% 18% (由泵的額定流量與比轉數確定)，容積泄漏損耗很 大。另外，在多級管道泵中采用葉輪平衡孔結構，不僅要增加葉輪后口環與裝配在導葉上的 葉輪密封環，而且由于多采用了一個葉輪后口環，必然會要相應增加泵的軸向尺寸與重量。由本人發明的《一種泵的軸向力平衡裝置》(專利號ZL200810219928. 3)公布 了一種新型的泵的軸向力平衡裝置。這種泵的軸向力平衡裝置由臺階式浮動密封套、葉輪、 機體、旋轉主軸、臺階式平衡鼓，機械密封動環、軸套、機械密封靜環、密封蓋及相關密封與 連接件組成，其特征是所述的臺階式浮動密封套通過密封套密封圈密封浮動安裝在葉輪 后端的機體的內腔上；所述的葉輪通過葉輪平鍵固定安裝在旋轉主軸上；所述的臺階式平 衡鼓通過平衡鼓平鍵固定安裝在葉輪后的旋轉主軸上；所述的機械密封動環通過軸套、軸 套密封圈裝配在臺階式平衡鼓后端的旋轉主軸上；所述的機械密封靜環通過密封蓋、密封 蓋密封圈、螺栓裝配在機體上。由于當時申請時本人沒有考慮到多級管道泵的結構特點，將 這種泵的軸向力平衡裝置的特征局限于安裝在多級泵葉輪(末級)的后端，所以，該發明雖 然在結構上對本發明有指導意義，但卻并不適用于對本發明結構的保護。
發明內容
本發明的目的就是要提供一種結構緊湊，軸向尺寸小，與現有產品零件通用化程 度高，能大幅度降低容積損失與圓盤摩擦損失，提高泵的效率，且結構簡單，制造成本低，使 用安全可靠，特別適用于多級管道泵的軸向力平衡裝置。本發明的這種多級管道泵的軸向力平衡裝置由旋轉主軸、軸套、臺階式雙平衡鼓 盤、進出水段、臺階式浮動密封套、密封套密封圈、滑動軸承、加壓腔密封蓋及相關密封與連接件組成，其特征是所述的軸套與臺階式雙平衡鼓盤通過平鍵固定安裝在首級葉輪進口 下面的旋轉主軸上；所述的臺階式浮動密封套通過密封套密封圈密封浮動安裝在首級葉輪 進口下面的進出水段與加壓腔密封蓋的內腔上；所述的進出水段底部的加壓腔通過進水孔 與進出水段的出水段相通。本發明的工作原理是在進出水段底部設有一個與進出水段的出水段相通的加壓 腔；在首級葉輪進口下面的進出水段與加壓腔密封蓋的內腔上，裝有一個臺階式浮動密封 套；工作時，該臺階式浮動密封套能夠在兩端壓力變化的狀況下自動調節與臺階式雙平衡 鼓盤的軸向間隙，具有降低泄漏流量，自動平衡軸向力的效果；經臺階式雙平衡鼓盤內圓及 內端面與進出水段之間的間隙限流后的液體，通過對軸套與滑動軸承實現潤滑后回到首級 葉輪進口下面的進出水段的進水段。本發明與現有技術產品相比效果主要體現為以下1、采用臺階式浮動密封套自動 調節與臺階式雙平衡鼓盤之間的軸向間隙，理論上可以控制泄漏量范圍，甚至設計到基本 無泄漏；2、采用臺階式雙平衡鼓盤，不僅利用了臺階式雙平衡鼓盤外圓及外端面與臺階式 浮動密封套之間的間隙，而且利用了臺階式雙平衡鼓盤內圓及內端面與進出水段之間的間 隙，因此在同樣效果下可以大幅度壓縮臺階式雙平衡鼓盤的軸向尺寸；3、在臺階式浮動密 封套不能正常工作的情況下，臺階式雙平衡鼓盤保留了傳統平衡鼓的一般功能，并且具有 迷宮式間隙密封效果，保證了使用過程更加安全可靠；4、由進出水段的出水段進入加壓腔 的液體，在實現了對泵的軸向力平衡后，同時實現了對軸套與滑動軸承的潤滑，而對軸套與 滑動軸承的潤滑在現有技術產品設計中也是必須要有的；5、本設計不僅能夠取消葉輪后口 環與裝配在導葉上的葉輪密封環，而且由于取消了葉輪后口環，可以相應壓縮泵的導葉、中 段、外管體與旋轉主軸的軸向尺寸，因此可以減少泵的體積與重量、降低泵的制造成本。
附圖是本發明所述的實施例的結構示意圖。圖中符號說明1旋轉主軸、2軸套、3臺階式雙平衡鼓盤、4進出水段、5臺階式浮 動密封套、6密封套密封圈、7滑動軸承、8加壓腔密封蓋、9首級葉輪、10進出水段的進水段、 11進出水段的出水段、12加壓腔、13首級葉輪進口、14導葉、15外管體、16進水孔在本實施例中，本發明的這種多級管道泵的軸向力平衡裝置由旋轉主軸1、軸套 2、臺階式雙平衡鼓盤3、進出水段4、臺階式浮動密封套5、密封套密封圈6、滑動軸承7、加壓 腔密封蓋8及相關密封與連接件組成，其特征是所述的軸套2與臺階式雙平衡鼓盤3通過 平鍵固定安裝在首級葉輪進口 13下的旋轉主軸1上；所述的臺階式浮動密封套5通過密封 套密封圈6密封浮動安裝在首級葉輪進口 13下的進出水段4與加壓腔密封蓋8的內腔上； 所述的進出水段4底部的加壓腔12通過進水孔16與進出水段的出水段11相通。水泵工 作時，由進水孔16進入加壓腔12的液體在實現了對泵的軸向力平衡后，經過臺階式雙平衡 鼓盤3內圓及內端面與進出水段4之間的間隙限流，再經過軸套2與滑動軸承7之間的間 隙回到首級葉輪進口 13下面的進出水段的進水段10。
權利要求
本發明的一種多級管道泵的軸向力平衡裝置由旋轉主軸、軸套、臺階式雙平衡鼓盤、進出水段、臺階式浮動密封套、密封套密封圈、滑動軸承、加壓腔密封蓋及相關密封與連接件組成，其特征是所述的軸套與臺階式雙平衡鼓盤通過平鍵固定安裝在首級葉輪進口下面的旋轉主軸上；所述的臺階式浮動密封套通過密封套密封圈密封浮動安裝在首級葉輪進口下面的進出水段與加壓腔密封蓋的內腔上；所述的進出水段底部的加壓腔通過進水孔與進出水段的出水段相通。
全文摘要
本發明涉及一種多級管道泵的軸向力平衡裝置。其特征是在首級葉輪進口下面的進出水段與加壓腔密封蓋的內腔上，裝有一個臺階式浮動密封套。工作時，該臺階式浮動密封套能夠在兩端壓力變化狀況下自動調節與臺階式雙平衡鼓盤的軸向間隙，具有降低泄漏流量，自動平衡軸向力的效果；在首級葉輪進口下面的旋轉主軸上，裝有一個臺階式雙平衡鼓盤，其作用既配合了臺階式浮動密封套自動調節軸向間隙的功能，又保留了傳統平衡鼓的功能，并且具有迷宮式間隙密封效果。本發明的目的就是要提供一種結構緊湊，軸向尺寸小，能大幅度降低容積損失與圓盤摩擦損失，提高泵的效率，且結構簡單，制造成本低，使用安全可靠的多級管道泵的軸向力平衡裝置。
文檔編號F04D29/08GK101943178SQ20101028125
公開日2011年1月12日 申請日期2010年9月13日 優先權日2010年9月13日
發明者楊麗萍 申請人:楊麗萍