專利名稱：自平衡自定位節(jié)能型多段式水泵的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種工業(yè)用水泵，特別涉及一種大流量、高揚程的自平衡自定位節(jié)能 型多段式水泵。
背景技術：
目前很多企業(yè)在生產(chǎn)過程中需要使用大流量、高揚程的多段式排水泵。現(xiàn)有的多 段式排水泵通常是由通過緊固螺栓擰緊固定在一起的進出水段、中段和導葉，在兩側(cè)進出 水段上固定的軸承支座，通過安裝在軸承支座的止推軸承支撐并貫穿多段式泵體的泵軸， 以及安裝在泵軸上的多個葉輪和平衡系統(tǒng)構(gòu)成。其平衡系統(tǒng)是由安裝在泵軸且位于出水段 上的平衡盤、平衡板和平衡套，以及連接進水段和出水段內(nèi)腔的平衡水管構(gòu)成。
這種水泵由于是多級泵，在運行中泵軸和安裝在泵軸上的葉輪等部件受到的軸向 力非常大，為了避免軸向力破壞水泵正常運行，在水泵設計時增加了平衡系統(tǒng)，由平衡系統(tǒng) 通過轉(zhuǎn)子部件(包括泵軸、軸套、葉輪)的竄動，使轉(zhuǎn)子部件的軸向力達到平衡狀態(tài)，即軸向 力在一特定揚程、流量狀態(tài)下為零，兩側(cè)的軸承在允許的工況條件下工作，保證水泵正常運 行。該種結(jié)構(gòu)的水泵由于轉(zhuǎn)子部件是竄動的，因此故障率高，部件易損壞，運行壽命短，而且 它的機械損失、水力損失、容積損失都很大，全年平均效率較低，一般不超過65%。
上述多級泵，如果把平衡板、平衡盤之間的間隙調(diào)整到一個合適的尺寸，也能平衡 掉軸向力，由兩側(cè)的止推軸承來承擔殘余軸向力，但它們的間隙很難調(diào)整，一但調(diào)整不好或 軸向力發(fā)生較大變化時，該泵就不能正常運行。
有一種帶平衡轂結(jié)構(gòu)的多級泵，它也能平衡軸向力，但平衡轂、平衡轂套體積很 大，加工精度較高，水泵裝配完畢后他們之間的位置、間隙是固定的，如果水泵運行參數(shù)發(fā) 生變化，使軸向力發(fā)生較大的改變時，多余的軸向力只能由兩側(cè)的軸承來承擔，如果軸向力 超過了軸承的承載力，可能會使軸承發(fā)生損壞。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術問題是提供一種泵軸無竄動，能夠自動平衡軸向力，而且隨 著軸向力的變化還可以隨時調(diào)整軸向力，工作效率高、故障率低，運行壽命長的自平衡自定 位節(jié)能型多段式水泵。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的它包括由進水段、出水段和設在進水段與出水段之間的多 個中段連接而成的多段式泵體，在多段式泵體的出水端固設有軸承架，軸承架內(nèi)設出水端 軸承，在多段式泵體的進水端設有進水端軸承，在多段式泵體內(nèi)貫穿有兩端分別安裝在進 水端軸承和出水端軸承上的泵軸，在泵軸上位于多段式泵體內(nèi)腔裝有多個葉輪，在泵軸與 進水段、出水段之間設有密封，在出水端一側(cè)設有平衡裝置，其特殊之處是在進水端設置 有與進水段固接的軸承體定位套，在軸承體定位套內(nèi)設有滑動軸承體，所述滑動軸承體與 軸承體定位套之間通過定位鎖緊裝置連接，所述滑動軸承體內(nèi)緣與進水端軸承固接，在軸 承體定位套上設有用于頂緊滑動軸承體的頂緊螺栓，該自平衡自定位節(jié)能型多段式水泵還設有進水端軸承測溫報警裝置。
所述定位鎖緊裝置由通過鎖母安裝在滑動軸承體上的鎖緊螺栓構(gòu)成，所述鎖緊螺 栓另一端固接在軸承體定位套上，所述滑動軸承體和軸承體定位套的相對面之間設有調(diào)整 間隙。
所述進水端軸承測溫報警裝置的溫度傳感器位于滑動軸承體內(nèi)或進水端軸承的 軸承壓蓋內(nèi)。
所述平衡裝置是由安裝在泵軸上位于出水段上的平衡盤及安裝在出水段上的平 衡板、安裝在平衡盤上且位于平衡盤與平衡板之間的平衡盤襯環(huán)、安裝在出水段內(nèi)圈的平 衡套，連接在出水端和進水端之間的平衡水管構(gòu)成。
本發(fā)明的優(yōu)點是滑動軸承體在軸承體定位套內(nèi)可以滑動，用于調(diào)整和消除軸向力，由 于在出水段一側(cè)設有平衡裝置來平衡軸向力，隨著軸向力的變化，轉(zhuǎn)子部件和滑動軸承體 也就移動到某一位置，這一點軸向力為零，然后通過定位頂絲、定位鎖緊裝置將滑動軸承體 與軸承體定位套鎖緊固定，從而達到軸向力為零，轉(zhuǎn)子部件也不再竄動的目的，保證水泵平 穩(wěn)運行。如果軸向力變化較大，達到或超過軸承所能曾受的軸向力時，軸承溫度上升，當溫 度達到允許溫度的上限時，進水端軸承測溫報警裝置報警，此時將軸承體定位套上的定位 頂絲、定位鎖緊裝置松開，待水泵自動調(diào)整軸向力從新達到軸向力平衡后，再將其鎖緊，該 泵仍然平穩(wěn)運行。
如果水泵運行參數(shù)發(fā)生改變，多余的軸向力，即殘余軸向力由進水端軸承承擔。 該泵最終使轉(zhuǎn)子部件實現(xiàn)了軸向無竄動，使該泵達到了軸向力的平衡，工作效率可提高 15-20%，水泵總效率超過80%，工作效率高、故障率低、維修費用低，可以實現(xiàn)遠程監(jiān)控、無人 值守，運行壽命是現(xiàn)有多段式排水泵的1. 5-2倍。


圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是圖1的A向視圖；圖3是圖1中進水端軸承測溫報警裝置安裝示意圖；圖4是圖1中定位鎖緊裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖中泵軸1，泵連軸器2，軸套螺母3，進水端軸承4，定位鎖緊裝置5，鎖緊螺栓 501，鎖母502，滑動軸承體6，頂緊螺栓7，軸承體定位套8，冷卻管9，沖洗管10，進水段11， 排氣閥12，中段13，葉輪14，導葉15，出水段16，平衡裝置17，平衡水管1701，平衡盤1702， 平衡盤襯環(huán)1703，平衡板1704，平衡套1705，尾蓋18，機械密封19，軸承架20，外壓蓋21，出 水端軸承22，軸承壓蓋23，機械密封壓蓋24，機械密封套25，穿杠26，放水絲堵27，進水端 軸承測溫報警裝置28，溫度傳感器2801，冷卻水道29，軸承壓蓋30，進水口 31，出水口 32。
具體實施方式
如圖所示，該多段式水泵包括由進水段11、出水段16和設在進水段11與出水段 16之間的多個中段13、尾蓋18通過穿杠26連接而成的多段式泵體，在進水段11上設有 排氣閥12和放水絲堵27，在多段式泵體的出水端固設有軸承架20和外壓蓋21，軸承架20內(nèi)設有出水端軸承22，在多段式泵體的進水端設有進水端軸承4，在多段式泵體內(nèi)貫穿有 兩端分別安裝在進水端軸承4和出水端軸承22上的泵軸1，進水端軸承4和出水端軸承22 分別通過軸承壓蓋30和軸套螺母3與泵軸I固接，在泵軸I上位于進水端軸承4和出水端 軸承22內(nèi)側(cè)裝有軸承擋套23。在泵軸I與電機輸出軸連接端安裝有泵連軸器2，在泵軸I 上位于多段式泵體內(nèi)腔裝有多個導葉15和葉輪14，在泵軸I與進水段11、出水段16之間 設有密封，本實施例以機械密封19為例，在泵軸I上對應機械密封19位置設有機械密封套 25，在進水段11和尾蓋18上分別安裝有機械密封壓蓋24。在泵軸I的出水端一側(cè)設有平 衡裝置17，本實施例中平衡裝置是由安裝在泵軸I上位于出水段16的平衡盤1702及安裝 在出水段16的平衡板1704、安裝在平衡盤1702上且位于平衡盤1702與平衡板1704之間 的平衡盤襯環(huán)1703、安裝在出水段16內(nèi)圈的平衡套1705，連接在出水端和進水端之間的平 衡水管1701構(gòu)成。
在進水端設置有與進水段11固接的軸承體定位套8，在軸承體定位套8內(nèi)設有滑 動軸承體6，滑動軸承體6內(nèi)設冷卻水道29，所述滑動軸承體6與軸承體定位套8之間通過 定位鎖緊裝置5連接，所述滑動軸承體6內(nèi)緣與進水端軸承4固接，在軸承體定位套8上設 有用于頂緊滑動軸承體6的頂緊螺栓7，該自平衡自定位節(jié)能型多段式水泵還設有進水端 軸承測溫報警裝置28，所述進水端軸承測溫報警裝置28的溫度傳感器2801位于進水端軸 承4的軸承壓蓋30內(nèi)(或位于滑動軸承體6內(nèi))。
所述定位鎖緊裝置5由通過鎖母502安裝在滑動軸承體6上的鎖緊螺栓501構(gòu) 成，所述鎖緊螺栓501另一端固接在軸承體定位套8上，所述滑動軸承體6和軸承體定位套 8的相對面之間設有調(diào)整間隙。
該多段式水泵還設有冷卻管9和用于沖洗機械密封19的沖洗管10，所述冷卻管9 與冷卻水道29入口相通，用于冷卻進水端軸承4。
該水泵工作時，由進水口 31進水、由出水口 32排水，進水時水的壓力作用在平衡 盤1702進水方向上，其背面水壓力很??；產(chǎn)生一個向出水端的力，每級葉輪14又產(chǎn)生一個 向進水端的力，當兩個力不平衡時，在壓力的作用下，轉(zhuǎn)子部件發(fā)生位移，由于平衡盤1702 是固定泵軸I上的，轉(zhuǎn)子部件位移后平衡板1704、平衡盤1702之間的間隙也隨之發(fā)生變化， 當兩者之間的間隙達到一定數(shù)值時，平衡盤1702后端的水的壓力與平衡盤1702前端的壓 力達到了平衡，即兩端的力大小相等，方向相反，軸向力為零。由于滑動軸承體6與泵軸I 是固定在一起的，滑動軸承體6與轉(zhuǎn)子部件一起移動，當軸向力為零時，滑動軸承體6也就 移動到了某一的位置，此時將定位頂絲7和定位鎖緊裝置5鎖緊，滑動軸承體6與軸承體定 位套8固定在一起，轉(zhuǎn)子部件不再竄動，由于此刻軸向力為零，水泵可以平穩(wěn)運行。
在確定水泵軸向力為零時的參數(shù)(揚程、流量)無論是水泵特性曲線中的哪一點， 只要其參數(shù)在該泵允許的工況范圍內(nèi)即可?；瑒虞S承體6鎖緊后，如果水泵運行參數(shù)發(fā)生 了變化，只要其參數(shù)在該泵的工況范圍內(nèi)變化，即在設計點、最大點、最小點之間變化，變化 后所產(chǎn)生的多余軸向力，也就是作用在平衡板1704、平衡盤1702上的相互抵消后剩余的殘 余軸向力由進水端軸承4承擔。
權(quán)利要求
1.一種自平衡自定位節(jié)能型多段式水泵，包括由進水段、出水段和設在進水段與出水段之間的多個中段連接而成的多段式泵體，在多段式泵體的出水端固設有軸承架，軸承架內(nèi)設出水端軸承，在多段式泵體的進水端設有進水端軸承，在多段式泵體內(nèi)貫穿有兩端分別安裝在進水端軸承和出水端軸承上的泵軸，在泵軸上位于多段式泵體內(nèi)腔裝有多個葉輪，在泵軸與進水段、出水段之間設有密封，在出水端一側(cè)設有平衡裝置，其特征是在進水端設置有與進水段固接的軸承體定位套，在軸承體定位套內(nèi)設有滑動軸承體，所述滑動軸承體與軸承體定位套之間通過定位鎖緊裝置連接，所述滑動軸承體內(nèi)緣與進水端軸承固接，在軸承體定位套上設有用于頂緊滑動軸承體的頂緊螺栓，該自平衡自定位節(jié)能型多段式水泵還設有進水端軸承測溫報警裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自平衡自定位節(jié)能型多段式水泵，其特征是所述定位鎖緊裝置由通過鎖母安裝在滑動軸承體上的鎖緊螺栓構(gòu)成，所述鎖緊螺栓另一端固接在軸承體定位套上，所述滑動軸承體和軸承體定位套的相對面之間設有調(diào)整間隙。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自平衡自定位節(jié)能型多段式水泵，其特征是所述進水端軸承測溫報警裝置的溫度傳感器位于滑動軸承體內(nèi)或?qū)M水端軸承的軸承壓蓋內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自平衡自定位節(jié)能型多段式水泵，其特征是所述平衡裝置是由安裝在泵軸上位于出水段上的平衡盤及安裝在出水段上的平衡板、安裝在平衡盤上且位于平衡盤與平衡板之間的平衡盤襯環(huán)、安裝在出水段內(nèi)圈的平衡套，連接在出水端和進水端之間的平衡水管構(gòu)成。
全文摘要
一種泵軸無竄動，能夠自動平衡軸向力，而且隨著軸向力的變化還可以隨時調(diào)整軸向力，工作效率高、故障率低，運行壽命長的自平衡自定位節(jié)能型多段式水泵。它包括多段式泵體，出水端軸承和進水端軸承，在多段式泵體內(nèi)貫穿有泵軸，在泵軸上裝有多個葉輪，在泵軸與進水段、出水段之間設有密封，在出水端一側(cè)設有平衡裝置，其特殊之處是在進水端設置有與進水段固接的軸承體定位套，在軸承體定位套內(nèi)設有滑動軸承體，所述滑動軸承體與軸承體定位套之間通過定位鎖緊裝置連接，所述滑動軸承體內(nèi)緣與進水端軸承固接，在軸承體定位套上設有用于頂緊滑動軸承體的頂緊螺栓，該自平衡自定位節(jié)能型多段式水泵還設有進水端軸承測溫報警裝置。
文檔編號F04D29/66GK102996496SQ20121047107
公開日2013年3月27日 申請日期2012年11月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月20日
發(fā)明者趙德清, 谷峰, 陳鐵光, 邱文學, 劉影, 張寒旭, 范曉存 申請人:錦州重型水泵有限公司