專利名稱：非對(duì)稱式葉輪組自身平衡的渣漿泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于離心泵，特別是一種適用于遠(yuǎn)距離或高揚(yáng)程排送固液兩相流物料的多級(jí)離心式渣漿泵。
目前公開使用的多級(jí)離心式渣漿泵的結(jié)構(gòu)，基本上同于《水力采煤與管道輸煤》1986年第二期19頁(yè)發(fā)表的一種DM360－75型煤泥泵，在運(yùn)行中需要對(duì)該泵的平衡機(jī)構(gòu)注入高壓密封清水，才能維持泵的正常運(yùn)行，這就需要一整套專供高壓密封清水的輔助設(shè)備，使全套設(shè)備重量、體積、占地面積及耗電增大，增加維修工作量；國(guó)內(nèi)普通使用的單級(jí)離心式渣漿泵，如國(guó)內(nèi)PH系列泵，揚(yáng)程低，在遠(yuǎn)距離或高揚(yáng)程泵送物料時(shí)，經(jīng)常采用多臺(tái)泵異地或同地串聯(lián)運(yùn)轉(zhuǎn)，所需泵的數(shù)量多，管理不便，維修工作量大，密封供水系統(tǒng)復(fù)雜。在國(guó)外，如波蘭的DWB型多級(jí)煤泥泵，在泵中部設(shè)置出水口，其左側(cè)低壓區(qū)多級(jí)葉輪與右側(cè)高壓區(qū)多級(jí)葉輪為背對(duì)背對(duì)稱布設(shè)，該泵左側(cè)低壓區(qū)末級(jí)葉輪的受力狀態(tài)如圖5所示，在泵的運(yùn)行初期該葉輪軸向受力如虛線a，a′，總的軸向力基本平衡；但該泵運(yùn)行后期，由于零件磨損，葉輪軸向受力如實(shí)線b，b′，顯然產(chǎn)生從高壓區(qū)向低壓區(qū)的不平衡軸向力，使泵尾端推力軸承承受很大拉力，造成壽命縮短。
本實(shí)用新型的任務(wù)是提供一種取消高壓密封注水機(jī)構(gòu)，低壓區(qū)與高壓區(qū)非對(duì)稱葉輪組合，自身實(shí)現(xiàn)平衡的多級(jí)離心式渣漿泵。
本實(shí)用新型是采用如下方案實(shí)現(xiàn)的在泵的中段位置設(shè)置一個(gè)出水口，其左側(cè)低壓區(qū)、右側(cè)高壓區(qū)分別背對(duì)背設(shè)置與軸固聯(lián)的左側(cè)低壓葉輪組、右側(cè)高壓葉輪組，該兩葉輪組系非對(duì)稱結(jié)構(gòu)，在實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)所需要的揚(yáng)程，葉輪數(shù)目可以是偶數(shù)，如4或6、8、10、12級(jí)等，此時(shí)左側(cè)、右側(cè)葉輪數(shù)相等，但是左側(cè)低壓區(qū)末級(jí)葉輪后蓋板直徑依級(jí)數(shù)按一定比例部分保留，其余削掉；對(duì)于奇數(shù)，如3或5、7、9、11級(jí)等，此時(shí)左側(cè)低壓區(qū)葉輪數(shù)比右側(cè)高壓區(qū)葉輪數(shù)少一級(jí)。泵的尾部設(shè)置推力軸承對(duì)。漿液從進(jìn)水口進(jìn)入經(jīng)左側(cè)低壓區(qū)的葉輪組，逐級(jí)升壓流至后段，再經(jīng)右側(cè)高壓區(qū)葉輪組繼續(xù)逐級(jí)升壓至中段出水口排出。在泵的運(yùn)行初期兩組葉輪所產(chǎn)生的軸向力的合力指向泵的尾部(即右側(cè))，并由推力軸承對(duì)承擔(dān) 這一推力，自動(dòng)達(dá)到平衡；在泵的運(yùn)行后期，由于零件磨損，密封間隙增大，此時(shí)兩組葉輪所產(chǎn)生的軸向力的合力指向泵的前部(即左側(cè))，推力軸承對(duì)承擔(dān)這一拉力，自動(dòng)達(dá)到平衡，運(yùn)行初期的推力與運(yùn)行后期的拉力大小相等，方向相反，使泵延長(zhǎng)使用壽命。
由于該泵取消了對(duì)平衡機(jī)構(gòu)注入高壓密封清水，使整個(gè)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，重量減輕，電耗降低。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)描述本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)和實(shí)施方式。



圖1表示本實(shí)用新型正面剖視圖。
圖2表示葉輪級(jí)數(shù)為偶數(shù)時(shí)，左側(cè)低壓區(qū)末級(jí)葉輪平面圖。
圖3表示圖2沿A－A剖視圖。
圖4表示葉輪級(jí)數(shù)為奇數(shù)時(shí)，左側(cè)低壓區(qū)與右側(cè)高壓區(qū)葉輪布設(shè)實(shí)施例。
圖5表示波蘭的DWB型多級(jí)煤泥泵左側(cè)低壓區(qū)末級(jí)葉輪的受力狀態(tài)。
圖6表示本實(shí)用新型運(yùn)行初期左側(cè)低壓區(qū)末級(jí)葉輪的受力狀況。
圖7表示本實(shí)用新型運(yùn)行后期左側(cè)低壓區(qū)末級(jí)葉輪受力狀況。
如
圖1表示的非對(duì)稱式葉輪組自身平衡的渣漿泵，包括軸1，在軸的前端通過鍵與軸相聯(lián)的靠背輪2，軸的前部通過徑向軸承3支撐在左側(cè)軸承托架4上，軸的后部通過尾端推力軸承對(duì)20支撐在右側(cè)軸承托架19上；軸的中部固聯(lián)一個(gè)中間護(hù)軸套12，并相應(yīng)的套入一個(gè)中間密封套11，中間護(hù)軸套與中間密封套之間具有適當(dāng)間隙，中間密封套與出水段22固聯(lián)。在出水段左側(cè)設(shè)置與軸1相固聯(lián)的左側(cè)低壓區(qū)葉輪組8；出水段的右側(cè)設(shè)置與軸1相固聯(lián)的右側(cè)高壓區(qū)葉輪組14，該兩組的葉輪均呈背對(duì)背的布設(shè)。泵殼包括與左側(cè)軸承托架相固聯(lián)的前段(進(jìn)水段)7、中部出水段22、與右側(cè)軸承托架相固聯(lián)的后段18、以及出水段兩側(cè)布設(shè)的左側(cè)節(jié)段組10、右側(cè)節(jié)段組13，這些部件均由穿杠24緊固為一體；左側(cè)節(jié)段組、右側(cè)節(jié)段組的節(jié)段數(shù)量與左側(cè)低壓區(qū)葉輪組、右側(cè)高壓區(qū)葉輪組的葉輪數(shù)量相等，即每個(gè)葉輪相對(duì)設(shè)置一個(gè)節(jié)段，各節(jié)段之間、節(jié)段與前段、節(jié)段與出水段、節(jié)段與后段均由止口密封聯(lián)接；每個(gè)節(jié)段內(nèi)固聯(lián)一個(gè)左導(dǎo)葉9或右導(dǎo)葉16。
圖1是布設(shè)6級(jí)葉輪，即偶數(shù)級(jí)的一個(gè)實(shí)施例，為使泵在初期運(yùn)行產(chǎn)生的軸向力的合力F如圖6指向泵的尾部，后期運(yùn)行的軸向力的合力F如圖7指向泵的前部，左側(cè)低壓區(qū)末級(jí)葉輪5采用如圖2、圖3表示的結(jié)構(gòu)，該葉輪5的后蓋板保留直徑φD＝K(D2－D)＋D..........................(1)式中φD－后蓋板保留直徑；D2－已知葉輪直徑；D－已知輪轂直徑；K－與偶數(shù)級(jí)數(shù)相關(guān)的比例系數(shù)。對(duì)于
圖1表示的6級(jí)葉輪時(shí)，K＝0.7；對(duì)于偶數(shù)至少4級(jí)葉輪時(shí)，K＝0.9；對(duì)于偶數(shù)至多12級(jí)葉輪時(shí)，K＝0.1。圖4表示根據(jù)實(shí)際揚(yáng)程要求，需要5級(jí)葉輪時(shí)的一個(gè)實(shí)施例，此時(shí)左側(cè)低壓區(qū)布設(shè)2級(jí)葉輪，右側(cè)高壓區(qū)布設(shè)3級(jí)葉輪，即奇數(shù)級(jí)時(shí)，左側(cè)低壓區(qū)比右側(cè)高壓區(qū)少一個(gè)葉輪。依此，對(duì)于奇數(shù)至少級(jí)葉輪時(shí)，左側(cè)低壓區(qū)布設(shè)1級(jí)葉輪，右側(cè)高壓區(qū)布設(shè)3級(jí)葉輪；對(duì)于奇數(shù)至多11級(jí)葉輪時(shí)，左側(cè)低壓區(qū)布設(shè)5級(jí)葉輪，右側(cè)高壓區(qū)布設(shè)6級(jí)葉輪。
靠背輪2與電機(jī)軸相聯(lián)，當(dāng)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，帶動(dòng)軸1、以及與軸相固聯(lián)的左側(cè)低壓區(qū)葉輪組8、右側(cè)高壓區(qū)葉輪組14旋轉(zhuǎn)，漿液從前段7進(jìn)入，經(jīng)左側(cè)低壓區(qū)葉輪組的葉輪和導(dǎo)葉逐級(jí)增壓，流經(jīng)換向流道21至后段18時(shí)，再經(jīng)右側(cè)高壓區(qū)葉輪組的葉輪和導(dǎo)葉逐級(jí)增壓，最終從出水段22的出水口排出。其中一部分高壓漿液從右側(cè)高壓區(qū)末級(jí)葉輪15的后部流過，經(jīng)中間護(hù)軸套12與中間密封套11之間的間隙進(jìn)入左側(cè)低壓區(qū)末級(jí)葉輪5的后部，此時(shí)左側(cè)低壓區(qū)末級(jí)葉輪的受力狀況如圖6所示，在泵運(yùn)行初期無磨損時(shí)，軸向合力F指向泵的尾部，推力軸承對(duì)20承受該推力F并抵消，使泵自動(dòng)平衡；在泵的運(yùn)行后期，由于零件磨損，密封間隙增大，左側(cè)低壓區(qū)末級(jí)葉輪受力狀況如圖7所示，軸向合力F′指向泵的前部，推力軸承對(duì)20承受該拉力F′并抵消，使泵自動(dòng)平衡。在泵的前段、后段分別設(shè)置注水管6向水封環(huán)25注入常壓清水，用以潤(rùn)滑和冷卻密封填料26。
權(quán)利要求1.一種非對(duì)稱式葉輪組自身平衡的渣漿泵，包括軸1，與軸相聯(lián)的靠背輪2，軸的前部通過徑向軸承3支撐在左側(cè)軸承托架4上，軸的后部支撐在右側(cè)軸承托架19上，泵殼包括與左側(cè)軸承托架相固聯(lián)的前段7、中部出水段22、與右側(cè)軸承托架相固聯(lián)的后段18，及出水段兩側(cè)布設(shè)的左側(cè)節(jié)段組10、右側(cè)節(jié)段組13所組成，其特征是在出水段的左側(cè)與前段之間、右側(cè)與后段之間設(shè)置與軸相固聯(lián)的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的左側(cè)低壓區(qū)葉輪組8、右側(cè)高壓區(qū)葉輪組14，在軸的尾端設(shè)置用以平衡軸向力的推力軸承對(duì)20。
2.按照權(quán)利要求1所述的渣漿泵，其特征是渣漿泵所需葉輪級(jí)數(shù)為偶數(shù)級(jí)時(shí)，左側(cè)低壓區(qū)與右側(cè)高壓區(qū)背對(duì)背布設(shè)的葉輪數(shù)目相等，其中左側(cè)低壓區(qū)末級(jí)葉輪5的后蓋板保留半徑φD＝K(D2－D)＋D式中K是與偶數(shù)級(jí)數(shù)相關(guān)的比例系數(shù)，對(duì)于偶數(shù)級(jí)至少4級(jí)葉輪時(shí)K＝0.9，對(duì)于偶數(shù)級(jí)至多12級(jí)葉輪時(shí)K＝0.1；D2是已知葉輪直徑；D是已知輪轂直徑。
3.按照權(quán)利要求1所述的渣漿泵，其特征是渣漿所需葉輪級(jí)數(shù)是奇數(shù)級(jí)時(shí)，左側(cè)低壓區(qū)葉輪比右側(cè)高壓區(qū)布設(shè)的葉輪少一級(jí)，對(duì)于奇數(shù)級(jí)葉輪至少3級(jí)，左側(cè)布設(shè)1級(jí)，右側(cè)布設(shè)2級(jí)，對(duì)于奇數(shù)級(jí)葉輪至 多11級(jí)，左側(cè)布設(shè)5級(jí)，右側(cè)布設(shè)6級(jí)。
專利摘要非對(duì)稱式葉輪組自身平衡的渣漿泵，其特征是在泵的中部出水段兩側(cè)設(shè)置與軸相聯(lián)的非對(duì)稱結(jié)構(gòu)的左側(cè)低壓區(qū)葉輪組、右側(cè)高壓區(qū)葉輪組。在泵運(yùn)行初期軸向力指向泵的尾端，運(yùn)行后期軸向力指向泵的前端，該兩軸向力方向相反，并由尾端推力軸承對(duì)承受和抵消，自動(dòng)達(dá)到平衡。該泵取消了平衡機(jī)構(gòu)注入高壓清水，結(jié)構(gòu)大為簡(jiǎn)化，重量輕，電耗低，后期雖經(jīng)磨損，但產(chǎn)生了反向軸向力，推力軸承對(duì)更能承受，延長(zhǎng)使用壽命。
文檔編號(hào)F04D13/00GK2097301SQ9120545
公開日1992年2月26日 申請(qǐng)日期1991年4月5日 優(yōu)先權(quán)日1991年4月5日
發(fā)明者崔巍 申請(qǐng)人:煤炭科學(xué)研究總院唐山分院