專利名稱:高壓自平衡臥式多級(jí)離心泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域:
本實(shí)用新型涉及一種高壓自平衡臥式多級(jí)離心泵,用作壓水堆核電站上充泵,還 可以用于鋼廠高壓水除鱗、油田高壓注水及原油外輸?shù)龋瑢儆陔x心泵技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù):
目前,高壓多級(jí)離心泵結(jié)構(gòu)形式主要有節(jié)段式單殼體、軸向剖分式單殼體、內(nèi)殼為 節(jié)段式雙殼體和內(nèi)殼為軸向剖分雙殼體幾大類(lèi),自平衡泵也有這幾類(lèi)。節(jié)段式單殼體高壓多級(jí)離心泵其多級(jí)葉輪同向順序布置,運(yùn)行時(shí)產(chǎn)生的軸向力巨 大,該力由平衡盤(pán)機(jī)構(gòu)平衡。當(dāng)泵工況變化時(shí),軸向力平衡機(jī)構(gòu)因其按額定工況設(shè)計(jì)計(jì)算 其平衡靈敏度,當(dāng)偏離工況運(yùn)行或輸送高溫、固體顆粒介質(zhì)時(shí),平衡機(jī)構(gòu)靈敏性差而發(fā)生失 效,平衡機(jī)構(gòu)咬死而斷軸。泵運(yùn)行中,殼體抗管路外力干擾力差,泵運(yùn)行可靠性差,泵維修必 須整泵解體,工作量大,維修成本高。軸向剖分式單殼體多級(jí)離心泵可以具有對(duì)稱布置葉輪的轉(zhuǎn)子部件,該類(lèi)泵殼體為 渦殼式且軸向剖分,其內(nèi)流道十分復(fù)雜,殼體鑄造工藝性差。要拓展該泵性能范圍時(shí),必須 另制殼體模型,使得生產(chǎn)成本增高,變更困難,每一規(guī)格泵適用范圍受到限制。內(nèi)殼體節(jié)段式雙殼體泵具有雙殼體泵,殼體抗管路外力干擾力強(qiáng),但維修時(shí)具有 節(jié)段單殼體泵的缺點(diǎn)。內(nèi)殼體軸向剖分雙殼體泵具有了雙殼體和軸向剖分殼體的優(yōu)點(diǎn),但也具有軸向剖 分泵性能拓展困難的弱點(diǎn)。特別是核電上充泵,由于其特殊的使用環(huán)境決定了特殊的使用要求,如需要同時(shí) 滿足三個(gè)主要工況運(yùn)行參數(shù)及能在超小流量點(diǎn)運(yùn)行要求,上充泵水力性能陡降,最大運(yùn)行 流量是設(shè)計(jì)點(diǎn)1. 6 1. 8倍,最高運(yùn)行揚(yáng)程是設(shè)計(jì)點(diǎn)的1. 6 1. 8倍;同時(shí)要求上充泵具有 抗熱沖擊的能力、軸承能無(wú)預(yù)潤(rùn)滑啟動(dòng)、能輸送含顆粒介質(zhì),滿足對(duì)泵軸封的高可靠性、長(zhǎng) 壽命和幾乎無(wú)泄漏的特殊要求。
實(shí)用新型內(nèi)容針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足,本實(shí)用新型的目的是提供一種便于維修、抗熱沖 擊、軸承無(wú)預(yù)潤(rùn)滑啟動(dòng)、能輸送含顆粒介質(zhì)的高壓自平衡臥式多級(jí)離心泵,特別適合于核電 上充泵。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的高壓自平衡臥式多級(jí)離心泵,它主要由承 壓外殼體、過(guò)流部件和轉(zhuǎn)子部件構(gòu)成,轉(zhuǎn)子部件由轉(zhuǎn)軸和安裝在轉(zhuǎn)軸上的葉輪組成,過(guò)流部 件位于承壓外殼體內(nèi),所述轉(zhuǎn)軸從過(guò)流部件和承壓外殼體中穿出,其特征在于所述過(guò)流部 件由內(nèi)殼體和位于內(nèi)殼體內(nèi)的導(dǎo)流段組成,葉輪位于導(dǎo)流段內(nèi)并左右對(duì)稱布置于轉(zhuǎn)軸上; 所述導(dǎo)流段由中段和導(dǎo)葉組成,導(dǎo)葉和中段將過(guò)流部件的流道完全敞開(kāi)。進(jìn)一步地,所述葉輪由比轉(zhuǎn)速不同的首級(jí)葉輪、前次級(jí)葉輪和后次級(jí)葉輪組成,首 級(jí)葉輪、前次級(jí)葉輪和后次級(jí)葉輪通過(guò)鍵固定在轉(zhuǎn)軸上。[0011]在葉輪上設(shè)有葉輪密封環(huán),所述葉輪密封環(huán)上設(shè)有螺旋槽,葉輪密封部位設(shè)有對(duì) 應(yīng)的螺旋槽。所述轉(zhuǎn)軸兩端設(shè)有軸承部件,其中一端的軸承部件主要由軸承端蓋、推力軸承、上 軸承體、上軸瓦、下軸瓦和下軸承體組成,推力軸承位于上軸承體和下軸承體組成的軸承空 腔內(nèi),推力軸承、上軸瓦和下軸瓦內(nèi)壁均設(shè)有存油槽,回油口高于存油槽。相比現(xiàn)有技術(shù),本實(shí)用新型具有如下有益效果1.導(dǎo)流段將內(nèi)殼體內(nèi)流道敞開(kāi),使鑄造流道表面達(dá)到較高的光潔度,減少過(guò)流介 質(zhì)中輻射劑量在泵殼體中的堆積度,便于核電上充泵維修。2.采用不同設(shè)計(jì)工況葉輪組合,實(shí)現(xiàn)上充泵流量揚(yáng)程曲線陡降,達(dá)到上充泵多工 況運(yùn)行對(duì)泵性能的要求,能使上充泵能在超小流量點(diǎn)運(yùn)行。3.轉(zhuǎn)子部件上的葉輪對(duì)稱布置,使各級(jí)葉輪所產(chǎn)生的軸向力相互抵消而達(dá)到自平 衡,采用推力盤(pán)承擔(dān)泵的殘余軸向力和瞬時(shí)軸向力,泵轉(zhuǎn)子部件的徑向力采用滑動(dòng)軸承支 撐,使泵運(yùn)行更平穩(wěn),噪音更低。4.上充泵各級(jí)葉輪密封環(huán)和密封軸套采用螺旋密封反抽的原理實(shí)現(xiàn)泵腔內(nèi)級(jí)間 介質(zhì)和軸封介質(zhì)的有效密封,保證上充泵輸送含顆粒介質(zhì)時(shí),介質(zhì)中顆粒不會(huì)對(duì)間隙密封 快速磨損和卡死,既有較長(zhǎng)的壽命,又運(yùn)行可靠。5.在保證級(jí)間密封能力的同時(shí),可以加大級(jí)間密封間隙,既保證上充泵在承受快 速熱沖擊時(shí),不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)子快速受熱膨脹卡死而影響運(yùn)行的現(xiàn)象,又保證上充泵在超極限 流量運(yùn)行發(fā)熱時(shí)轉(zhuǎn)子不會(huì)卡死,達(dá)到熱沖擊和極限小流量穩(wěn)定運(yùn)行的效果。6.上充泵徑向滑動(dòng)軸承中間設(shè)置存油槽和提高止推軸承回油口,使泵經(jīng)過(guò)初次運(yùn) 行后,上充泵軸承的動(dòng)靜結(jié)合部?jī)?chǔ)存潤(rùn)滑油,達(dá)到上充泵的無(wú)預(yù)潤(rùn)滑啟動(dòng)。
圖1-本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖。圖2-本實(shí)用新型轉(zhuǎn)子部件結(jié)構(gòu)示意圖。圖3-本實(shí)用新型軸承部件結(jié)構(gòu)示意圖。其中,1-外殼體;2-外殼蓋;3-連接螺栓;4-進(jìn)水管;5-出水管;6_轉(zhuǎn)軸;7_葉輪; 8-內(nèi)殼體;9-導(dǎo)流段;10-葉輪密封環(huán);11-首級(jí)葉輪;12-前次級(jí)葉輪;13-后次級(jí)葉輪; 14-前軸承部件;15-后軸承部件;16-軸承端蓋;17-推力軸承;18-上軸承體;19-上軸瓦; 20-下軸瓦;21-下軸承體。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。參見(jiàn)圖1,從圖上可以看出,本實(shí)用新型高壓自平衡臥式多級(jí)離心泵,它主要由承 壓外殼體、過(guò)流部件和轉(zhuǎn)子部件構(gòu)成。承壓外殼體為上充泵的第一層殼體,它由外殼體1、外 殼蓋2和連接螺栓3組成,進(jìn)水管4及出水管5焊接于外殼體1上。由于外殼體1和外殼 蓋2均由鍛件的毛坯經(jīng)機(jī)加工而成,故能滿足上充泵的強(qiáng)度和光潔度要求。轉(zhuǎn)子部件由轉(zhuǎn) 軸6和安裝在轉(zhuǎn)軸上的葉輪7組成,過(guò)流部件位于承壓外殼體內(nèi),所述轉(zhuǎn)軸6從過(guò)流部件和 承壓外殼體中穿出。[0026]過(guò)流部件由內(nèi)殼體8和位于內(nèi)殼體內(nèi)的導(dǎo)流段9組成,葉輪7位于導(dǎo)流段9內(nèi)。其 中導(dǎo)流段又由中段和導(dǎo)葉組成,導(dǎo)葉和中段將上充泵的過(guò)流部件的流道完全敞開(kāi),使鑄造 流道表面通過(guò)機(jī)加工或打磨達(dá)到較高的光潔度。減少過(guò)流介質(zhì)中輻射劑量在泵殼體中的堆 積度,便于核電上充泵維修。同時(shí)將導(dǎo)流段裝配在內(nèi)殼體中,利用內(nèi)殼體與導(dǎo)流段之間接觸 面的密封作用和導(dǎo)流段級(jí)間密封圈實(shí)現(xiàn)導(dǎo)流段間的介質(zhì)密封。葉輪7左右對(duì)稱布置于轉(zhuǎn)軸6上,使各級(jí)葉輪所產(chǎn)生的軸向力相互抵消而達(dá)到自 平衡。在葉輪7上設(shè)有葉輪密封環(huán)10,葉輪的密封部位加工特殊螺旋槽,葉輪密封環(huán)上加工 有螺旋槽,利用螺旋對(duì)顆粒的容忍度,保證上充泵輸送含顆粒介質(zhì)時(shí),介質(zhì)中顆粒不會(huì)對(duì)間 隙密封快速磨損和卡死,既有較長(zhǎng)的壽命,又運(yùn)行可靠。同時(shí)在保證級(jí)間密封能力的同時(shí), 可以適當(dāng)加大級(jí)間密封間隙,既保證上充泵在承受快速熱沖擊時(shí),不會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)子快速受熱 膨脹卡死而影響運(yùn)行的現(xiàn)象,又保證上充泵在超極限流量運(yùn)行發(fā)熱時(shí)轉(zhuǎn)子不會(huì)卡死,達(dá)到 熱沖擊和極限小流量穩(wěn)定運(yùn)行的效果。為了滿足上充泵多工況運(yùn)行對(duì)泵性能的要求,本實(shí)用新型葉輪7由比轉(zhuǎn)速不同的 首級(jí)葉輪11、前次級(jí)葉輪12和后次級(jí)葉輪13組成,首級(jí)葉輪11、前次級(jí)葉輪12和后次級(jí)葉 輪13通過(guò)鍵固定在轉(zhuǎn)軸6上,見(jiàn)圖2。由于采用不同設(shè)計(jì)工況葉輪組合形式,在上充泵規(guī)定 的功率下,能同時(shí)滿足上充泵的三組不同流量、揚(yáng)程的工況要求,實(shí)現(xiàn)上充泵流量揚(yáng)程曲線 陡降,達(dá)到上充泵多工況運(yùn)行對(duì)泵性能的要求,既達(dá)到最大運(yùn)行流量到設(shè)計(jì)流量1. 6 1. 8 倍,最高運(yùn)行揚(yáng)程為額定工況揚(yáng)程的1. 6 1. 8倍,又使上充泵能在超小流量點(diǎn)運(yùn)行。所述轉(zhuǎn)軸6兩端設(shè)有前軸承部件14和后軸承部件15,其中后軸承部件15主要由 軸承端蓋16、推力軸承17、上軸承體18、上軸瓦19、下軸瓦20和下軸承體21組成,推力軸 承位于上軸承體和下軸承體組成的軸承空腔內(nèi)。為了實(shí)現(xiàn)上充泵無(wú)預(yù)潤(rùn)滑啟動(dòng),推力軸承 17、上軸瓦19和下軸瓦20內(nèi)壁均設(shè)有存油槽,同時(shí)使回油口高于存油槽,見(jiàn)圖3。經(jīng)過(guò)初次 運(yùn)行后,上充泵軸承的動(dòng)靜結(jié)合部就儲(chǔ)存有潤(rùn)滑油,達(dá)到上充泵的無(wú)預(yù)潤(rùn)滑啟動(dòng)。本實(shí)用新型外殼體與內(nèi)殼體之間形成泵的出水壓水室。外殼體與內(nèi)殼體的高低壓 分界處,大端蓋與外殼體高壓密封處,采用金屬包覆墊,內(nèi)包巴氏合金粉;其金屬的彈性好, 可提高密封面的密封性能,而巴氏合金的熱敏性極小,可減小泵在熱沖擊工況時(shí)的熱應(yīng)變。本實(shí)用新型上充泵設(shè)置中間水潤(rùn)滑軸承,此軸承采用軸套中鑲嵌石墨的結(jié)構(gòu)形 式,在運(yùn)行過(guò)程中石墨的膨脹系數(shù)較小,可以很好的控制軸承的間隙。通過(guò)其中的高壓介質(zhì) 對(duì)軸承有一定的潤(rùn)滑作用,由于水潤(rùn)滑軸承的間隙較小,其間的介質(zhì)是不可壓縮性的,故對(duì) 上充泵的轉(zhuǎn)子部件有支撐作用。同時(shí)提高轉(zhuǎn)子部件的一界臨界轉(zhuǎn)速2. 7倍左右。本實(shí)用新型提供的上充泵結(jié)構(gòu)形式為多層殼體、節(jié)段式、軸向力自平衡臥式多級(jí) 離心泵,該泵將對(duì)稱布置的葉輪轉(zhuǎn)子部件與多層殼體的有機(jī)結(jié)合,采用多級(jí)非接觸式螺旋 密封和機(jī)械密封形成的組合軸封結(jié)構(gòu),從而使該泵在保持節(jié)段式多級(jí)泵性能參數(shù)調(diào)節(jié)范圍 寬的基礎(chǔ)上,不需采用平衡盤(pán)或平衡鼓結(jié)構(gòu)就能實(shí)現(xiàn)泵腔內(nèi)巨大的軸向推力達(dá)到自動(dòng)平 衡,同時(shí)采用蝸殼泵方便維修的特點(diǎn)。并通過(guò)新型組合密封達(dá)到輸送含輻射、高壓含固體顆 粒介質(zhì)幾乎無(wú)泄漏效果。本泵除可用于核電站的上充泵和電動(dòng)輔助給水泵外,還可以用于鋼廠高壓水除 鱗、油田高壓注水及原油外輸?shù)?,同時(shí)在高壓離心泵工況頻繁變化、輸送非潔凈水和濁環(huán)水 等場(chǎng)合也具有優(yōu)勢(shì)。
權(quán)利要求高壓自平衡臥式多級(jí)離心泵,它主要由承壓外殼體(1)、過(guò)流部件和轉(zhuǎn)子部件構(gòu)成,轉(zhuǎn)子部件由轉(zhuǎn)軸(6)和安裝在轉(zhuǎn)軸上的葉輪(7)組成,過(guò)流部件位于承壓外殼體內(nèi),所述轉(zhuǎn)軸從過(guò)流部件和承壓外殼體中穿出,其特征在于所述過(guò)流部件由內(nèi)殼體(8)和位于內(nèi)殼體內(nèi)的導(dǎo)流段(9)組成,葉輪(7)位于導(dǎo)流段(9)內(nèi)并左右對(duì)稱布置于轉(zhuǎn)軸(6)上;所述導(dǎo)流段由中段和導(dǎo)葉組成,導(dǎo)葉和中段將過(guò)流部件的流道完全敞開(kāi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的高壓自平衡臥式多級(jí)離心泵,其特征在于所述葉輪(7)由 比轉(zhuǎn)速不同的首級(jí)葉輪(11)、前次級(jí)葉輪(12)和后次級(jí)葉輪(13)組成,首級(jí)葉輪(11)、前 次級(jí)葉輪(12)和后次級(jí)葉輪(13)通過(guò)鍵固定在轉(zhuǎn)軸(6)上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的高壓自平衡臥式多級(jí)離心泵,其特征在于在葉輪(7)上 設(shè)有葉輪密封環(huán)(10),所述葉輪密封環(huán)(10)上設(shè)有螺旋槽,葉輪密封部位設(shè)有對(duì)應(yīng)的螺旋 槽。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的高壓自平衡臥式多級(jí)離心泵,其特征在于所述轉(zhuǎn)軸兩端設(shè) 有軸承部件,其中一端的軸承部件主要由軸承端蓋(16)、推力軸承(17)、上軸承體(18)、上 軸瓦(19)、下軸瓦(20)和下軸承體(21)組成,推力軸承(17)位于上軸承體(18)和下軸 承體(21)組成的軸承空腔內(nèi),推力軸承(17)、上軸瓦(19)和下軸瓦(20)內(nèi)壁均設(shè)有存油 槽,回油口高于存油槽。
專利摘要本實(shí)用新型公開(kāi)了一種高壓自平衡臥式多級(jí)離心泵,它主要由承壓外殼體、過(guò)流部件和轉(zhuǎn)子部件構(gòu)成,轉(zhuǎn)子部件由轉(zhuǎn)軸和安裝在轉(zhuǎn)軸上的葉輪組成,過(guò)流部件位于承壓外殼體內(nèi),所述轉(zhuǎn)軸從過(guò)流部件和承壓外殼體中穿出。過(guò)流部件由內(nèi)殼體和位于內(nèi)殼體內(nèi)的導(dǎo)流段組成,葉輪位于導(dǎo)流段內(nèi)并左右對(duì)稱布置于轉(zhuǎn)軸上;所述導(dǎo)流段由中段和導(dǎo)葉組成,導(dǎo)葉和中段將過(guò)流部件的流道完全敞開(kāi)。本實(shí)用新型便于維修、抗熱沖擊、軸承無(wú)預(yù)潤(rùn)滑啟動(dòng)、能輸送含顆粒介質(zhì)的高壓自平衡臥式多級(jí)離心泵,特別適合于核電上充泵。
文檔編號(hào)F04D29/046GK201763613SQ20102052386
公開(kāi)日2011年3月16日 申請(qǐng)日期2010年9月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月9日
發(fā)明者周德良, 王天周, 袁景秋, 趙興英, 陳晴 申請(qǐng)人:重慶水泵廠有限責(zé)任公司