專利名稱：軸向力平衡潛水泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種潛水泵，特別涉及到一種軸向力平衡潛水泵。
在潛水泵中，特別在多級高揚程的潛水泵中，由于泵內(nèi)液體作用于葉輪上的壓力差以及轉(zhuǎn)子的重力，其作用力的方向都是沿軸線方向垂直向下的，這兩種力的疊加使泵的軸向力增大。為了克服此沿軸線方向垂直向下的軸向力，大部分泵采用了一些平衡機(jī)構(gòu)(如平衡孔等)，這些平衡機(jī)構(gòu)不僅會引起泵的性能下降，而且仍無法平衡掉軸向力，還必須在潛水電機(jī)底部設(shè)置止推裝置來平衡軸向力。由于止推裝置的使用條件惡劣，故其可靠性差、使用壽命短，直接影響著整臺泵的使用可靠性及其壽命。
本實用新型的目的是在現(xiàn)有潛水泵的基礎(chǔ)上，采用水力學(xué)的平衡原理對泵的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，能夠使泵內(nèi)液體作用于葉輪上的壓力差、轉(zhuǎn)子的重量在軸向達(dá)到基本平衡，具有可靠性高及使用壽命長的特點。
本實用新型包括一進(jìn)水節(jié)，與進(jìn)水節(jié)相配合的泵體，泵體上配置有可與電機(jī)軸相連接的泵軸，所說的進(jìn)水節(jié)為一雙向進(jìn)水節(jié)10，與雙向進(jìn)水節(jié)10的兩出口分別配置有若干葉輪7、11，葉輪7上面均配置了導(dǎo)流殼8、葉輪11下面勻配置了導(dǎo)流殼12，導(dǎo)流殼8中的末級出口與出水總管15相通，或與上泵進(jìn)水口相通。所說的葉輪11、導(dǎo)流殼12的進(jìn)口方向與葉輪7、導(dǎo)流殼8的進(jìn)口方向相反。



圖1是現(xiàn)有潛水泵的結(jié)構(gòu)圖。
圖2是本實用新型的結(jié)構(gòu)圖。
以下結(jié)合附圖對本實用新型的結(jié)構(gòu)原理和工作原理作詳細(xì)的說明。
參照
圖1，止推裝置1在潛水電機(jī)2之下端，止推裝置1用來承受泵的軸向力，電機(jī)2通過電機(jī)軸3把扭矩傳給泵軸6，電機(jī)軸3與泵軸6通過聯(lián)軸器4連接。液流經(jīng)進(jìn)水節(jié)5進(jìn)入泵內(nèi)，旋轉(zhuǎn)的葉輪7給液流施加作用力，使其壓力、速度增大。從葉輪7排出的液流進(jìn)入導(dǎo)流殼8，導(dǎo)流殼8收集來自葉輪的液流，并在其內(nèi)進(jìn)行減速、擴(kuò)壓、然后送入下一級葉輪與導(dǎo)流殼，這樣逐級輸送至出水管9排出泵外?，F(xiàn)有潛水泵的主要特征是液流的流動方向是從進(jìn)水節(jié)5進(jìn)入泵內(nèi)，經(jīng)葉輪7、導(dǎo)流殼8由下至上逐級輸送，直至出水管9排出泵外；其次，葉輪7的進(jìn)口方向是沿軸線垂直向下的，與此相適應(yīng)導(dǎo)流殼8的進(jìn)口方向也是向下的。
圖2是軸向力平衡潛水泵。電機(jī)軸3與泵軸6通過聯(lián)軸器4連接。雙向進(jìn)水節(jié)10把泵分成兩部分，雙向進(jìn)水節(jié)10上端的為上泵，上泵的葉輪7的進(jìn)口方向是沿軸線垂直向下的。雙向進(jìn)水節(jié)10下端的為下泵，下泵的葉輪11的進(jìn)口方向是沿軸線垂直向上的，與此相適應(yīng)上下泵的導(dǎo)流殼8、12的進(jìn)口方向分別與其葉輪7、11的進(jìn)口方向相同。電機(jī)2通過電機(jī)軸3、泵軸6把扭矩同時傳給上泵葉輪7與下泵葉輪11。上泵的結(jié)構(gòu)、工作原理與現(xiàn)有泵的完全相同，液流從雙向進(jìn)水節(jié)10進(jìn)入上泵的葉輪7，經(jīng)葉輪7施加作用力后，從葉輪7排出，進(jìn)入上泵導(dǎo)流殼8，離開導(dǎo)流殼8的液流再進(jìn)入其上方的下一級葉輪，這樣液流在上泵內(nèi)由下至上逐級輸送，直至送入泵出水總管15。從雙向進(jìn)水節(jié)10進(jìn)入下泵的液體，經(jīng)下泵的旋轉(zhuǎn)葉輪11施加作用力，其壓力、速度增大，離開葉輪11的液流進(jìn)入下泵導(dǎo)流殼12，導(dǎo)流殼12收集來自葉輪11的液體，并使其在內(nèi)減速、擴(kuò)壓后，再引入其下方的下一級葉輪進(jìn)口。這樣液流在下泵內(nèi)由上至下的逐級輸送，直至下泵末級導(dǎo)流殼13，在末級導(dǎo)流殼13內(nèi)減速、擴(kuò)壓后，再送入出水分管14。出水分管14位于與泵軸線相平行緊貼泵的外表面，經(jīng)出水分管14的液流或在泵的頂部與上泵排出的液流相匯合，再進(jìn)入泵出水總管15，或被送入上泵進(jìn)水口，經(jīng)上泵再一次輸送，然后進(jìn)入出水總管15。
本實用新型的顯著特征是從雙向進(jìn)水節(jié)10處把泵分為上泵和下泵兩部分，上泵的結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有潛水泵的完全相同；下泵的葉輪11、導(dǎo)流殼12的進(jìn)口方向與上泵的正好相反。在上泵內(nèi)液流是從雙向進(jìn)水節(jié)10開始逐級垂直向上輸送；在下泵內(nèi)液流是從雙向進(jìn)水節(jié)10開始逐級垂直向下輸送。在上下泵中液流的流動方向正好相反，上下泵有各自的進(jìn)出水口。上下泵的進(jìn)水口位于雙向進(jìn)水節(jié)10內(nèi)；上泵的出水口在泵頂部；下泵的出水口位于末級導(dǎo)流殼13的出口處，下泵的液流經(jīng)出水分管14或與上泵的液流匯合，一起流入泵出水總管15，或被送入上泵進(jìn)水口，經(jīng)上泵再一次輸送，然后進(jìn)入出水總管15。本實用新型相當(dāng)于使用同一臺潛水電機(jī)的兩臺泵串并聯(lián)運行。由此可見，本實用新型具有以下特點1、平衡軸向力。因為上泵與下泵的葉輪設(shè)置方向正好相反，所以上下泵產(chǎn)生的軸向力(包括轉(zhuǎn)子的重力)可控制到基本平衡。
2、可增大泵的出液量。由于上下泵基本上是獨立系統(tǒng)(除電機(jī))，當(dāng)離開下泵的液流經(jīng)出水分管14直接被送入出水總管15時，泵的總出液量為上下泵的流量之和，因此可增大泵的出液量。
3、使用可靠、壽命長。由于可通過調(diào)整上泵(或下泵)級數(shù)來控制軸向力，可減小或消除軸向力，因此本泵的使用可靠性及壽命不受止推裝置的影響，故使用可靠、壽命長。
4、不采用平衡裝置。由于軸向力能達(dá)到基本平衡，故沒有采用平衡裝置的必要。
5、受力合理，運行噪聲低、振動小。由于軸向力平衡可減小轉(zhuǎn)子與固定部件的機(jī)械磨損，故本泵運行噪聲低、振動小、效率高。
本實用新型相當(dāng)于一臺電機(jī)1驅(qū)動兩臺泵(上泵與下泵)的串并聯(lián)使用。在雙向進(jìn)水節(jié)10中部以上為上泵，以下為下泵，上泵與現(xiàn)有潛水泵的泵部分完全相同；下泵的葉輪11、導(dǎo)流殼12的進(jìn)口方向與上泵的正好相反。電機(jī)2的扭矩經(jīng)電機(jī)軸3、聯(lián)軸器4、泵軸6同時作用于上下泵的葉輪7與葉輪11；電機(jī)軸3與泵軸6之間用聯(lián)軸器4連接；葉輪7、葉輪11與泵軸6用鍵或錐形套連接。從雙向進(jìn)水節(jié)10進(jìn)入上泵的液體經(jīng)葉輪7、導(dǎo)流殼8逐級向上輸送，直至送入泵出水總管15；從雙向進(jìn)水節(jié)10進(jìn)入下泵的液流經(jīng)葉輪11、導(dǎo)流殼12逐級向下輸送，直至末級導(dǎo)流殼13，從末級導(dǎo)流殼13排出的液流經(jīng)泵體外側(cè)的出水分管14或直接進(jìn)入出水總管15，或被送入上泵進(jìn)水口，經(jīng)上泵再一次輸送，然后進(jìn)入出水總管15。導(dǎo)流殼與雙向進(jìn)水節(jié)10，導(dǎo)流殼之間用螺釘、螺紋或卡子連接。
附圖主要標(biāo)號說明1是止推裝置，用來承受軸向推力。止推裝置由電機(jī)軸3下端固定的推力盤和固定在泵座上承受軸向推力的基座構(gòu)成。
2是潛水電機(jī)，采用充油式、充水式或屏蔽等結(jié)構(gòu)形式的電動機(jī)，潛水電機(jī)與泵之間用螺釘、螺紋或卡子連接。
3是電機(jī)軸，是電機(jī)動力的輸出軸。用金屬材料或經(jīng)表面處理的金屬材料制成。
4是聯(lián)軸器，起連接電機(jī)軸3與泵軸6的作用。
6是泵軸，其作用是把電機(jī)2的扭矩傳遞給葉輪。泵軸用耐腐蝕的金屬材料或經(jīng)表面處理的金屬材料制成。
7是上泵葉輪，其作用是把動力機(jī)的機(jī)械能轉(zhuǎn)變成為液體的動能和壓能，葉輪與泵軸之間用鍵或錐形套連接。葉輪由金屬或塑料材料制成，輸送含固體顆粒液體的葉輪用耐磨材料制成。
8是上泵導(dǎo)流殼，其作用是收集來自葉輪的液體，并使液體在其內(nèi)減速、擴(kuò)壓、，轉(zhuǎn)向并引入下一級葉輪進(jìn)口。導(dǎo)流殼可采用空間、徑向、流道式或軸向?qū)Я鳉そY(jié)構(gòu)形式。導(dǎo)流殼之間用螺釘、螺紋或卡子連接，導(dǎo)流殼用金屬或塑料材料制成，輸送含固體顆粒的導(dǎo)流殼用耐磨材料制成。
10是雙向進(jìn)水節(jié)，其內(nèi)有隔板與葉片，其作用是把液流分別引入上下泵內(nèi)，外有濾網(wǎng)，以防過大的固體進(jìn)入泵內(nèi)，與導(dǎo)流殼之間用螺釘、螺紋、或卡子連接。
11是下泵葉輪，與上泵葉輪7相同，只是在泵中其進(jìn)口方向與上泵葉輪7的進(jìn)口方向相反。
12是下泵導(dǎo)流殼，與上泵導(dǎo)流殼8相同，只是進(jìn)口方向與上泵導(dǎo)流殼8的進(jìn)口方向相反。
13是下泵末級導(dǎo)流殼，其作用是收集來自末級葉輪的液流，然后送入出水分管14。末級導(dǎo)流殼可采用雙層螺旋式泵殼，徑向、軸向、空間，流道式等結(jié)構(gòu)形式的導(dǎo)流殼。
14是出水分管，其作用是把離開下泵末級導(dǎo)流殼13的液體或送入出水總管15或送入上泵進(jìn)水口。出水分管為平行泵軸線緊貼導(dǎo)流殼外壁面的流道，一端與末級導(dǎo)流殼13相接，另一端與泵出水總管15或上泵進(jìn)水口相連，連接方式為法蘭、螺紋或卡子連接。
15是泵出水總管，其作用是匯集來自上、下泵的液流，并送出泵外，上下泵并聯(lián)使用時，其匯集的方式采用引射的方式。
權(quán)利要求1.軸向力平衡潛水泵，包括一進(jìn)水節(jié)，與進(jìn)水節(jié)相配合的泵體，泵體上配置有可與電機(jī)軸相連接的泵軸。本實用新型的特征是，所說的進(jìn)水節(jié)為一雙向進(jìn)水節(jié)(10)，與雙向進(jìn)水節(jié)(10)的兩出口分別配置有若干葉輪(7)、(11)，葉輪(7)上面均配置了導(dǎo)流殼(8)，葉輪(11)下面均配置了導(dǎo)流殼(12)，導(dǎo)流殼(8)中的末級出口與出水總管(15)相通，導(dǎo)流殼(12)中的末級導(dǎo)流殼(13)出口通過泵殼外側(cè)的出水分管(14)或與出水總管(15)相通，或與上泵進(jìn)水口相通。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛水泵，其特征在于，所說的葉輪(11)、導(dǎo)流殼(12)的進(jìn)口方向與葉輪(7)、導(dǎo)流殼(8)的進(jìn)口方向相反。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛水泵，其特征在于，所說的雙向進(jìn)水節(jié)包括周向進(jìn)口、軸向出口且出口方向相反的流道，其流道間配置有隔板與導(dǎo)葉。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛水泵，其特征在于，雙向進(jìn)水節(jié)位于進(jìn)口方向相反且相鄰的兩導(dǎo)流殼(8)、(12)之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的潛水泵，其特征在于，一端連接泵部分最下端的末級導(dǎo)流殼(13)出口的出水分管(14)位于泵殼外側(cè)，另一端或與出水總管15相連接，或與上泵進(jìn)水口相連接。
專利摘要本實用新型是在現(xiàn)有潛水泵的基礎(chǔ)上，把泵分為上下兩部分，上下泵之間設(shè)置了雙向進(jìn)水節(jié)，液流經(jīng)雙向進(jìn)水節(jié)分別進(jìn)入上下泵內(nèi)，進(jìn)入上泵的逐級向上輸送至出水總管；進(jìn)入下泵的逐級向下輸送至下泵出水口，經(jīng)側(cè)管或送入出水總管或送入上泵進(jìn)水口，其效果相當(dāng)于上下泵并或串聯(lián)使用。由于上下泵葉輪相對面設(shè)置，因此可通過調(diào)整上下泵的級數(shù)使軸向力達(dá)到平衡，其優(yōu)點是平衡軸向力絕對可靠，能提高泵的可靠性及壽命，能增加泵的流量。
文檔編號F04D13/08GK2158934SQ9224480
公開日1994年3月16日 申請日期1992年12月12日 優(yōu)先權(quán)日1992年12月12日
發(fā)明者郭自杰 申請人:西安交通大學(xué)