[发明专利]一种卧式径向多级离心泵

说明书

技术领域

本发明属于离心泵制造技术领域，特别涉及一种卧式径向多级离心泵。

背景技术

目前离心泵的单级扬程一般不超过150m，为了使泵获得更大的扬程，通常采用轴向多级泵的方法，即多个叶轮和导叶沿轴向串联，液体通过吸入段进入首级叶轮后，再通过导叶的导流作用进入下一级叶轮入口，直到进入泵的压出段。公知的这种轴向多级泵存在一些不足之处：一是轴向尺寸较大，限定了安装的空间尺寸；二是组件繁多，结构复杂，维修困难；三是由于轴向多级泵有多个叶轮沿轴向布置，多个叶轮的轴向力累加产生了较大的轴向力，根据现有的设计理论，为了彻底平衡轴向力需要增加平衡盘装置或平衡鼓装置，这些平衡装置不仅设计困难而且容易损坏；四是导叶结构复杂，使得液体的流动方向不断变化，水力损失较大，影响泵的运行效率。

经检索，与本发明相关的专利申请有：单轴多级泵(公开号：CN1641224A)，发明了一种单轴多级泵，特点是实现小型，节省空间，但是该发明结构复杂，叶轮沿轴向布置，无法最大限度减少轴向尺寸，另外需要设计平衡装置来平衡轴向力，增加设计难度。

改进型多级离心泵(公开号：CN101270757A)，该发明将叶轮布置在泵轴左右两侧并以轴承为中心对称布置，这样虽然能平衡轴向力，但是仍然存在结构复杂，轴向尺寸大的不足。

叶轮对称布置的分段式多级离心泵(公开号：CN1439808A)，该发明的特点是将泵体分成两部分，两部分叶轮进口方向相反，省去了平衡装置。但是结构相对复杂，轴向尺寸大，另外导叶内液流流动方向变化复杂，水力损失大。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，多级泵轴向尺寸大、结构复杂、轴向力大和泵效率低的缺陷，提出一种卧式径向多级离心泵，这种径向多级离心泵轴向尺寸小、结构简单并且运行效率高。

本发明的技术方案是：一种卧式径向多级离心泵，包括首级叶轮、导叶、次级叶轮、泵轴、泵盖、密封、轴承架、轴承、轴承端盖等基本部件，还包括用于收集次级叶轮排出液体，将动能转化为压能的螺旋形蜗壳。

首级叶轮和次级叶轮通过键联接固定在泵轴上，和泵轴一起转动，它们沿径向布置，即次级叶轮在首级叶轮出口的外侧。导叶在两级叶轮之间，起导流作用，通过螺纹联接固定在蜗壳内部。上述布置方式可以减小泵体的轴向尺寸。

首级叶轮的叶片是三维扭曲形式，这是为了提高叶轮的水力性能；首级叶轮叶片数Z₁为5～7，这是因为如果叶片数太少，流道的扩散程度大，易产生脱流，水力损失较大；如果叶片数过多，则叶轮内排挤现象严重，液流与叶片接触面积增大，导致摩擦损失增加。次级叶轮是二维圆柱形叶片，结构简单便于铸造加工；另外次级叶轮的进口在首级叶轮的径向外侧，流道面积是首级叶轮的2倍左右，为了使流动均匀稳定，故叶片数Z₂取2(Z₁-1)。导叶的叶片为二维圆柱形叶片，这样结构简单加工方便，内部液体速度方向变化少，水力损失小，为了减少导叶内的扩散损失，叶片数Z₃取3(Z₁-1)。

由于首级叶轮后盖板受力大于前盖板受力，故存在指向前盖板的轴向力，次级叶轮由于前后盖板的受力基本可以相互抵消，故次级叶轮轴向力较小，可以忽略。因为只有首级叶轮存在轴向力，所以通过在首级叶轮后盖板上设置密封环和开平衡孔的方式来平衡大部分轴向力，残余轴向力由轴承来承担。

首级叶轮与导叶之间的径向间隙为2～4mm。次级叶轮与导叶之间的径向间隙为2～4mm。

首级叶轮的出口宽度比导叶的进口宽度小3～5mm，次级叶轮的进口宽度比导叶的出口宽度大3～5mm，导叶的进出口宽度相等，次级叶轮的进出口宽度相等。

本发明的有益效果是：两级叶轮沿径向布置，轴向尺寸小；结构简单，在不拆卸密封和轴承的情况下便可更换叶轮和导叶，维修方便；只有首级叶轮有轴向力，轴承和首级叶轮自身的平衡孔便可以平衡轴向力，不需额外设计平衡轴向力的装置，设计方便。导叶和次级叶轮结构简单，泵内液体水力损失小，泵运行效率高。

附图说明

图1为本发明所述的一种卧式径向多级离心泵一个实施例的结构剖面示意图。

图2为首级叶轮结构剖面示意图。

图3为首级叶轮结构左视图。

图4为导叶结构剖面示意图。

图5为导叶结构左视图。

图6为次级叶轮结构剖面示意图。

图7为次级叶轮结构左视图。