[发明专利]一种四涡室三出口自平衡多级泵

说明书

本发明提供了一种四涡室三出口自平衡多级泵，包括：设置在泵壳体上的进水段、出水段和次级进水段，所述进水段和次级进水段对称地设置在所述出水段的两侧，所述进水段上设置有第一预设角度进水段进口，所述次级进水段上设置有第二预设角度的次级进水段进口，所述出水段上设置有一高压出口和两低压出口，所述进水段和所述出水段之间设置有导叶，所述出水段和所述进次级水段之间设置有反导叶，所述导叶和所述反导叶对称地设置在所述出水段的两侧，所述泵壳体的中心部沿轴向设置有中心轴，所述导叶和所述反导叶均套设在所述泵壳上。本发明的四涡室三出口自平衡多级泵，避免了泵转子部件的启动时的轴向窜动和运行时的轴向脉动，有效地提高可靠性。

技术领域

本发明涉及多级泵技术领域，具体而言，涉及一种四涡室三出口自平衡多级泵。

背景技术

节段式多级泵是一种高扬程泵，广泛应用于电力、煤炭开采、油田注水和石油化学工业。随着工业的发展，节段式多级泵的单机容量越来越大，对泵的要求除了效率和气蚀性能以外，其可靠性要求也越来越高。然而可靠性尚没有一个与设计参数相联系的统一的计算公式以便进行比较，因此，设计时往往成为一种抽象的要求，无法预先估计。采用优质钢材固然是提高泵的可靠性的一方面，然而作为设计者，合理的结构设计无疑是可靠性得以保证的另一方面。

目前，现有技术中的节段式多级泵结构复杂，并且不够合理。例如公开号为CN2646424Y的中国专利公开了一种高压自平衡节段式离心泵，包括泵转子部件，泵壳，前、后轴承部件和拉紧螺栓，将对称布置的叶轮转子部件与壳体的节段式有机结合，采用外置管道形成叶轮对称布置所需的流道；壳体按节段式的形式和级数分为进水段、中段、出水段和内流道进水段，出水段布置在泵的中部，采用分段式拉紧螺栓紧固各段形成泵壳体的整体；通过多级非接触式螺旋密封和注入有新型合成材料的泥状填缝料密封部件形成组合密封。所述的组合密封是指叶轮级间密封、中间轴套密封以及节流衬套密封所构成的多级非接触式螺旋密封；与低压腔相通的平衡腔室；新型合成材料的泥状填缝料密封和套杯式填料函。

现有技术中的这种节段式多级泵的缺点非常明显，由于其多级叶轮按同一方向顺序布置，运行时产生的轴向力高达数十吨，必须通过平衡盘机构进行平衡，而平衡盘机构不足以平衡轴向力时，其余轴向力则由角接触球轴承承受。当运行工况频繁变化时，轴向力的变化必然造成泵转子部件的频繁窜动而常常使平衡盘发生瞬间摩擦，甚至出现因平衡盘咬死而导致断轴事故发生。为了减少平衡盘咬死的隐患，采用角接触球轴承进行限位，并承受剩余轴向力，但又造成平衡盘的动态平衡功能受限制。因此，该类型泵平衡盘和角接触球轴承在运行工况频繁变化时的相互干涉是导致在部份使用条件下，两者使用寿命短和可靠性差的致命因素。

发明内容

鉴于此，本发明提出了一种四涡室三出口自平衡多级泵，旨在解决现有多级泵在运行时易产生轴向力，使得泵转子部件频繁窜动，进而影响多级泵的使用寿命和可靠性的问题。

本发明提出了一种四涡室三出口自平衡多级泵，包括：设置在泵壳体上的进水段、出水段和次级进水段，所述进水段和次级进水段对称地设置在所述出水段的两侧，所述进水段上设置有第一预设角度进水段进口，所述次级进水段上设置有第二预设角度的次级进水段进口，所述出水段上设置有一高压出口和两低压出口，所述进水段和所述出水段之间设置有导叶，所述出水段和所述次级进水段之间设置有反导叶，所述导叶和所述反导叶对称地设置在所述出水段的两侧，所述泵壳体的中心部沿轴向设置有中心轴，所述导叶和所述反导叶均套设在所述泵壳上，所述中心轴的一端端部伸出所述泵壳体的外部，并且伸出泵壳体的外部的中心轴端部与转子部件连接；其中，

所述进水段进口的第一预设角度δ₁按照如下公式计算：

其中，