[发明专利]用于离心泵的密封结构

说明书

一种用于离心泵的密封结构，离心泵包括：电机组件、泵轴和泵体组件。泵体组件包括泵套筒和多个叶轮级组。叶轮级组包括支撑壳体、导流壳体和叶轮。叶轮包括毂部、锥形壁、叶片和叶轮座。密封结构包括动态密封结构和甩水槽密封结构。动态密封结构包括外部静密封环。外部静密封环包括径向接触部和轴向接触部。径向接触部与离心泵的叶轮的叶轮座的筒形基部之间限定出第一空间，轴向接触部与筒形基部之间限定出第二空间。第一空间沿径向方向的宽度小于第二空间沿轴向方向的宽度。甩水槽密封结构包括沿导流壳体的周向布置的多个甩水槽。

技术领域

本申请涉及一种用于离心泵的密封结构，特别涉及用于高转速、高扬程的深井用多级离心泵的密封结构。

背景技术

深井用离心泵总体上包括电机组件和包含被泵轴驱动而旋转的叶轮的泵体组件。传统的离心泵的泵轴转速一般在3000rpm左右，若要离心泵输出的水的扬程达到300m，通常离心泵的高度可能达到3m，所以，这种深井泵体积大、非常笨重。

深井用离心泵大多用于农业浇灌，使用环境通常在井下100m-500m不等的深度。在高山等自然环境恶劣的应用中，操作非常不方便。特别是，仅仅对于离心泵的搬运来说，工作人员需要人力抬到山顶，这可能需要几个小时、甚至一天的时间，将庞大、笨重的离心泵安装到几百米深的井底以及后续可能的维修都非常困难。这很大程度上限制了离心泵的应用。在泵的改进过程中，为了提高离心泵的扬程，通常采用加大叶轮直径的手段，这进一步增加了泵的体积和重量，加剧了泵的上述不方便。

在这样的情况下，离心泵中的密封构造会消耗大量的功并且产生振动，从而降低离心泵的整体效率。

发明内容

本申请的目的是提供一种用于离心泵的甩水槽密封结构，其减少水流泄漏，同时减小摩擦阻力和叶轮级组的振动。

为此，本申请提出了一种用于离心泵的密封结构，离心泵包括：提供旋转运动的电机组件，被电机组件的输出轴驱动的泵轴，和泵体组件，其中，泵体组件包括泵套筒和容置于泵套筒内的多个叶轮级组，叶轮级组包括：在轴向方向上附接到一起而限定出叶轮腔的支撑壳体和导流壳体，以及容置于叶轮腔内被泵轴驱动而随其同步旋转的叶轮，其中，叶轮包括：限定出与泵轴接合的中心孔的毂部，和从毂部径向向外并且轴向向上延伸的锥形壁，从锥形壁的下表面螺旋形延伸的叶片，以及被附接到叶片的外周的叶轮座，叶轮座在其下端限定出外部支撑端面，其特征在于，密封结构包括动态密封结构和甩水槽密封结构，动态密封结构包括外部静密封环，外部静密封环包括平行于轴向方向的径向接触部和垂直于轴向方向的轴向接触部，其中，径向接触部与离心泵的叶轮的叶轮座的筒形基部之间限定出第一空间，轴向接触部与筒形基部之间限定出第二空间，其中，第一空间沿径向方向的宽度小于第二空间沿轴向方向的宽度，甩水槽密封结构包括在叶轮座的下端设置在外部支撑端面的径向外侧的多个甩水槽，其中，多个甩水槽沿导流壳体的周向布置。

根据可选的实施方式，多个甩水槽中的每个甩水槽包括成角度布置的两个侧边，两个侧边之间的夹角在50°至70°之间。

根据可选的实施方式，叶轮级组的导流壳体包括具有允许泵轴延伸穿过的中心孔的中心部，与支撑壳体轴向接合的外围部和在中心部和外围部之间螺旋形延伸的导叶，中心部、外围部和导叶限定出叶轮级组的导流通道。

根据可选的实施方式，叶轮座、锥形壁以及叶片限定出离心通道，毂部限定出垂直于轴向方向的中心支撑端面，中心支撑端面通过叶轮的毂部或者嵌置于毂部下端的中心动密封环限定，导流壳体包括与中心支撑端面始终抵接接触的中心抵接端面，以及导流通道与离心通道流体连通。

根据可选的实施方式，中心动密封环由钨钢构成。

根据可选的实施方式，中心部是单独形成并且附接到外围部上的导流座。

根据可选的实施方式，中心抵接端面通过导流座或嵌置于导流座内的中心静密封环提供。