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1、(10)申请公布号 CN 104295507 A (43)申请公布日 2015.01.21 CN 104295507 A (21)申请号 201410561847.7 (22)申请日 2014.10.22 F04D 13/08(2006.01) F04D 29/44(2006.01) F04D 29/42(2006.01) F04D 29/66(2006.01) F04D 29/10(2006.01) F04D 29/08(2006.01) F04D 29/22(2006.01) F04D 29/04(2006.01) (71)申请人 江苏振华泵业制造有限公司 地址 225500 江苏省泰州市。
2、姜堰区姜堰大道 9 号 (72)发明人 陈金平 邱勇 唐晓晨 王辉 (54) 发明名称 卧式高背压离心泵组 (57) 摘要 本发明公开了一种卧式高背压离心泵组， 它 包括叶轮、 泵体、 泵盖、 密封座、 电机、 底座、 托架、 弹性轴端顶和螺母。本发明中泵体流道为双层蜗 壳结构， 阀盖上设有阀控排泄结构， 密封座两端分 别设有机械密封和填料密封。在叶轮右端中部 设有外凸轮毂与泵盖左端内孔间隙配合， 因轮毂 外壁上设有与叶轮旋向相反的螺纹， 反向螺纹在 泵盖内孔中旋转形成反螺旋卸压结构。为了抵消 背压对叶轮向右的推力， 在泵体吸入口至叶轮之 间安装弹性轴端顶。本发明由于采用上述有针对 性的结构设。
3、计， 使卧式高背压离心泵组在深潜至 5.0MPa 环境下能够长期、 正常运转。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 3 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书3页 附图3页 (10)申请公布号 CN 104295507 A CN 104295507 A 1/1 页 2 1. 一种卧式高背压离心泵组， 它包括叶轮 （1） 、 泵体 （2） 、 泵盖 （3） 、 密封座 （4） 、 电机 （5） 、 底座 （6） 、 托架 （7） 、 弹性轴端顶 （8） 和螺母 （9） ； 所述底座 （6） 上同轴安装泵体 （2） 和电。
4、 机 （5） ， 卧姿的泵体 （2） 内置流道中置放叶轮 （1） ， 在泵体 （2） 右端面定位安装泵盖 （3） ， 泵盖 （3） 左端面居中内孔与叶轮 （1） 右端中部外凸轮毂 （1.1） 间隙配合， 泵盖 （3） 右端面中部配 装密封座 （4） 轴封叶轮 （1） ； 其特征在于 ： 所述泵体 （2） 内置流道 （2.1） 为双层蜗壳结构， 流 道 （2.1） 的层间隔板构成肋状强化结构 ； 所述泵盖 （3） 左端面设有沟通密封座 （4） 的冷却 水道 （3.2） ， 安装在泵盖 （3） 右端面的阀 （3.1） 联通冷却水道 （3.2） 构成阀控排泄结构 ； 所 述密封座 （4） 与泵盖 （。
5、3） 结合处的轴封为机械密封 （4.2） ， 密封座 （4） 右端设有与机械密封 （4.2） 同轴的填料密封 （4.1） ； 所述弹性轴端顶 （8） 右端内置靠弹簧轴向胀紧的密封副， 弹 性轴端顶 （8） 左轴段由泵体 （2） 吸入口中部架孔 （2.2） 支承并用螺母 （9） 定位， 弹性轴端顶 （8） 右端面顶住叶轮 （1） 且随之旋转， 构成抵消背压对叶轮 （1） 向右的推力。 2.根据权利要求1所述的卧式高背压离心泵组， 其特征在于 ： 所述叶轮 （1） 右端中部外 凸轮毂 （1.1） 为圆柱形， 其外壁上设有与叶轮 （1） 旋向相反的螺纹， 反向螺纹在泵盖 （3） 内 孔中旋转形成反螺。
6、旋卸压结构。 3.根据权利要求1或2所述的卧式高背压离心泵组， 其特征在于 ： 所述叶轮 （1） 右端中 部外凸轮毂 （1.1） 外圆壁上的螺纹为三角形螺纹， 其螺距 2mm 3.5mm。 4.根据权利要求1所述的卧式高背压离心泵组， 其特征在于 ： 所述机械密封 （4.2） 是一 种高压交变压力型密封件。 5.根据权利要求1所述的卧式高背压离心泵组， 其特征在于 ： 所述电机 （5） 内置轴座采 用轴向双向限位结构， 向左向右承压能力相等。 6.根据权利要求1所述的卧式高背压离心泵组， 其特征在于 ： 所述弹性轴端顶 （8） 右端 最大直径等于叶轮 （1） 右端外凸轮毂 （1.1） 直径。 。
7、权 利 要 求 书 CN 104295507 A 2 1/3 页 3 卧式高背压离心泵组 技术领域 0001 本发明涉及一种水力机械， 具体地讲， 本发明涉及一种用电机驱动的卧式单级单 吸离心泵， 特别是卧式高背压离心泵组。 背景技术 0002 随着国家海洋战略计划的推进， 有关深海技术研究课题已陆续列入国家级科研项 目计划。众所周知， 海底蕴藏丰富的资源， 人类若索取海底资源少不了作勘探性技术研究， 海底作业必须借助载人深潜装置将研究人员送至目标水域。 离心泵是载人深潜装置必备设 备之一， 当载入深潜装置下潜时， 随着下潜深度增加离心泵各部承压也随之加大， 最大压力 值高达 4.5MPa。市。
8、售离心泵是一种在常压条件下运行的设备， 其结构仅按内部承压要求设 计， 不考虑外压作用。常压条件下， 市售离心泵运行时依靠泵体内高速旋转叶轮产生的功 能， 使泵吸入口的压力低于大气压， 被吸上的介质经叶轮增压而排出。 由于市售离心泵缺少 抗压结构设计， 不可以用于载人深潜装置， 其理由是在超高压环境下泵吸入口压力远大于 大气压， 叶轮在高背压条件下运行产生巨大的轴向推力， 轴向推力除造成机械密封不平衡， 也恶化支承电机轴旋转的轴承工作环境， 由此易造成支承失效， 使泵不能正常运转。 发明内容 0003 本发明主要根据载人深潜装置所处的特殊工作环境， 提出一种在泵体上合理安排 强化结构， 尽量平。
9、衡作用于叶轮和轴封上的轴向推力， 使叶轮在高背压条件下能可靠运行 的卧式高背压离心泵组。该泵组承压能力强， 在超高压环境下做到高效运行， 持续运行。 0004 本发明通过下述技术方案实现技术目标。 0005 卧式高背压离心泵组， 它包括叶轮、 泵体、 泵盖、 密封座、 电机、 底座、 托架、 弹性轴 端顶和螺母。 所述底座上同轴安装泵体和电机， 卧姿的泵体内置流道中置放叶轮， 在泵体右 端面定位安装泵盖， 泵盖左端面居中内孔与叶轮右端中部外凸轮毂间隙配合， 泵盖右端面 中部配装密封座轴封叶轮。 其改进之处在于 ： 所述泵体内置流道为双层蜗壳结构， 流道的层 间隔板构成肋状强化结构。所述泵盖左端。
10、面设有沟通密封座的冷却水道， 安装在泵盖右端 面的阀联通冷却水道构成阀控排泄结构。所述密封座与泵盖结合处的轴封为机械密封， 密 封座右端设有与机械密封同轴的填料密封。 所述弹性轴端顶右端内置靠弹簧轴向胀紧的密 封副， 弹性轴端顶左轴段由泵体吸入口中部架孔支承并用螺母定位， 弹性轴端顶右端面顶 住叶轮且随之旋转， 构成抵消背压对叶轮向右的推动。 0006 作为进一步改进方案， 所述叶轮右端中部外凸轮毂为圆柱形， 其外壁上设有与叶 轮旋向相反的螺纹， 反向螺纹在泵盖内孔中旋转形成反螺旋卸压结构。 0007 作为进一步改进方案， 所述叶轮右端中部外凸轮毂外圆壁上的螺纹为三角形螺 纹， 其螺距 2mm。
11、 3.5mm。 0008 作为进一步改进方案， 所述机械密封是一种高压交变压力型密封件。 0009 作为进一步改进方案， 电机内置轴座采用轴向双向限位结构， 向左向右承压能力 说 明 书 CN 104295507 A 3 2/3 页 4 相等。 0010 作为进一步改进方案， 所述弹性轴端顶右端最大直径等于叶轮右端外凸轮毂直 径。 0011 本发明与现有技术相比， 具有以下积极效果 ： 1、 泵体内置双层流道结构简单， 层间肋板强化作用明显 ； 2、 叶轮与泵盖相配合处设有反螺旋卸压结构， 反旋转时产生的推力可抵消承压不平衡 引发的轴向力， 直接减轻叶轮和轴封的负载， 改善泵的运行质态 ； 3。
12、、 内置阀控排泄系统， 便于在泵启动阶段排出机械密封处的内积气， 有利于机械密封 得到充足的水冷却 ； 4、 机械密封和填料密封同轴设置， 具有双保险作用， 密封有保障， 安全性好 ； 5、 电机内置轴座采用双向限位结构， 做到左右向都能承受等量推力， 使得电机不易损 坏， 有利于配套泵可靠运行 ； 6、 泵体吸入口内置的弹性轴端顶最大直径等于叶轮右端外凸轮毂直径， 因两端轴向面 积相等， 可抵消泵体吸入口处的背压对叶轮产生的轴向推力， 直接改善叶轮的工作质态。 附图说明 0012 图 1 是本发明结构剖面示意图。 0013 图 2 是本发明在叶轮与泵盖相配合处设有反螺旋卸压结构示意图。 00。
13、14 图 3 是图 1 中序号 8 弹性轴端顶局部结构示意图。 具体实施方式 0015 下面根据附图并结合实施例， 对本发明作进一步说明。 0016 图 1 所示的卧式高背压离心泵组， 它包括叶轮 1、 泵体 2、 泵盖 3、 密封座 4、 电机 5、 底座 6、 托架 7、 弹性轴顶 8 和螺母 9。所述底座 6 是一平板状基础件， 在垫底的底座 6 上同 轴安装泵体 2 和电机 5。所用泵体 2 是一种卧式壳体， 内置流道 2.1 为双层蜗壳结构， 流道 2.1 的层间隔板构成肋状强化结构。该泵体 2 为后开窗结构， 叶轮 1 从右侧装入泵体 2 内 置流道中， 泵盖 3 封挡泵体 2 右。
14、端面。泵盖 3 左端面居中设有内孔， 叶轮 1 右端中部设有外 凸轮毂 1.1 与泵盖 3 的内孔间隙配合， 叶轮 1 的轮毂 1.1 外圆壁上设有与旋向相反的螺纹， 如图 2 所示， 此种反螺旋卸压结构产生反向轴向推力， 可抵消部分轴向力。本实施例规格为 Q=260m3/h， H=40m， 工况承压 5.0MPa。为了减轻之后安装的轴封压力， 本发明在叶轮 1 的轮 毂1.1外圆壁上设置三角形螺纹， 本实施例中螺纹的螺距为2mm。 泵盖3右端面中部配装密 封座4， 密封座4左侧配装机械密封4.2， 为了达到在超高压环境下的轴密封要求， 本发明选 用高压交变压力型机械密封 4.2。密封座 4 。
15、右侧设有与机械密封 4.2 同轴的填料密封 4.1， 双道密封结构可靠， 安全性好。为了确保机械密封 4.2 得到充足的水冷却， 本发明在泵盖 3 左端面设有沟通密封座4的冷却水道3.2， 在泵盖3右端面安装阀3.1， 阀3.1联通冷却水道 3.2构成阀控排泄系统。 在泵启动阶段打开阀3.1排出机械密封4.2处内积气， 这样有利于 机械密封 4.2 从泵体 2 中得到充足的水冷却。在深潜作业时， 泵体 2 的吸入口压力远远大 于大气压力， 在这种高背压情况下叶轮 1 两侧承压不平衡。为减轻高背压的负作用， 本发明 在泵体 2 吸入口与叶轮 1 左端面之间设有如图 2 所示的弹性轴端顶 8。所述。
16、弹性轴端顶 8 说 明 书 CN 104295507 A 4 3/3 页 5 属于一种轴件， 右端内置靠弹簧轴向胀紧的密封副， 左端为轴段， 轴端由泵体 2 吸入口中部 架孔 2.2 支承并用螺母 9 锁紧定位， 弹性轴端顶 8 右端面顶住叶轮 1 且随之旋转。为了抵 消背压对叶轮 1 向右的推力， 本实施例中弹性轴端顶 8 的最大直径等于叶轮 1 右端外凸轮 毂 1.1 直径。电机 5 是泵的配套动力装置， 加长的电机轴作为泵轴定位安装叶轮 1、 密封座 4 等， 处在深潜工况中的电机轴同样受超高压强影响， 偏载易造成支承电机轴旋转的轴座损 坏， 本发明中电机 5 内置轴座按双向限位结构设计， 做到左右向都能承受等量推力， 使得电 机 5 的轴座不易损坏， 有利于配套泵正常运行。 0017 本发明由于采用了上述有针对性的结构设计， 使卧式高背压离心泵组在深潜至工 作 5.0MPa 环境下能够长期、 正常运转。 说 明 书 CN 104295507 A 5 1/3 页 6 图 1 说 明 书 附 图 CN 104295507 A 6 2/3 页 7 图 2 说 明 书 附 图 CN 104295507 A 7 3/3 页 8 图 3 说 明 书 附 图 CN 104295507 A 8 。