煤矿用排沙多级潜水电泵的制作方法

本实用新型涉及排沙泵，具体地说是一种煤矿用排沙多级潜水电泵。

背景技术：

在煤矿的矿井中大量使用排沙多级潜水电泵，用于排送矿井内的含沙污水到矿井上面。由于多级泵的轴向力很大，所以排沙多级潜水电泵除了采用各种轴向力平衡措施外，一般都要采用推力轴承来承受剩余轴向力，又因为剩余轴向力的方向不确定，所以排沙多级潜水电泵多数采用两个角接触轴承来承受轴向力和径向力，如图1和图2。实践证明，采用两个角接触轴承来承受轴向力和径向力的结构可靠性不高，尤其在功率比较大、转速比较高和叶轮级数比较多的情况下，这种结构的轴承装配合格率比较低，轴承的使用寿命也很难超过半年。

以上结构的不足之处就是角接触轴承的制造和安装要求比较高，而且承受径向力的能力比较差。角接触轴承轴向游隙的调整比较困难，导致装配合格率降低，而大功率的排沙多级潜水电泵随着叶轮级数增加和叶轮重量加大，会产生很大的径向力，超过了角接触轴承的径向力承受能力，这又使其使用寿命降低。

技术实现要素：

本实用新型的技术任务是解决现有技术的不足，提供一种煤矿用排沙多级潜水电泵，以提高大功率的煤矿用排沙多级潜水电泵的可靠性。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种煤矿用排沙多级潜水电泵，其结构包括主轴、以及同轴设置的矿用隔爆型潜水电机和多级排沙泵；主轴的顶端和底端分别设置有轴承，主轴中部、矿用隔爆型潜水电机和多级排沙泵连接围成电机密封油室；多级排沙泵包括串联设置在主轴的多个叶轮和用于平衡主轴轴向力的轴向力平衡装置，多级排沙泵的底部具有轴承密封油室和进水口，上述主轴底端的轴承位于轴承密封油室内部，且轴承密封油室和主轴的连接间隙内填充有防止外部水进入轴承密封油室的机械密封。在上述结构基础上，为了更好的平衡主轴上的轴向力，延长煤矿用排沙多级潜水电泵的使用寿命，在主轴外侧增设一个向心球轴承和两个机械密封；向心球轴承位于电机密封油室内部，两个机械密封位于电机密封油室内部并相对设置在向心球轴承的上方和下方，或者，向心球轴承位于电机密封油室上方，其中一个机械密封位于电机密封油室的内部以防止电机密封油室与矿用隔爆型潜水电机进行介质交换，另一个机械密封位于电机密封油室的下方以防止外部水进入电机密封油室。

具体的，轴向力平衡装置包括多个叶轮进口口环和一个平衡鼓，叶轮进口口环与叶轮的数量相同并一一相对设置，所述平衡鼓设置在主轴中部并位于最上方叶轮顶部。

具体的，叶轮的数量为2-10个。

进一步的，向心球轴承采用油脂润滑或者稀油润滑，两个机械密封采用稀油润滑。

优选，主轴顶端的轴承采用向心球轴承，主轴底端的轴承采用向心球轴承或圆柱滚子轴承。

本实用新型的煤矿用排沙多级潜水电泵与现有技术相比所产生的有益效果是：

1）本实用新型结构简单，设计合理，在现有煤矿用排沙多级潜水电泵的结构基础上，用向心球轴承代替两个角接触轴承并安装在电机密封油室内部或上方，以平衡主轴的多余轴向力，提高煤矿用排沙多级潜水电泵的使用寿命；同时，在主轴上设置机械密封，以更好的保证电机密封油室的密封性能和冷却性能，在油脂润滑或者稀油润滑的作用下延长机械密封的使用时间；

2）另一方面，本实用新型的主轴上设置了轴向力平衡装置，轴向力平衡装置包括多个叶轮进口口环和一个平衡鼓，通过叶轮进口口环平衡鼓的配合，进一步将主轴上剩余的轴向力减小到向心球轴承能够承受的范围内。

附图说明

附图1是现有煤矿用排沙多级潜水电泵的结构示意图一；

附图2是现有煤矿用排沙多级潜水电泵的结构示意图二；

附图3是本实用新型中实施例一的结构示意；

附图4是本实用新型中实施例二的结构示意。

图中各标号表示：

1、矿用隔爆型潜水电机，2、多级排沙泵，3、主轴，4、向心球轴承一，

5、向心球轴承二，6、向心球轴承三，7、机械密封二，8、机械密封三，

9、电机密封油室，10、平衡鼓，11、叶轮进口口环，12、叶轮，

13、水泵进口，14、机械密封一，15、轴承密封油室，16、角接触轴承。

具体实施方式

下面结合附图3、4，对本实用新型的煤矿用排沙多级潜水电泵作以下详细说明。

如附图3所示，本实用新型的一种煤矿用排沙多级潜水电泵，其结构包括主轴3、以及同轴设置的矿用隔爆型潜水电机1和多级排沙泵2。

主轴3的顶端设置有向心球轴承一4，主轴3的底端设置有向心球轴承二5，主轴3中部、矿用隔爆型潜水电机1和多级排沙泵2连接围成电机密封油室9。

多级排沙泵2包括串联设置在主轴3的多个叶轮12和用于平衡主轴3轴向力的轴向力平衡装置，多级排沙泵2的底部具有轴承密封油室15和进水口，上述主轴3底端的轴承位于轴承密封油室15内部，且轴承密封油室15和主轴3的连接间隙内填充有防止外部水进入轴承密封油室15的机械密封一14。

为了更好的平衡主轴3上的轴向力，延长煤矿用排沙多级潜水电泵的使用寿命，在主轴3外侧增设向心球轴承三6、机械密封二7和机械密封三8。向心球轴承三6位于电机密封油室9内部并采用油脂润滑。机械密封二7和机械密封三8位于电机密封油室9内部并相对设置在向心球轴承的上方和下方，机械密封二7和机械密封三8采用稀油润滑。

轴向力平衡装置包括6个叶轮进口口环11和一个平衡鼓10，叶轮进口口环11与叶轮12的数量相同并一一相对设置，平衡鼓10设置在主轴3中部并位于最上方叶轮12顶部。

实施例二：

如附图4所示，本实用新型的一种煤矿用排沙多级潜水电泵，其结构包括主轴3、以及同轴设置的矿用隔爆型潜水电机1和多级排沙泵2。

主轴3的顶端设置有向心球轴承一4，主轴3的底端设置有向心球轴承二5，主轴3中部、矿用隔爆型潜水电机1和多级排沙泵2连接围成电机密封油室9。

多级排沙泵2包括串联设置在主轴3的多个叶轮12和用于平衡主轴3轴向力的轴向力平衡装置，多级排沙泵2的底部具有轴承密封油室15和进水口，上述主轴3底端的轴承位于轴承密封油室15内部，且轴承密封油室15和主轴3的连接间隙内填充有防止外部水进入轴承密封油室15的机械密封一14。

为了更好的平衡主轴3上的轴向力，延长煤矿用排沙多级潜水电泵的使用寿命，在主轴3外侧增设向心球轴承三6、机械密封二7和机械密封三8。向心球轴承三6位于电机密封油室9上方并采用稀油润滑，机械密封二7位于电机密封油室9的内部以防止电机密封油室9与矿用隔爆型潜水电机1进行介质交换，机械密封三8位于电机密封油室9的下方以防止外部水进入电机密封油室9，机械密封二7和机械密封三8采用稀油润滑。

轴向力平衡装置包括6个叶轮进口口环11和一个平衡鼓10，叶轮进口口环11与叶轮12的数量相同并一一相对设置，平衡鼓10设置在主轴3中部并位于最上方叶轮12顶部。

将上述两个实施例的结构与现有煤矿用排沙多级潜水电泵的结构进行对比，现有煤矿用排沙多级潜水电泵的结构可以参考附图1、2，我们可以知道，本实用新型的煤矿用排沙多级潜水电泵仅用一个向心球轴承三6代替了现有的两个角接触轴承16，使煤矿用排沙多级潜水电泵的使用寿命大大提高，这是因为煤矿用排沙多级潜水电泵的轴向力可以通过轴向力平衡装置的优化设计，即通过叶轮进口口环11平衡鼓10的配合，调整平衡鼓10的直径与叶轮进口口环11的直径比例，以将使剩余轴向力减小到向心球轴承三6能够承受的范围内。由于向心球轴承三6比装到一起的两个角接触轴承16承受径向力的能力更大，极限转速也更高，所以使用寿命大大提高。

本实用新型还在电机密封油室9上面那个机械密封二7的上、下两边都采用稀油润滑和冷却，这可以保证这个机械密封二7的寿命大大延长，因为这个机械密封二7的环境温度比较高，机械密封二7中动环和静环的高速摩擦需要稀油润滑和散热,而现有的电机密封油室9上面那个机械密封二7的上边都没有稀油，所以容易损坏。

综上所述，以上内容仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对本实用新型保护范围的限制，尽管该具体实施方式部分对本实用新型作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。