本发明属于液体变容式机械中非变容式泵的技术领域，具体涉及一种轴向力自平衡立式离心泵。
背景技术：
离心泵是靠叶轮旋转时产生的离心力来输送流体的泵，流体从入水口被吸入，从出水口被泵出。工作时，泵轴带动泵壳内的叶轮高速旋转，泵壳内的流体在离心力作用下被甩向叶轮外缘，经泵壳的蜗壳式流道流入压水管路而泵出，叶轮中心处，则因流体被甩出而形成负压区，外界流体在压力作用下从入水口被吸入，经吸入流道不断流向叶轮轴心的负压区，叶轮迎向吸入流道的一端即为叶轮的进水端，叶轮不停转动，使得流体在叶轮的作用下不断被吸入与泵出，达到输送流体的目的。叶轮安装于泵轴上，根据流体被吸入的流动方向及流体的反作用力，可知，因流体的反作用力会使叶轮受到朝向叶轮的进水端方向的力，即泵轴需要承受叶轮工作带来的轴向力，在常规的水平泵轴、轴向剖分泵壳的泵结构中，通常通过双吸流道的方式来平衡泵轴受到的轴向力，减小振动，延长寿命。
立式离心泵（含立式液下泵）的原理与上述原理相同，如附图1所示，只是其泵轴1是呈竖直方向的，其包括泵壳2，泵壳2由泵体21和泵盖22组成，泵体21开设有出水口7，泵轴1上端连接电动机，下端穿过泵壳22伸入泵体21内并与泵体21内的叶轮3连接以带动叶轮3转动，电动机可通过电机支架4连接于泵壳2上方；专利cn107725394a、cn107701455a也是这样；电动机也可以直接连接在泵壳2上方，如cn206035840u；其中，cn107701455a为立式液下泵，由于整个泵壳需置于水下工作，其泵壳的出水口连接了向上的出水管。目前的立式离心泵，入水口6开设于泵壳2底部，也有的开设于泵壳2的侧面，但其叶轮3的进水端31均朝向下方，即入水口6通过吸入流道连接至叶轮3轴心位置的下方；为增加泵轴1转动时的稳定性，通常还在泵轴1伸入泵壳2的位置处设有连接轴承。可见，因流体的反作用力会使叶轮3传递给泵轴1向下的轴向力，再加上叶轮3、泵轴1等（即转子系统）的自重，使电动机、轴承等连接部位承受向下的轴向力更大，这都影响了现结构立式离心泵的使用寿命，甚至在使用时出现电动机、轴承烧坏的故障，有待进一步改进。
技术实现要素：
针对现有技术的上述不足，本发明要解决的技术问题是提供一种轴向力自平衡立式离心泵，避免立式离心泵工作时向下的轴向载荷过大，影响使用寿命的问题，取得立式离心泵工作时，叶轮产生向上的轴向力以与转子系统自重相抵消从而使轴向载荷自平衡，轴向负载减小，降低故障发生率，提高设备使用寿命的效果。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
一种轴向力自平衡立式离心泵，包括泵壳和竖直的泵轴，所述泵轴的上端连接电动机，所述泵轴的下端伸入所述泵壳内并与泵壳内的叶轮连接以带动叶轮转动，所述泵壳开设有出水口；所述叶轮的进水端朝上。
本发明立式离心泵的叶轮进水端朝上，即泵的任意位置开设的入水口通过吸入流道连接至叶轮轴心位置的上方，这样，工作时，因流体的反作用力会使叶轮传递给泵轴向上的轴向力，达到抵消平衡转子系统的自重、减小向下轴向载荷的效果，这也是本发明命名为一种轴向力自平衡立式离心泵的原因；轴向上的负载减小，对应就降低了故障发生率，避免了出现电动机、轴承等连接部位烧坏的事故，提高设备的使用寿命。
进一步完善上述技术方案，还包括入水口，所述入水口与叶轮在竖向上具有高度差，入水口位于叶轮之上。
这样，经入水口、吸入流道的流体在负压及流体自重的作用下流到叶轮的进水端，降低流体因速度突变造成的能量损失。
进一步地，叶轮下方的泵轴的轴段通过轴承与所述泵壳连接以提高稳定性。
这样，仍然保留泵轴与泵壳的轴承连接，保证工作时的稳定性。
相比现有技术，本发明具有如下有益效果：
1、本发明立式离心泵工作时，轴向载荷小，对应降低了故障发生率，提高了设备的使用寿命。
2、本发明的结构有效降低了流体吸入过程中因速度突变造成的能量损失。
3、本发明保留了泵轴与泵壳的轴承连接，有效保证工作时的稳定性。
附图说明
图1-现有的立式离心泵的示意图；
图2-实施例一的一种轴向力自平衡立式离心泵的结构示意图；
图3-实施例二的一种轴向力自平衡立式离心泵的结构示意图；
图4-实施例三的一种轴向力自平衡立式离心泵的结构示意图（局部放大）；
其中，泵轴1，泵壳2，泵体21，泵盖22，叶轮3，进水端31，电机支架4，连接轴承5，入水口6，出水口7，出水管71，底座8，叶轮螺母9，轴套10。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。
实施例一
参见图2，本发明实施例一的一种轴向力自平衡立式离心泵，包括泵壳2和竖直的泵轴1，所述泵轴1的上端连接电动机（图中未示出），下端伸入泵壳2内并与泵壳2内的叶轮3连接以带动叶轮3转动，所述泵壳2包括泵体21和泵盖22，泵盖22上连接有电机支架4以用于放置电动机，泵轴1穿过泵盖22的位置处设有连接轴承5以增加泵轴1转动时的稳定性，在电机支架4内也有两处支设有连接部并通过轴承与泵轴1连接；泵盖22的侧面设有入水口6，所述入水口6与叶轮3在竖向上具有高度差，入水口6位于叶轮3之上，所述叶轮3的进水端31朝上，即入水口6通过泵盖22内形成的吸入流道空间连接至叶轮3轴心位置的上方，这样，经入水口6、吸入流道的流体在负压及流体自重的作用下流到叶轮3的进水端31，可降低流体因速度突变造成的能量损失；出水口7设在泵体21上，泵体21的下端封闭，泵体21的下方连接有底座8。本实施例中，所述叶轮3安装在泵轴1的尾端，叶轮3的上端抵接于泵轴1的轴肩，下端通过与泵轴1螺纹连接的叶轮螺母9向上压紧。
工作时，因叶轮3的进水端31朝上，流体的反作用力会使叶轮3传递给泵轴1向上的轴向力，达到抵消平衡转子系统的自重、减小向下轴向载荷的效果；轴向上的负载减小，对应就降低了故障发生率，避免了出现电动机、轴承等连接部位烧坏的事故，提高了设备的使用寿命。
实施例二
参见图3，实施例二与实施例一的一种轴向力自平衡立式离心泵的不同之处在于，实施例二例举的一种轴向力自平衡立式离心泵为液下泵，使用时整个泵壳2需置于水下作业，其出水口7连接了向上的出水管71，其电机支架4是筒形结构，其泵盖22为中空的环形结构，电机支架4的内腔与泵盖22的中空部位连通，所述入水口6开设在电机支架4的侧壁上，入水口6同样位于位于叶轮3之上，这样，泵盖22的制造更简单；其它相同效果不再赘述；液下泵通常也不设置底座。
实施例三
参见图4，实施例三是在实施例二的基础上进一步的优化结构，泵体21的下端仍然是封闭的，泵轴1的尾端继续向下延伸且延伸的轴段上套有轴套10，轴套10的上端与叶轮3的下端相抵接，轴套10的下端通过与泵轴1螺纹连接的叶轮螺母9向上压紧；轴套10的外侧通过连接轴承5与泵体21连接。这样，虽然泵盖22中部为了流体通过设计成了中空的结构，泵盖22与泵轴1之间未通过轴承连接，但是，叶轮3下方的泵轴1的轴段仍通过连接轴承5与泵壳2的泵体21保持了连接，同样能保证泵轴1的转动稳定性，由于该连接轴承5位于泵轴1的端部，泵轴1的转动稳定性更好。
实施时，可以通过匹配合理的转速来使叶轮3传递给泵轴1的向上的轴向力与转子系统自重平衡；叶轮3传递给泵轴1向上的轴向力过大时，可以选择改变入水口6的大小来调节流量以与转子系统自重平衡，还可以选择增设后密封环并通过改变后密封环位置大小及平衡孔来确保向上的轴向力与转子系统自重平衡。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。