一种改进结构的中开式多级泵及其制造方法与流程

本发明涉及水泵领域，特别是涉及一种改进结构的中开式多级泵及其制造方法。

背景技术：

中开式多级泵是比较常见的一种多级泵，广泛应用于电力、冶金、矿山、市政、船舶、石油及化工等领域。

现有技术的中开式多级泵存在好多不足之处，泵体和泵盖的接合面是完整的平面，本身无法定位，要依靠对角设置的两个定位销来定位，而定位销的刚度较小，不适合于高压及横向载荷较大的场合。另外，现有技术的中开式多级泵的静密封为夹在泵体与泵盖的接合面之间的密封垫，它将两个接合面分开，互不接触，接合面螺栓的拉力大小决定了两接合面之间的间隙，拉力越大，密封垫的压缩量较大，两接合面之间的间隙越小，也有可能在螺栓拉力不等时各处的间隙不均匀，容易产生泄漏，很难密封得住。同时由于两结合面接合面之间的间隙不固定，这使得泵壳内孔的圆度的形状精度降低，由此泵可能产生不可预期的故障。最后，随着泵技术的增加，转子较长，刚度降低，振动加大，严重时转子与壳体接触并摩擦，导致泵过载或转子卡死。

因此，现有技术的中开式多级泵不适合于高压及泵级数很多的场合。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明提供一种改进结构的中开式多级泵，刚度好，定位精度高，密封可靠，适于高压高扬程场合。

本发明所采用的技术方案是：

一种改进结构的中开式多级泵，包括泵盖、泵体、异形密封垫、中间轴承体、中间轴承套及减压管，所述泵盖置于泵体上方，两者接合面合体后形成泵的壳体，所述壳体具有一个连续的空间流道；所述异形密封垫置于泵体的异形凹止口槽内；所述中间轴承体嵌设于壳体中部的环形槽内；所述减压管将泵盖左侧的吸入腔与泵盖右侧的密封腔连接起来，使密封腔的压力近似等于吸入腔的低压；所述中间轴承体与中间轴承套一起组成滑动轴承，对泵转子起辅助支承作用，所述中间轴承套套设于泵轴中部，外边套设中间轴承体；所述叶轮套设于泵轴，并对称布置于中间轴承套两侧。

作为本发明的进一步改进，所述泵盖的接合面设有所述异形凸止口，所述泵体的接合面设有所述异形凹止口，所述异形凸止口插入于异形凹止口内，且二者外侧表面相互接触并互相配合，起到定位泵体与泵盖的作用。

作为本发明的进一步改进，所述异形密封垫的形状与所述的异形凸止口端面的形状一致，所述异形凸止口端面将异形密封垫压紧于异形凹止口槽内，所述异形密封垫对所述泵体与泵盖的接合面进行密封，此时所述异形凸止口的长度加上压紧后的异形密封垫的厚度等于异形凹止口的槽深度。

作为本发明的进一步改进，所述泵盖左侧的吸入腔顶部及右侧密封腔顶部各设有一个管口，左侧管口与减压管左端相连，右侧管口与减压管右端相连；所述泵盖的中部设有一环形槽，环形槽上部有一小孔通往顶部通道。

作为本发明的进一步改进，所述泵体左侧设有一个水平入口及入口法兰，在泵体中部设有一个水平出口及出口法兰，且水平出口与末级流道相接；所述泵体的中部设有一环形槽。

作为本发明的进一步改进，所述泵体与泵盖合体后的壳体的左右两端均设有密封腔，密封腔中设有机械密封，所述机封端盖与密封腔端面之间设有端盖密封垫，所述端盖密封垫及异型密封垫构成了泵壳体的静密封；所述改进结构的中开式多级泵的动密封为机械密封，所述机械密封为大弹簧平衡型，适于高压力工况。

本发明还提供了一种改进结构的中开式多级泵的制造方法，包括以下步骤：所述泵体的接合面及异形凹止口、泵盖的接合面及异形凸止口均借助现代先进的数控加工技术，采用数控铣刀，一次装卡一次加工完成；将泵体与泵盖合体，异形凸止口与异形凹止口互相配合并定位，并用夹具夹紧泵体与泵盖的接合面法兰进行固定，钻出接合面法兰螺栓孔，然后穿入螺栓固定，最后在镗床上一次性加工出所有内孔（包括两端的滚动轴承孔、密封腔内孔及壳体中部的环形槽）以及所有与轴线垂直的端面；在叶轮、轴套、机械密封、中间轴承体、中间轴承套、泵轴、机封端盖、端盖密封垫等零件加工完成后，组装成泵转子（包含不转动的机封端盖及机封静环、端盖密封垫、、中间轴承体、滚动轴承）；装配工艺：将泵转子放入泵体上方的适当位置，使滚动轴承、中间轴承体、机封端盖及机封静环及端面密封垫等在泵体上就位，将异形密封垫放入异形凹止口内，合上泵盖，拉紧接合面法兰螺栓，并完成其它装配。

与现有技术相比较，本发明所述的一种改进结构的中开式多级泵及其制造方法，具有以下有益效果：

1.泵整体刚度好，定位精度高：泵盖上异形凸止口与泵体异形凹止口互相配合并定位，经过高精度数控镗铣中心的加工，大尺寸的止口定位面具有很高的精度与刚度，使泵在高压高温运行过程中不会产生较大的形变，从而不免了现有技术的由于定位销刚度不足而引起泵盖与泵体的错位。同时，由于泵体与泵盖的接合面在高压高温运行过程紧密接触，壳体上各个内孔的圆度不会降低，保证了泵转子运行精度。

2.泄漏隐患少，密封可靠：泵体和泵盖的接合面在高压高温作用下紧密结合，异型密封垫被均匀压缩，密封可靠。另一方面，壳体上各个内孔的圆度不会降低，动密封（机械密封）可靠性高，并且由于泵盖与泵体无错位（机封端面业务错位），这使得机封压盖静密封也很可靠。

3.采用高精度数控设备，加工精度高，安装方便，保证了很高的安装精度与运转精度。

综上，本发明所述的改进结构的中开式多级泵及其制造方法，定位精度高，刚度好，密封可靠。因此，本发明更适于高温高压及无泄漏场合。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明进一步说明。

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的左视图。

图3是本发明的俯视图。

图4为本发明泵盖结构图。

图5为本发明泵体结构图。

图中：1、端盖密封垫，2、减压管，3、叶轮，4、中间轴承体，5、中间轴承套，6、泵盖，7、泵体，8、机械密封，9、泵轴，10、异形密封垫，11、机封端盖，61、异形凸止口，62、环形槽，63、小孔，71、异形凹止口，72、入口法兰，73、出口法兰。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1至图5所示的一种改进结构的中开式多级泵，包括泵盖6、泵体7、异形密封垫10、中间轴承体4、中间轴承套5及减压管2，泵盖6置于泵体7上方，两者接合面合体后形成泵的壳体，壳体具有一个连续的空间流道。空间流道一半位于泵盖6，另一半位于泵体7，在接合面处光滑过渡与对接。空间流道具有数个蜗室腔，叶轮3置于蜗室腔内。液体经叶轮加压后，流入到蜗室腔，再由空间流道进入下一级叶轮3的吸入口；异形密封垫10置于泵体7的异形凹止口71槽内，并被异形凸止口61的端面均匀压缩；中间轴承体4嵌设于壳体中部的环形槽62内，由环形槽62定位，中间轴承体4的径向小孔与环形槽62上部的小孔63正对相通；减压管2将泵盖6左侧的吸入腔与泵盖右侧的密封腔连接起来，使密封腔的压力近似等于吸入腔的低压，这样两端的密封腔都处于低压状态，改善了机械密封的工作环境，提高了机械密封的寿命；中间轴承体4与中间轴承套5一起组成滑动轴承，对泵转子起辅助支承作用，增加了转子的刚度。中间轴承套5套设于泵轴9中部，外边套设中间轴承体4；叶轮3套设于泵轴9，并对称布置于中间轴承套5两侧。

泵盖6的接合面设有异形凸止口61，泵体7的接合面设有异形凹止口71，异形凸止口61插入于异形凹止口71内，且二者外侧表面相互接触并互相配合，起到定位泵体7与泵盖6的作用。异形凹止口71、异形凸止口61及泵盖6与泵体7的接合面均由精密数控铣床加工，具有很高的定位精度和刚度，止口定位取代了传统技术的圆锥销定位，从而避免圆锥销定位刚度不足的缺陷。

异形密封垫10的形状与异形凸止口61端面的形状一致，异形凸止口61端面将异形密封垫10压紧于异形凹止口71槽内，异形密封垫10对所述泵体7与泵盖6的接合面进行密封，此时异形凸止口61的长度加上压紧后的异形密封垫10的厚度等于异形凹止口71的槽深度。形密封垫10被均匀压缩，且压缩量在泵使用期间不会随着载荷的变化而改变，这就彻底消除了传统技术的密封垫由于压缩量不均匀而引起泄漏的弊端，同时也避免了传统技术的密封垫需要定位泵体与泵盖而造成的壳体上孔的错位现象，因此本发明相比于传统技术更适合于高压场合。

泵盖6左侧的吸入腔顶部及右侧密封腔顶部各设有一个管口，左侧管口与减压管2左端相连，右侧管口与减压管2右端相连；泵盖6的中部设有一环形槽62，环形槽62上部有一小孔63通往顶部通道。顶部通道中的高压液体由小孔63经中间轴承体4的径向小孔流入中间轴承体4的内壁，在中间轴承体4的内壁与中间轴承套5外圆之间，对滑动轴承进行润滑、冷却与冲洗。

泵体7左侧设有一个水平入口及入口法兰72，在泵体7中部设有一个水平出口及出口法兰73，且水平出口与末级流道相接；泵体7的中部设有一环形槽62。

泵体7与泵盖6合体后的壳体的左右两端均设有密封腔，密封腔中设有机械密封8，机封端盖11与密封腔端面之间设有端盖垫密封1，端盖密封垫1及异型密封垫10构成了泵壳体的静密封；改进结构的中开式多级泵的动密封为机械密封8，机械密封8为大弹簧平衡型，适于高压力工况。

改进结构的中开式多级泵的制造方法：泵体的接合面及异形凹止口、泵盖的接合面及异形凸止口均借助现代先进的数控加工技术，采用数控铣刀，一次装卡一次加工完成；将泵体与泵盖合体，异形凸止口与异形凹止口互相配合并定位，并用夹具夹紧泵体与泵盖的接合面法兰进行固定，钻出接合面法兰螺栓孔，然后穿入螺栓固定，最后在镗床上一次性加工出所有内孔（包括两端的滚动轴承孔、密封腔内孔及壳体中部的环形槽）以及所有与轴线垂直的端面；在叶轮、轴套、机械密封、中间轴承体、中间轴承套、泵轴、机封端盖、端盖密封垫等零件加工完成后，组装成泵转子（包含不转动的机封端盖及机封静环、端盖密封垫、、中间轴承体、滚动轴承）；装配工艺：将泵转子放入泵体上方的适当位置，使滚动轴承、中间轴承体、机封端盖及机封静环及端盖密封垫等在泵体上就位，将异形密封垫放入异形凹止口内，合上泵盖，拉紧接合面法兰螺栓，并完成其它装配。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。