一种具有双向导水段的多级离心泵

1.本实用新型涉及一种具有双向导水段的多级离心泵。


背景技术：

2.多级离心泵设置有多个叶轮，当多级离心泵的叶轮采用同向布置，叶轮产生的轴向力会逐级叠加，给离心泵的平稳运行带来很大的负担，为平衡轴向力，多级离心泵常采用几级叶轮背靠背对称布置在泵的两侧，以此来抵消轴向力。目前，多级离心泵中的叶轮与径向导叶在轴向配合，末级叶轮与泵体则为径向配合，设置为叶轮对称布置结构后，介质经过半数叶轮来到泵的中部后，需到另一侧端部进入另半数叶轮，最后再从中部流入泵体，直至排出。该类结构多通过水流垂直换向进入导叶外部与筒体的通道，再受挤压从另半数叶轮与导叶外部流入另一侧端部，流动时在中部还需绕过与末级叶轮相配合的泵体结构，需增大径向尺寸才可实现。对于多处于高温高压环境的多级离心泵，意味着更大的壁厚来满足强度条件，大幅增加多级离心泵总体的质量，加大材料和财力的浪费，复杂的结构也增加了产品的制造难度。


技术实现要素：

3.为解决上述问题，本实用新型提出了一种具有双向导水段的多级离心泵，其包括沿一轴线方向延伸的外壳，一转轴转动地安装在该外壳内，该转轴贯穿该外壳的内腔，在该外壳内固定安装有一个双向导水段，该双向导水段上设置有进水孔和出水孔，并在该双向导水段的两侧分别安装有第一驱动组和第二驱动组；
4.该第一驱动组包括n个第一叶轮组件，该n个第一叶轮组件沿该轴线方向依次布置，距离双向导水段最远的第一叶轮组件称为首级叶轮组件，距离双向导水段最近的第一叶轮组件称为转向叶轮组件；每个第一叶轮组件均包括一个固定在外壳上的第一导叶和转动设置在该第一导叶内的第一叶轮，每个第一导叶均包括一个第一盖板和设置在第一盖板背离双向导水段一侧的若干个第一导流叶片，该第一叶轮位于第一盖板背离双向导水段的一侧，且该若干个第一导流叶片环绕该第一叶轮设置，在该第一叶轮内设置有沿径向延伸的第一流道；
5.在相邻的两个第一叶轮组件之间均设置有一个第一中段，各第一中段均固定在外壳上，每个第一叶轮均固定在转轴上，各第一中段的径向外端密封地抵压在一起，且距离双向导水段最近的第一中段紧密地抵压在双向导水段上；
6.每个第一中段均与转轴之间形成一个第一中间通道，每个第一中段与相邻第一导叶之间均形成一个沿径向延伸的第一液流通道，每个第一液流通道的径向外端经第一导流叶片之间的间隙连通第一流道的径向外端，每个第一液流通道的径向内端经该第一中间通道连通第一流道的径向内端；转向叶轮组件的第一流道连通进水孔；
7.该第二驱动组包括m个第二叶轮组件，该m个第二叶轮组件沿该轴线方向依次布置，距离双向导水段最远的第二叶轮组件称为过渡叶轮组件，距离双向导水段最近的第二
叶轮组件称为末级叶轮组件；每个第二叶轮组件均包括一个固定在外壳上的第二导叶和转动设置在该第二导叶内的第二叶轮，每个第二导叶均包括一个第二盖板和设置在第二盖板背离双向导水段一侧的若干个第二导流叶片，该第二叶轮位于第二盖板背离双向导水段的一侧，且该若干个第二导流叶片环绕该第二叶轮设置，在该第二叶轮内设置有沿径向延伸的第二流道；
8.在相邻的两个第二叶轮组件之间均设置有一个第二中段，各第二中段均固定在外壳上，每个第二叶轮均固定在转轴上，各第二中段的径向外端密封地抵压在一起，且距离双向导水段最近的第二中段紧密地抵压在双向导水段上；
9.每个第二中段均与转轴之间形成一个第二中间通道，每个第二中段与相邻第二导叶之间均形成一个沿径向延伸的第二液流通道，每个第二液流通道的径向外端经第二导流叶片之间的间隙连通第二流道的径向外端，每个第二液流通道的径向内端经该第二中间通道连通第二流道的径向内端；m和n均为3
‑
10之间的整数，且m＝n；
10.第一驱动组用于使液体由首级叶轮组件向双向导水段方向流动，第一驱动组用于使液体由过渡叶轮组件向双向导水段方向流动；
11.第二驱动组与外壳之间形成环形水道，该环形水道的一端连通进水孔，环形水道的另一端连通过渡叶轮组件的第二流道；末级叶轮组件的第二流道连通出水孔；在外壳上设置有出口管，该出水孔连通该出口管。
12.在本技术中，设置了一个双向导水段，并在双向导水段的两侧分别设置了第一驱动组和第二驱动组，第一驱动组的第一叶轮能够将液体由首级叶轮组件向转向叶轮组件流动，第二驱动组的第二叶轮能够将液体由过渡叶轮组件向末级叶轮组件流动，从而改变液体在外壳内的流向，使第一驱动组和第二驱动组内的液体相向流动，抵消轴向力。
13.在本技术工作时，进入到泵内的液体首先在各第一叶轮的驱动下，由首级叶轮组件开始依次流经各第一叶轮组件，然后进入到双向导水段的进水孔内，再经环形水道连通过渡叶轮组件的第二流道，在各第二叶轮的驱动下，液体由过渡叶轮组件依次流经各第二叶轮组件，直到进入到出水孔，最后经出口管排出。由于设置了双向导水段，能够使液体直接经双向导水段由第一驱动组进入到第二驱动组，使液体顺利地绕过末级叶轮组件，无需扩大外壳，设置专门的流道来通过液体。
14.具体地，该双向导水段包括呈环状的本体，在本体的中央部开设有轴孔，在本体的外周面上设置有密封槽，该本体的相对的两端面分别称为进水端面和出水端面，该进水端面的中心部沿轴向下凹形成进水腔，该出水端面的中心部沿轴向下凹形成出水腔；转向叶轮组件连通该进水腔，该进水孔由进水腔朝出水腔方向延伸并同时贯穿本体的外周面和出水端面，该出水孔由出水腔朝进水腔方向延伸并同时贯穿本体的外周面和进水端面；
15.转向叶轮组件的第一流道经该进水腔连通进水孔，末级叶轮组件的第二流道经该出水腔连通出水孔。
16.该结构设计能够使进水孔和出水孔均能够贯穿本体的外周面，以充分利用外壳与内部构件之间的间隙作为流体通道，降低外壳的直径。
17.进一步，为便于流体进出进水孔和出水孔，在该外壳的径向内侧设置有一呈环形的出水槽，该出水槽由外壳的内壁沿径向下凹而形成，该出水孔经该出水槽连通出口管。
18.具体地，双向导水段、所有的第一中段和所有的第二中段经螺栓依次连接，形成为
一个安装件；在外壳的轴向方向的一端固定安装有前端泵盖，在外壳的轴向方向的另一端固定安装有后端泵盖，在外壳内形成有一台阶部，该台阶部位于外壳朝向前端泵盖的一端，后端泵盖将该安装件紧密抵压在该台阶部上，且前端泵盖和后端泵盖均固定连接在该安装件上。
19.该设计能够避免将所有的第一中段和第二中段直接连接在外壳上，通过各第一中段和第二中段以及双向导水段的相互连接，能够简化设备结构。
20.具体地，为便于维护，提高使用寿命，在转轴上固定地套设有一轴套，密封套转动地套设在轴套上，双向导水段固定套设在密封套上，使转轴能够相对于双向导水段自由地转动。当设备工作到一定时间后，密封套和轴套均会产生磨损，对轴套和密封套进行更换即可，避免对转轴和双向导水段造成磨损。
21.具体地，为简化设备，第一叶轮和第二叶轮均经键固定在转轴上；转向叶轮组件中的第一导叶和末级叶轮组件中的第二导叶均固定在双向导水段上；除转向叶轮组件中的第一导叶外，其余的第一导叶均固定在相邻的第一中段上；除末级叶轮组件中的第二导叶外，其余的第二导叶均固定在相邻的第二中段上。该设计无需将各第一导叶和第二导叶直接固定在外壳上，二通过与双向导水段、第一中段或第二中段间接地固定在外壳上。
附图说明
22.图1是本实用新型的一种实施例的结构示意图。
23.图2是图1中沿a部分的局部放大图。
24.图3是双向导水段的结构示意图。
25.图4是图3的左视图。
具体实施方式
26.参阅图1和图2，附图中，箭头m的指向表示轴线方向。
27.一种具有双向导水段的多级离心泵，其包括沿该轴线方向延伸的外壳2，在外壳的轴向方向的一端固定安装有前端泵盖23，在外壳的轴向方向的另一端固定安装有后端泵盖24，转轴4经轴承转动地安装在该前端泵盖23和后端泵盖24上，且转轴贯穿该外壳的内腔，该外壳的内侧的截面呈圆形，转轴与外壳的内腔同轴设置，既转轴转动地安装在该外壳内。
28.在该外壳上安装有一出口管6，该出口管位于外壳轴线方向的中间部。在该外壳内固定安装有一个双向导水段30，请参阅图3和图4，该双向导水段30包括呈环状的本体31，在本体的中央部开设有轴孔35，在本体的外周面32上设置有密封槽321，该本体的相对的两端面分别称为进水端面36和出水端面37，该进水端面36的中心部沿轴向下凹形成进水腔38，该出水端面37的中心部沿轴向下凹形成出水腔39。
29.在双向导水段上设置有十个进水孔33和十个出水孔34，该十个进水孔33和十个出水孔34环绕该轴孔35均匀设置，且进水孔33和出水孔34间隔设置。每个进水孔33由进水腔38朝出水腔方向延伸并同时贯穿本体的外周面32和出水端面37。每个出水孔34由出水腔39朝进水腔方向延伸并同时贯穿本体的外周面32和进水端面36。
30.在转轴4上固定地套设有一轴套20，密封套13转动自如地套设在该轴套20上，密封套与轴套之间间隙配合，利用液体作为润滑液，该双向导水段30固定套设在该密封套13上，
并在双向导水段30与密封套13之间垫设有密封圈。
31.在该外壳的径向内侧设置有一呈环形的出水槽43，该出水槽43由外壳2的内壁沿径向下凹而形成，在径向方向上，该出口管6正对该出水槽43，使该出口管6连通该出水槽43，该出水孔34同时连通该出水槽43。
32.在双向导水段30朝向前端泵盖23的一侧安装有第一驱动组，在双向导水段30朝向后端泵盖24的一侧安装有第一驱动组。
33.该第一驱动组包括四个第一叶轮组件，该四个第一叶轮组件沿该轴线方向依次布置，距离双向导水段最远的第一叶轮组件称为首级叶轮组件901，距离双向导水段最近的第一叶轮组件称为转向叶轮组件902；每个第一叶轮组件均包括一个固定在外壳上的第一导叶3和转动设置在该第一导叶3内的第一叶轮1，每个第一导叶3均包括一个第一盖板301和设置在第一盖板背离双向导水段一侧的若干个第一导流叶片302，该第一叶轮1位于第一盖板背离双向导水段的一侧，且该若干个第一导流叶片302环绕该第一叶轮1设置，在该第一叶轮1内设置有沿径向延伸的第一流道101。
34.在相邻的两个第一叶轮组件之间均设置有一个第一中段19，各第一中段均固定在外壳上，每个第一叶轮1均固定在转轴上，各第一中段的径向外端经密封圈密封地抵压在一起，且距离双向导水段最近的第一中段紧密地抵压在双向导水段的进水端面36上。
35.每个第一中段19均与转轴之间形成一个第一中间通道191，每个第一中段与相邻第一导叶之间均形成一个沿径向延伸的第一液流通道303，每个第一液流通道303的径向外端经第一导流叶片302之间的间隙连通第一流道101的径向外端，每个第一液流通道303的径向内端经该第一中间通道191连通第一流道101的径向内端；转向叶轮组件的第一流道连通进水孔。为保持密封，在第一中段与相邻的第一叶轮之间设置有叶轮密封环11。转向叶轮组件的第一流道经进水腔连通进水孔。
36.该第二驱动组包括四个第二叶轮组件，即第二叶轮组件的数量与第一叶轮组件的数量相同。该四个第二叶轮组件沿该轴线方向依次布置，距离双向导水段最远的第二叶轮组件称为过渡叶轮组件903，距离双向导水段最近的第二叶轮组件称为末级叶轮组件904。每个第二叶轮组件均包括一个固定在外壳上的第二导叶17和转动设置在该第二导叶内的第二叶轮16，每个第二导叶17均包括一个第二盖板和设置在第二盖板背离双向导水段一侧的若干个第二导流叶片，该第二叶轮位于第二盖板背离双向导水段的一侧，且该若干个第二导流叶片环绕该第二叶轮设置，在该第二叶轮内设置有沿径向延伸的第二流道。第二导叶与第一导叶的结构相同，且相对双向导水段对称设置；第二叶轮与第一叶轮的结构相同，且相对双向导水段对称设置。
37.在相邻的两个第二叶轮组件之间均设置有一个第二中段9，各第二中段均固定在外壳上，每个第二叶轮均固定在转轴上，各第二中段的径向外端密封地抵压在一起，且距离双向导水段最近的第二中段紧密地抵压在双向导水段上。第二中段与第一中段的结构相同，且相对双向导水段对称设置。
38.每个第二中段均与转轴之间形成一个第二中间通道，每个第二中段与相邻第二导叶之间均形成一个沿径向延伸的第二液流通道，每个第二液流通道的径向外端经第二导流叶片之间的间隙连通第二流道的径向外端，每个第二液流通道的径向内端经该第二中间通道连通第二流道的径向内端。上述结构与第一驱动组内的相应结构相类似，不再赘述。
39.第一驱动组用于使液体由首级叶轮组件向双向导水段方向流动，第一驱动组用于使液体由过渡叶轮组件向双向导水段方向流动。
40.第二驱动组与外壳之间形成环形水道41，在第二驱动组背离双向导水段30的一侧安装有一个次级吸入盖22，后端泵盖24将次级吸入盖紧密地抵压在距离双向导水段最远的第二中段上。在该次级吸入盖22内设置有中间水道42，中间水道的两端分别连通环形水道41和过渡叶轮组件的第二叶轮的第二流道。环形水道连通进水孔。
41.末级叶轮组件的第二流道经该出水腔连通出水孔，然后经出水槽43连通出口管。
42.具体在本实施例中，双向导水段、所有的第一中段和所有的第二中段经螺栓52依次连接，形成为一个安装件。本实施例中，设置了四个第一叶轮组件和四个第二叶轮组件，即n和m均为四，可以理解，在其它实施例中，n和m还可以同时为3
‑
7之间的其它整数，n＝m，保证两侧不平衡轴向力抵消。
43.在外壳内形成有一台阶部201，该台阶部位于外壳朝向前端泵盖的一端，后端泵盖将该安装件紧密抵压在该台阶部上，且前端泵盖和后端泵盖均固定连接在该安装件上。在前端泵盖与第一驱动组之间安装有吸入盖18，在吸入盖18上设置有连通首级叶轮组件的第一叶轮的第一流道的泵体吸入口25，该泵体吸入口25连通设置在外壳上的吸入管，在附图中，吸入管未显示。即第一中段、第二中段和双向导水段均通过间接或直接的方式固定在外壳上。
44.本实施例中，所有的第一叶轮和第二叶轮均经键5固定在转轴上。转向叶轮组件中的第一导叶通过销钉7固定在双向导水段的进水端面36上，末级叶轮组件中的第二导叶通过销钉7固定在双向导水段的出水端面37上。
45.除转向叶轮组件中的第一导叶外，其余的第一导叶均固定在相邻的第一中段上。除末级叶轮组件中的第二导叶外，其余的第二导叶均固定在相邻的第二中段上。即第一导叶经双向导水段或第一中段间接固定连接在外壳上，第二导叶经双向导水段或第二中段间接固定连接在外壳上。
46.在本实施例工作时，进入到泵内的液体首先在各第一叶轮的驱动下，由首级叶轮组件开始依次流经各第一叶轮组件，然后进入到双向导水段的进水孔内，再依次流经环形水道和中间水道后，进入到过渡叶轮组件的第二流道内，在各第二叶轮的驱动下，液体由过渡叶轮组件依次流经各第二叶轮组件，直到进入到出水孔，最后经出口管排出。由于设置了双向导水段，能够使液体直接经双向导水段由第一驱动组进入到第二驱动组，使液体顺利地绕过末级叶轮组件，无需扩大外壳，设置专门的流道来通过液体。