专利名称：一种多级离心泵轴向力平衡结构的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种多级离心泵轴向力平衡结构。
技术背景轴向力平衡在多级离心泵中是一个很重要的问题，作为泵工作的核心部件-转子，运转过程中受此影响很大。主轴工作时，如果承受很大的轴向力，那么主轴上的转子将在此轴向力的拉动下轴向串动，与固体零件接触，造成泵零件的损坏以致不能工作。同时增大了轴承所承受的轴向载荷，甚至会超出轴承最大受力极限，造成轴承非正常磨损，更会在工作中留下很大的安全隐患。因为转子与轴承的磨损，增加了泵的维修成本以及缩短泵的正常生产周期。造成不必要的经济损失与资源浪费。因而，减小主轴的轴向力或者消除轴向力，是泵安全高效工作的必要保证，如今许多泵制造企业都在致力于减小轴向力的研究，让泵平稳、安全、长时间、低损耗的工作，是今后泵的重要研发目标。
发明内容本实用新型的目的是设计一种多级离心泵轴向力平衡结构，解决多级离心泵工作过程中轴向力的平衡问题，简化泵的结构，减小制造成本和安装、维修周期。本实用新型的技术解决方案是一种多级离心泵轴向力平衡结构，包括叶轮，密封口环；所述叶轮包括高压叶轮I、低压叶轮2，所述密封口环包括高压叶轮前密封口环3、高压叶轮后密封口环4，低压叶轮前密封口环5，低压叶轮后密封口环6，其特殊之处在于还包括分别设置在低压叶轮和高压叶轮根部且贯通叶轮前后的多个均布的平衡孔8。上述低压叶轮2和低压叶轮前密封口环5及低压叶轮后密封口环6采用小间隙配
八
口 o上述高压叶轮I和高压叶轮前密封口环3及高压叶轮后密封口环4釆用小间隙配
口 O上述高压叶轮I与低压叶轮2沿轴向背靠背布置。还包括设置在主轴上高压叶轮轴伸端的推力轴承7。本实用新型具有的优点是I、本实用新型轴向力平衡结构，与传统多级泵平衡装置-平衡盘、平衡鼓相比，能够更大的消除轴向力，同时减小泵在工作过程中工作介质的泄露，提高了容积效率，使泵的工作性能以及泵零件的使用寿命，轴承与转子安全系数大幅度提高，从而使泵的运行更加平稳、安全，可靠，高效。2、本实用新型简化了泵的结构，依靠工作转子自身、推力轴承以及其相对布局就能减小以致完全消除轴向力，不需要再增加专门平衡轴向力的装置-平衡盘、平衡鼓等，使泵的整体结构更加紧凑、简单，降低泵制造成本，减少泵在安装、维修的过程与周期。
[0014]图I是本实用新型的结构示意图；图2是图I中低压叶轮部件的结构示意图；图3是图I中高压叶轮部件的结构示意图；图4是图I中推力轴承结构示意图；其中1-高压叶轮，2-低压叶轮，3-高压叶轮前密封口环，4-高压叶轮后密封口环，5-低压叶轮前密封口环，6-低压叶轮后密封口环，7-推力轴承，8-平衡孔。
具体实施方式
如图I至图3所示，本实用新型包括叶轮、密封口环、设置在叶轮根部且贯通叶轮前后的多个均布的平衡孔8和推力轴承；叶轮包括高压叶轮I、低压叶轮2，密封口环包括高压叶轮前密封口环3、高压叶轮后密封口环4，低压叶轮前密封口环5，低压叶轮后密封口环
6;低压叶轮2和低压叶轮前密封口环5及低压叶轮后密封口环6采用小间隙配合；高压叶轮I和高压叶轮前密封口环3及高压叶轮后密封口环4采用小间隙配合；高压叶轮I与低压叶轮2沿轴向背靠背布置。高压叶轮平衡结构由高压叶轮I、高压叶轮前密封口环3、高压叶轮后密封口环4组成，三者配合在一起再通过高压叶轮上的平衡孔就能够平衡高压叶轮自身工作时产生的轴向力；低压叶轮平衡结构由低压叶轮2、低压叶轮前密封口 5、低压叶轮后密封口环6组成，三者配合在一起再通过低压叶轮上的平衡孔就能平衡低压叶轮自身工作时产生的轴向力。具体来说，依靠后密封口环以及平衡孔的泄流，使从叶轮出口泄漏到后盖板间隙中的高压介质经密封口环，平衡孔与叶轮进口低压介质相通，使前盖板、叶轮进口侧压力分布与后盖板侧压力分布接近或者一致。通过水力计算合理设计每个部件的结构尺寸，使两侧的压力分布相同，这样其轴向力就可自我平衡，同时设计时需要尽量保证残余轴向力数值之间相等或者接近，使残余轴向力能够在整体布局平衡中能够尽可能的抵消或者减小，然后通过推力轴承将最终残余的轴向力完全抵消，使泵能够在无需外加平衡装置的情况下就能消除轴向力。本实用新型通过该种系统设计及计算，提高了转子临界转速以及推力轴承的使用寿命和系统安全系数，更重要的简化了泵的结构提高了泵的性能，通常多级离心泵是利用平衡盘或者平衡鼓来平衡轴向力，不仅增加了泵的结构与制造成本，而且造成流体泄露，减小了泵运行效率，增大了泵组体积和重量以及噪声等。实验验证本方案对于多级离心泵轴向力平衡起到了很好的效果，同时了保证了离心泵组的水力性能。此结构可以很好的消除轴向力，与以往平衡装置相比，不仅高效，而且制造简单，方便，是多级泵轴向力平衡发展又一重大进步。
权利要求1.一种多级离心泵轴向力平衡结构，包括叶轮，密封口环；所述叶轮包括高压叶轮(I)、低压叶轮(2)，所述密封口环包括高压叶轮前密封口环(3)、高压叶轮后密封口环(4)，低压叶轮前密封口环(5)，低压叶轮后密封口环￠)，其特征在于还包括分别设置在低压叶轮和高压叶轮根部且贯通叶轮前后的多个均布的平衡孔(8)。
2.根据权利要求I所述的多级离心泵轴向力平衡结构，其特征在于低压叶轮(2)和低压叶轮前密封口环(5)及低压叶轮后密封口环(6)采用小间隙配合。
3.根据权利要求I所述的多级离心泵轴向力平衡结构，其特征在于高压叶轮(I)和高压叶轮前密封口环(3)及高压叶轮后密封口环(4)采用小间隙配合。
4.根据权利要求I或2或3所述的多级离心泵轴向力平衡结构，其特征在于所述高压叶轮(I)与低压叶轮(2)沿轴向背靠背布置。
5.根据权利要求4所述的多级离心泵轴向力平衡结构，其特征在于还包括设置在主 轴上高压叶轮轴伸端的推力轴承(7)。
专利摘要本实用新型涉及一种多级离心泵轴向力平衡结构，包括叶轮、密封口环，叶轮包括高压叶轮、低压叶轮，密封口环包括高压叶轮前密封口环、高压叶轮后密封口环，低压叶轮前密封口环，低压叶轮后密封口环，还包括分别设置在低压叶轮和高压叶轮根部且贯通叶轮前后的多个均布的平衡孔。本实用新型解决了多级离心泵工作过程中轴向力的平衡问题，简化了泵的结构，减小制造成本和安装、维修周期。
文档编号F04D29/041GK202418010SQ20112053575
公开日2012年9月5日 申请日期2011年12月14日 优先权日2011年12月14日
发明者刘晓洪, 吕秋洁, 席建厂, 张发杰, 朱保民, 杜军伟, 王明星, 盛涛, 马玉琴 申请人:陕西航天动力高科技股份有限公司