一种泵头装置的制作方法

本发明属于潜液泵领域，特别涉及一种泵头装置。

背景技术

潜液泵是一种常见的离心泵，通常设置在船舶中以泵送低温液化气体。

泵头装置是潜液泵的重要组成部分，其主要包括壳体、主轴和叶轮，主轴可转动地插装在壳体内，叶轮同轴固定套装在主轴上且位于壳体内，在潜液泵工作时，叶轮随着主轴旋转，以实现液货的泵送。

为了平衡潜液泵在工作时，因叶轮的上盖板和下盖板受力不均而导致的叶轮受到向上的轴向力的问题，通常会在叶轮的上盖板上固定有平衡装置，利用平衡装置与壳体内壁之间的过流间隙的变化，来使得叶轮能够受到一个向下的轴向力，以实现主轴的轴向力的平衡。然而，由于平衡装置固定在叶轮上，所以平衡装置必然要随着叶轮一同旋转，一旦平衡装置产生磨损，那么就需要一同更换整个叶轮，导致泵头装置的维修成本过高。

技术实现要素：

本发明实施例提供了一种泵头装置，可以降低泵头装置的维修成本。所述技术方案如下：

本发明实施例提供了一种泵头装置，所述泵头装置包括壳体、主轴、叶轮和轴承，所述主轴可转动地插装在所述壳体内，所述叶轮同轴固定套装在所述主轴上，所述轴承同轴承套装在所述主轴上，所述轴承的外壁与所述壳体的内壁卡装在一起，所述叶轮的顶部中部同轴设置有凸台，所述叶轮的顶部外边缘同轴设置有密封环，所述密封环的外壁和所述壳体的内壁之间设置有第一过流间隙，所述泵头装置还包括平衡盘，所述平衡盘套设在所述主轴上，且所述平衡盘位于所述轴承和所述叶轮之间，所述平衡盘包括第一法兰环、连接椎体和第二法兰环，所述连接椎体的大端与所述第一法兰环的内边缘同轴连接，所述连接椎体的大端与所述第二法兰环的外边缘同轴连接，所述第一法兰环可拆卸地安装在所述壳体的内壁上，所述密封环的内壁、所述叶轮的顶部、所述凸台、所述平衡盘和所述壳体的内壁之间构成第一过流腔，所述第二法兰环的底部与所述凸台的顶部之间设有第二过流间隙，所述连接椎体的内壁、所述第二法兰环的顶部和所述主轴的外周壁之间构成第二过流腔，所述壳体的低压入口、所述第一过流间隙、所述第一过流腔、所述第二过流间隙、所述第二过流腔和所述轴承的内外圈间隙之间依次连通。

在本发明的一种实现方式中，所述壳体包括电机壳体和泵头壳体，所述电机壳体和所述泵头壳体固定连通在一起，所述叶轮可转动地安装在所述泵头壳体中，所述电机壳体的底部设置有用于插装所述主轴的内凸缘，所述内凸缘的底部设有用于容置所述轴承的安装槽，所述轴承的外圈固定安装在所述安装槽内。

在本发明的另一种实现方式中，所述主轴的外周壁上设置有第一外凸缘，所述轴承的内圈的一端与所述第一外凸缘相抵，所述主轴上套装有第一螺环，所述第一螺环与所述轴承的内圈的另一端相抵。

在本发明的又一种实现方式中，所述连接椎体和所述第一法兰环之间的连接处设置有多个过流槽，各所述过流槽沿所述第一法兰环的周向间隔布置，所述内凸缘上设置有与所述多个过流槽一一对应的多个过流通道，每个所述过流通道的一端均与各自对应的所述过流槽连通，每个所述过流通道的另一端均与所述电机壳体的内部空间连通。

在本发明的又一种实现方式中，所述电机壳体上设置有第一泄流管路，所述泵头壳体上设置有第二泄流管路，所述第一泄流管路的一端与所述电机壳体的内部空间连通，所述第一泄流管路的另一端与所述第二泄流管路的一端连通，所述第二泄流管路的另一端与所述泵头壳体的外部空间连通。

在本发明的又一种实现方式中，所述第一法兰环的外边缘设置有多个用于插装螺栓的插孔，所述内凸缘的底部设置有与所述螺栓相匹配的螺孔，且各所述螺孔与所述多个插孔一一对应布置。

在本发明的又一种实现方式中，所述泵头装置还包括扩散器，所述扩散器固定套装在所述电机壳体的底部，且所述扩散器位于所述电机壳体和所述泵头壳体之间的液货通道内，所述液货通道与所述泵头装置的低压入口连通。

在本发明的又一种实现方式中，所述扩散器上设置有口环，所述口环位于所述扩散器和所述密封环之间。

在本发明的又一种实现方式中，所述叶轮包括中轴、上盖板、下盖板和导叶，所述中轴同轴插装在所述上盖板中，所述凸台同轴设置在所述中轴的顶部，所述上盖板和所述下盖板之间间隔布置，所述导叶固定在所述上盖板和所述下盖板之间。

在本发明的又一种实现方式中，所述主轴的外周壁上设置有第二外凸缘，所述凸台的顶部与所述第二外凸缘相抵，所述主轴上套装有第二螺环，所述第二螺环与所述中轴的底部相抵。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

在潜液泵工作时，液货由低压入口在叶轮的作用下进入壳体中，并依次流经第一过流间隙、第一过流腔、第二过流间隙、第二过流腔并进入轴承的内外圈间隙中，以实现对轴承的润滑。并且，随着潜液泵的工作，由于叶轮受到向上的轴向力，所以凸台向上发生微小的移动，使得第二过流间隙逐渐减小，从而使得第一过流腔内的液压升高，进而使得叶轮受到向下的轴向力，该向下的轴向力能够有效的与叶轮受到的向上的轴向力相抵消，以使得叶轮保持平衡。在本发明实施例中，由于平衡盘固定在壳体上，不会随着叶轮一同转动，所以平衡盘基本不会产生磨损。并且即使是需要维修更换平衡盘，那么由于平衡盘和叶轮分别独立安装，所以平衡盘的维修不会影响到叶轮，因此降低了泵头装置的维修成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的泵头装置的剖视图；

图2是本发明实施例提供的泵头装置的局部剖视图；

图3是本发明实施例提供的平衡盘的剖视图；

图中各符号表示含义如下：

1-壳体，11-电机壳体，111-内凸缘，112-安装槽，113-轴承套，114-过流通道，115-第一泄流管路，12-泵头壳体，121-第二泄流管路，2-主轴，21-第一外凸缘，22-第一螺环，23-第二外凸缘，24-第二螺环，3-叶轮，31-凸台，32-密封环，33-中轴，34-上盖板，35-下盖板，36-导叶，4-轴承，5-平衡盘，51-第一法兰环，52-连接椎体，53-第二法兰环，54-过流槽，55-螺栓，6-扩散器，71-口环，72-口环，a-第一过流间隙，b-第一过流腔，c-第二过流间隙，d-第二过流腔，e-低压入口，f-第三过流间隙，g-液货通道。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

本发明实施例提供了一种泵头装置，如图1所示，该泵头装置适用于低温潜液泵，该泵头装置包括：壳体1、主轴2、叶轮3和轴承4，主轴2可转动地插装在壳体1内，叶轮3同轴固定套装在主轴2上，轴承4同轴承套装在主轴2上，轴承4的外壁与壳体1的内壁卡装在一起，叶轮3的顶部中部同轴设置有凸台31，叶轮3的顶部外边缘同轴设置有密封环32，密封环32的外壁和壳体1的内壁之间设置有第一过流间隙a(参见图2)，泵头装置还包括平衡盘5，平衡盘5套设在主轴2上，且平衡盘5位于轴承4和叶轮3之间。

图3为平衡盘的剖视图，结合图3，在本实施例中，平衡盘5包括第一法兰环51、连接椎体52和第二法兰环53，连接椎体52的大端与第一法兰环51的内边缘同轴连接，连接椎体52的大端与第二法兰环53的外边缘同轴连接。

需要说明的是，连接椎体52的大端指的是连接椎体52中外径较大的一端(图3中向上的一端)，连接椎体52的小端指的是连接椎体52中外径较小的一端(图3中向下的一端)。

再次参见图1，具体地，第一法兰环51可拆卸地安装在壳体1的内壁上，密封环32的内壁、叶轮3的顶部、凸台31、平衡盘5和壳体1的内壁之间构成第一过流腔b(参见图2)，第二法兰环53的底部与凸台31的顶部之间设有第二过流间隙c(参见图2)，连接椎体52的内壁、第二法兰环53的顶部和主轴2的外周壁之间构成第二过流腔d(参见图2)，壳体1的低压入口e、第一过流间隙a、第一过流腔b、第二过流间隙c、第二过流腔d和轴承4的内外圈间隙之间依次连通。

在潜液泵工作时，液货由低压入口e在叶轮3的作用下进入壳体1中，并依次流经第一过流间隙a、第一过流腔b、第二过流间隙c、第二过流腔d并进入轴承4的内外圈间隙中，以实现对轴承4的润滑。并且，随着潜液泵的工作，由于叶轮3受到向上的轴向力，所以凸台31向上发生微小的移动，使得第二过流间隙c逐渐减小，从而使得第一过流腔b内的液压升高，进而使得叶轮3受到向下的轴向力，该向下的轴向力能够有效的与叶轮3受到的向上的轴向力相抵消，以使得叶轮3保持平衡。在本发明实施例中，由于平衡盘5固定在壳体1上，不会随着叶轮3一同转动，所以平衡盘5基本不会产生磨损。并且即使是需要维修更换平衡盘5，那么由于平衡盘5和叶轮3分别独立安装，所以平衡盘5的维修不会影响到叶轮3，因此降低了泵头装置的维修成本。

在本实施例中，壳体1包括电机壳体11和泵头壳体12，电机壳体11和泵头壳体12固定连通在一起，叶轮3可转动地安装在泵头壳体12中，电机壳体11的底部设置有用于插装主轴2的内凸缘111，内凸缘111的底部设有用于容置轴承4的安装槽112，轴承4的外圈固定安装在安装槽112内。

在上述实现方式中，电机壳体11和泵头壳体12之间通过螺栓固定连接在一起，主轴2和内凸缘111之间设置有第三过流间隙f，第三过流间隙f与轴承4的内外圈间隙连通，使得从轴承4的内外圈间隙中流出的液货能够溢流至电机壳体11的内部空间，进而对电机进行冷却，也就是说，电机壳体11的内部空间可以是用于容置电机的空间。

具体地，安装槽112内还固定有轴承套113，轴承4插装在轴承套113内，轴承4的外圈与轴承套113的内壁之间过盈配合，以实现轴承4的定位安装。

在本实施例中，主轴2的外周壁上设置有第一外凸缘21，轴承4的内圈的一端与第一外凸缘21相抵，主轴2上套装有第一螺环22，第一螺环22与轴承4的内圈的另一端相抵。

在上述实现方式中，第一外凸缘21和第一螺环22将轴承4夹装固定在主轴2上，以实现轴承4的定位安装。

再次参见图3，在本实施例中，第一法兰环51的外边缘设置有多个用于插装螺栓55的插孔56，内凸缘111的底部设置有与螺栓55相匹配的螺孔，且各螺孔与多个插孔56一一对应布置。

在上述实现方式中，平衡盘5通过螺栓55实现自身与电机壳体11之间的可拆卸连接，以便于平衡盘5的维修更换。

在本实施例中，连接椎体52和第一法兰环51之间的连接处设置有多个过流槽54，各过流槽54沿第一法兰环51的周向间隔布置，内凸缘111上设置有与多个过流槽54一一对应的多个过流通道114，每个过流通道114的一端均与各自对应的过流槽54连通，每个过流通道114的另一端均与电机壳体11的内部空间连通。

在上述实现方式中，第二过流腔d中的液货可以一部分流至轴承4的内外圈间隙，以实现对轴承4的冷却润滑，而另一部分可以依次通过过流槽54和过流通道114流至电机壳体11的内部空间中，以实现对电机的冷却。

需要说明的是，即使是液货可以通过第三过流间隙f溢流至电机壳体11的内部空间中，然而速度较慢，所以过流槽54和过流通道114的设置能够进一步地提高冷却电机的效果。

再次参见图1，在本实施例中，电机壳体11上设置有第一泄流管路115，泵头壳体12上设置有第二泄流管路121，第一泄流管路115的一端与电机壳体11的内部空间连通，第一泄流管路115的另一端与第二泄流管路121的一端连通，第二泄流管路121的另一端与泵头壳体12的外部空间连通。

在上述实现方式中，当电机壳体11的内部空间中的液货积累到一定的量后，液货将由第一泄流管路115和第二泄流管路121排至泵头壳体12的外部空间，即回流至船舶的液货舱内。

在本实施例中，泵头装置还包括扩散器6，扩散器6固定套装在电机壳体11的底部，且扩散器6位于电机壳体11和泵头壳体12之间的液货通道g内，液货通道g与泵头装置的低压入口e连通。

在上述实现方式中，扩散器6用于消除潜液泵受到的因液货流动而产生的径向力，其工作原理与常见的扩散器6相似，在此不作赘述。

具体地，扩散器6上设置有口环71，口环71位于扩散器6和密封环32之间。

在上述实现方式中，口环71用于避免密封环32和扩散器6之间产生直接的摩擦，以起到保护密封环32和扩散器6的作用。

在本实施例中，叶轮3包括中轴33、上盖板34、下盖板35和导叶36，中轴33同轴插装在上盖板34中，凸台31同轴设置在中轴33的顶部，上盖板34和下盖板35之间间隔布置，导叶36固定在上盖板34和下盖板35之间。

在潜液泵工作时，液货由低压入口e流入上盖板34和下盖板35之间的间隙中，大部分的液货被旋转的导叶36泵送至液货通道g内，少部分的液货则通过第一过流间隙a流入第一过流腔b中。

具体地，泵头壳体12的内壁上也设置有口环72，口环72位于泵头壳体12与下盖板35之间，从而避免了下盖板35与泵头壳体12之间产生直接的摩擦，以起到保护下盖板35和泵头壳体12的作用。

具体地，主轴2的外周壁上设置有第二外凸缘23，凸台31的顶部与第二外凸缘23相抵，主轴2上套装有第二螺环24，第二螺环24与中轴33的底部相抵。

在上述实现方式中，中轴33被第二螺环24和第二外凸缘23夹装固定在主轴2上，以实现了叶轮3在主轴2上的固定安装。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。