一种带有平衡装置腔体结构的进出水段的制作方法

1.本发明涉及水泵技术的领域，具体涉及一种带有平衡装置腔体结构的进出水段。


背景技术：

2.立式多级离心泵是一种应用范围十分广泛的通用水力机械，其主要是靠叶轮旋转时产生的离心力来输送液体。进出水段，是泵进口和出口管路的汇合零件，其同时与管路连接，一进一出。目前，现有技术中，对于进出水段的结构设计，往往只从零件结构和制造等角度考虑，采用直角和小圆弧过渡。并未关注流体介质流经进水流道和出水流道的压力损失情况。导致介质压力损失严重，降低整泵的效率。此外，立式多级离心泵在工作时会产生较大的轴向力，为消除轴向力的影响，现有技术中通常会在进出水段内安装轴向力平衡装置，来抵消离心泵工作时产生的轴向力。但直接将轴向力平衡装置放入进出水段内，会阻碍流道内介质流动，进而影响离心泵工作效率。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于克服现有技术存在的不足，而提供一种带有平衡装置腔体结构的进出水段，解决了轴向力大导致离心泵使用寿命短的问题，减小流体介质流经进出水段的压力损失，使介质顺畅流动，从而提高整泵的效率。
4.本发明的目的是通过如下技术方案来完成的：这种带有平衡装置腔体结构的进出水段，包括进出水段本体，所述进出水段本体的一侧开设进水口，进出水段本体与进水口相对的一侧开设出水口，进出水段本体的顶部设置中心导环和外侧导环，外侧导环位于中心导环的外周，进出水段本体内成型有吸水流道和压水流道，吸水流道用于连通进水口和中心导环，压水流道用于连通出水口和外侧导环；进出水段本体的底部开设有平衡装置腔体，用于置入轴向力平衡装置，平衡装置腔体与吸水流道连通，离心泵的泵轴穿过中心导环并伸入平衡装置腔体内，用于连接带动轴向力平衡装置旋转；压水流道的内壁上开设引流孔，引流孔与平衡装置腔体连通，用于将压水流道内的高压介质引入平衡装置腔体内。
5.作为进一步的技术方案，所述进出水段本体内开设有引流通道，引流通道的一端连通平衡装置腔体，引流通道的另一端穿出进出水段本体的外壁后，用放水组件堵住；所述引流孔与引流通道连通。
6.作为进一步的技术方案，所述轴向力平衡装置包括与所述泵轴同轴布置的动环组件和静环组件，所述泵轴端部固定连接在动环组件上，动环组件相对静环组件转动密封；动环组件设置在静环组件上方，二者之间形成平衡腔，静环组件上沿径向开设连通孔，用于连通平衡腔和引流通道，将压水流道内的高压介质引入平衡腔内。
7.作为进一步的技术方案，所述静环组件的上端伸入平衡装置腔体内，静环组件的下端通过密封座可拆卸安装在平衡装置腔体的下口；平衡装置腔体位于中心导环下方，平衡装置腔体的上口与吸水流道连通。
8.作为进一步的技术方案，所述中心导环口部套装导流器，导流器用于配合泵轴上
的叶轮，将吸水流道内的介质导流至叶轮。
9.作为进一步的技术方案，所述外侧导环口部与离心泵的耐压筒密封连接，耐压筒内的高压介质通过外侧导环进入压水流道内。
10.作为进一步的技术方案，所述吸水流道的内壁上对称开设泄压孔，泄压孔穿出进出水段本体的外壁后，用放水组件堵住，泄压孔用于排出吸水流道内的介质。
11.作为进一步的技术方案，所述吸水流道的流道面采用大圆弧过渡，在所述流道面上设置大圆弧过渡区域。
12.作为进一步的技术方案，所述压水流道的内壁上对称开设泄压孔，泄压孔穿出进出水段本体的外壁后，用放水组件堵住，泄压孔用于排出压水流道内的介质。
13.作为进一步的技术方案，所述压水流道的流道面采用大圆弧过渡，在所述流道面上设置大圆弧过渡区域。
14.本发明的有益效果为：
15.1、进出水段本体内设置引流孔，将水段出口高压介质引入轴向力装置腔体内，腔体内的轴向力平衡装置动环组件下部受到高压介质的压力，上部位于泵进口低压区域，利用与进出口压力差产生的向上的力，平衡水泵产生的向下的轴向力；
16.2、进出水段内设置轴向力平衡装置腔体，配合轴向力平衡装置，整泵向下轴向力减小，有利于减小电机轴承使用寿命，配用标准电机即可满足使用，通用性强；
17.3、吸水流道、压水流道采用大圆弧过渡，流体介质压力损失降低，提高整泵效率；
18.4、轴向力平衡装置腔体下沉设计，无凸起进入流道，有利于进口介质流动顺畅；
19.5、进出水段腔体底部设置可拆卸密封座，有利于安装、更换和维护轴向力平衡装置。
附图说明
20.图1为本发明的立体结构示意图1。
21.图2为本发明的立体结构示意图2。
22.图3为本发明的主视结构示意图。
23.图4为本发明的左视结构示意图。
24.图5为图4的a-a剖视图。
25.图6为图5的b-b剖视图。
26.图7为图5的c向视图。
27.图8为图5的d向视图。
28.图9为本发明与离心泵装配后的结构示意图1。
29.图10为本发明与离心泵装配后的结构示意图2。
30.图11为本发明中轴向力平衡装置的结构示意图。
31.图12为本发明的流道结构示意图。
32.图13为本发明中吸水流道的结构示意图。
33.图14为本发明中压水流道的结构示意图。
34.附图标记说明：吸水流道1、进水口2、进出水段本体3、轴向力平衡装置4、平衡装置腔体41、动环组件42、静环组件43、平衡腔44、连通孔45、密封座46、出水口5、压水流道6、泵
轴7、叶轮8、引流孔9、引流通道91、中心导环10、外侧导环11、放水组件12、导流器13、耐压筒14、泄压孔15、大圆弧过渡区域16。
具体实施方式
35.下面将结合附图对本发明做详细的介绍：
36.实施例：如附图1～14所示，这种带有平衡装置腔体结构的进出水段，包括吸水流道1、进水口2、进出水段本体3、轴向力平衡装置4、平衡装置腔体41、动环组件42、静环组件43、平衡腔44、连通孔45、密封座46、出水口5、压水流道6、泵轴7、叶轮8、引流孔9、引流通道91、中心导环10、外侧导环11、放水组件12、导流器13、耐压筒14、泄压孔15和大圆弧过渡区域16。
37.参考附图1，在进出水段本体3的左侧开设进水口2，进出水段本体3与进水口2相对的一侧(图1中右侧)开设出水口5。在进出水段本体3的顶部设置中心导环10和外侧导环11，外侧导环11位于中心导环10的外周。进出水段本体3内一体式成型有吸水流道1和压水流道6，其中，吸水流道1用于连通进水口2和中心导环10，压水流道6用于连通出水口5和外侧导环11，吸水流道1与压水流道6之间被进出水段本体3内壁分隔开，相互之间不连通。
38.如图5、10所示，进出水段本体3的底部开设有平衡装置腔体41，用于置入轴向力平衡装置4，平衡装置腔体41与吸水流道1连通。离心泵的泵轴7穿过中心导环10并伸入平衡装置腔体41内，用于连接带动轴向力平衡装置4旋转。参考附图6、7，在压水流道6的内壁上沿竖直方向对称开设二个引流孔9，进出水段本体3内沿水平方向对称开设二条引流通道91。如图6所示，每条引流通道91的一端连通平衡装置腔体41，引流通道91的另一端穿出进出水段本体3的外壁，离心泵正常工作时，引流通道91的外侧端口用放水组件12堵住，平衡装置腔体41内发生堵塞或需要清洗时，打开防水组件12，使液流从引流通道91的外侧端口排出。所述引流孔9与引流通道91连通，使引流孔9与平衡装置腔体41连通，从而在离心泵工作时将压水流道6内的高压介质引入平衡装置腔体41内。
39.参考附图11，所述轴向力平衡装置4包括与所述泵轴7同轴布置的动环组件42和静环组件43，所述泵轴7端部固定连接在动环组件42上，在泵轴7带动下，动环组件42相对静环组件43转动密封。进一步的，动环组件42设置在静环组件43上方，二者之间形成平衡腔44，平衡腔44相对平衡装置腔体41密封。在静环组件43上沿径向开设若干连通孔45，如图9所示，连通孔45通过引流通道91和引流孔9，将平衡腔44和压水流道6连通，使压水流道6内的高压介质能进入平衡腔44内。
40.如图10、11所示，静环组件43的上端伸入平衡装置腔体41内，静环组件43的下端通过密封座46可拆卸安装在平衡装置腔体41的下口，需要更换、维护轴向力平衡装置4时，拆下密封座46即可取出动环组件42和静环组件43。平衡装置腔体41位于中心导环10下方，平衡装置腔体41的上口与吸水流道1连通。进一步的，与离心泵装配后，参考附图9、10，在中心导环10口部套装导流器13，导流器13用于配合泵轴7上的叶轮8，将吸水流道1内的介质导流至叶轮8。外侧导环11口部与离心泵的耐压筒14密封连接，耐压筒14内的高压介质通过外侧导环11进入压水流道6内。
41.参考附图2、4，所述吸水流道1的内壁上对称开设泄压孔15，泄压孔15外侧穿出进出水段本体3的外壁后，用放水组件12堵住(图中未画出)。离心泵正常工作时，防水组件12
不打开，当吸水流道1堵塞或需要清洗时，打开防水组件12，使吸水流道1内的液流从泄压孔15外侧端口排出。
42.如图2、7所示，所述压水流道6的内壁上对称开设泄压孔15，泄压孔15外侧穿出进出水段本体3的外壁后，用放水组件12堵住(图中未画出)。离心泵正常工作时，防水组件12不打开，当压水流道6堵塞或需要清洗时，打开防水组件12，使压水流道6内的液流从泄压孔15外侧端口排出。
43.作为优选的技术方案，如图12、13、14所示，所述吸水流道1及压水流道6的流道面均采用大圆弧过渡，在所述流道面上均设置大圆弧过渡区域16。能够有效降低液流在吸水流道1及压水流道6内的压力损失，进而提高整泵效率。参考附图13，对于吸水流道1，其大圆弧过渡区域16包括四个圆弧段(r1、r2、r3、r4)。其中，r1半径为548.27mm，r2半径为278.93mm，r3半径为204.05mm，r4半径为155.7mm。参考附图14，对于压水流道6，其大圆弧过渡区域16包括三个圆弧段(r5、r6、r7)。其中，外侧流道面采用一个半径为421.75mm的圆弧段r5，内侧流道面采用一个半径为259.81mm的圆弧段r6及一个半径为123.1mm的圆弧段r7。
44.本发明的工作原理：如图9、10所示，离心泵工作时，相对低压的液流(介质)从进水口2处进入吸水流道1，然后通过中心导环10进入多级叶轮8，在泵轴7带动下，多级叶轮8工作，并对液流施加压力。高压液流从耐压筒14通过外侧导环11进入压水流道6内，最后从出水口5处排出。吸水流道1及压水流道6的大圆弧过渡设计使介质流动时更加平稳、顺畅，有效降低了压力损失，同时提高了整泵效率。此外，压水流道6内的高压介质从引流孔9处依次经过引流通道91、连通孔45然后进入平衡腔44内，使得动环组件42下部受到高压介质的压力，而动环组件42的上部受到吸水流道1内低压介质的压力，利用动环组件42上下的压力差，平衡离心泵产生的向下的轴向力。由于轴向力平衡装置4放置在平衡装置腔体41内，且平衡装置腔体41采用下沉设计，无凸起进入流道，因此轴向力平衡装置4不会对吸水流道1内介质流动产生影响，保证介质流动顺畅。
45.可以理解的是，对本领域技术人员来说，对本发明的技术方案及发明构思加以等同替换或改变都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。