多级泵高压端插入嵌套式多环迷宫减压结构的制作方法

1.本实用新型涉及水泵技术领域，特别是涉及多级泵高压端插入嵌套式多环迷宫减压结构。


背景技术：

2.水泵，特别是多级泵的最后一级叶轮，出口压力较高，在高压差作用下，高低压段结构之间存在的间隙液体会向低压区域大量的泄漏，造成效率下降。水泵属于高速旋转的机械，转子部件旋转和静止零部件壳体之间必然有间隙，由此间隙的高压端必然会向低压端流动，通常采取的减压密封方式有浮动环减压、间隙节流、迷宫减压、螺纹驱动减压等方式。
3.多级水泵高低压之间由于压力差较大，比如全扬程达1000m的泵，平衡型的压差达500m，间隙两端产生如此高的压差，液体流动速度必然很大，所以回流泄漏损失同时很大，损失流量可以达3～5％。
4.现有对高低压中间的结构设计，通常的处理缩小间隙、或采用螺纹(也有多头螺纹)进行逆向泵送来阻止泄漏，由于结构受限制，螺纹的泵送产生的扬程很小，在动辄几百米压差(扬程)的工况下，螺纹升力产生的扬程基本可以忽视不计。所以主要的减压降压措施，还是靠径向动、静环形间隙之间，流体的流动过程产生的摩擦阻力来节流，达到降低泄漏损失的目的。
5.根据上述使用需求，现提出多级泵高压端插入嵌套式多环迷宫减压结构，从间隙流动特性、水力损失、零件制造以及成本可行各方面研究，实现一种相互插入不接触耦合组成多环迷宫减压结构。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是提供多级泵高压端插入嵌套式多环迷宫减压结构，实现。
7.为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：
8.多级泵高压端插入嵌套式多环迷宫减压结构，包括：
9.座环，座环与水泵出水段装配，座环一侧为多槽端，由多个同心环组成，多个同心环的半径，从轴心向外半径从小到大；
10.套环，套环位于水泵最后一级叶轮一侧，套环的一侧为多槽端，多槽端由多个半径不同的同心环组成；
11.座环和套环的多槽端相互插入不接触耦合，座环和套环之间形成流道间隙。
12.优选的，所述座环与水泵主轴的基孔制配合间隙为h7/h6，座环使用骑缝螺钉与水泵高压出水段固定。
13.优选的，所述套环与水泵主轴的基孔制配合间隙为h7/h6，套环与主轴连接，运行状态时，套环与座环相对转动。
14.优选的，所述座环与套环的同心环的径向间隙控制范围为： 0.25-0.3mm。
15.优选的，所述座环与套环装配的轴向允许调整间隙范围为： 2.5-3.5mm。
16.优选的，所述座环和套环的最大外径相同。
17.优选的，所述水泵型号为dg46-50*6，座环和套环多槽端设置有五道相互插入嵌套结构。
18.本实用新型至少具备以下有益效果：
19.1.通过在多级泵的高压端向低压端的位置处设置由座环和套环组成的多环减压结构，相比普通水泵的减压结构，座环和套环多槽端相互插入不接触耦合的方式，该结构形成共计21处90
°
的急剧拐弯，比较原有结构增加19处拐弯点，局部损失(减压)增加9.5倍，流体自身在局部流道产生的急速转向和动能损失，降低压力，从而降低泄漏，提高设备运行效率。
20.2.根据多级泵各型号实际泵尺寸的大小，可以制造多道互相插入嵌套的组合，水泵扬程高的，叶轮直径就大，导叶、出水段、中段等等筒体尺寸相应部位尺寸同时变大，大尺寸的结构可以布置更多嵌套式的环组结构，以d、dg46-50*6的水泵为例，可以制造五道互相插入嵌套的组合结构。
21.3、通过对座环和套环的径向间隙和轴向间隙进行控制，径向间隙相较于现有的泵减压径向间隙加大，从而对颗粒通过性提高，同时降低转子实际运行中的轴心偏离带来的接触摩擦、磨损，降低设备故障率，以d、dg46-50*6的水泵为例，改进为多环结构形成的折返流道使流体流经的路径增大的距离可以达282mm,增大水力摩擦的长度，其增大的阻力可以降低泄漏量。
22.4、本实用新型中，减压结构简单，加工制作成本低，对水泵其他零部件的生产、供应方式基本无影响，只改变机加工尺寸。
23.5、座环、套环之间轴向加大的调整设计间隙，不影响原有水泵转子装配时调整轴向对中需要的窜动量。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，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。
25.图1为座环多槽端结构示意图；
26.图2为座环连接端结构示意图；
27.图3为套环多槽端结构示意图；
28.图4为套环连接端结构示意图；
29.图5为座环与套环配合状态剖视图；
30.图6为多环减压结构在多级水泵内装配示意图。
31.图中：1、座环；2、套环。
具体实施方式
32.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施
例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
33.实施例一
34.参照图1-6，多级泵高压端插入嵌套式多环迷宫减压结构，包括：
35.座环1，座环1与水泵出水段装配，座环1一侧为多槽端，由多个同心环组成，多个同心环的半径，从轴心向外半径从小到大；
36.套环2，套环2位于水泵最后一级叶轮一侧，套环2的一侧为多槽端，多槽端由多个半径不同的同心环组成；
37.座环1和套环2的多槽端相互插入不接触耦合，座环1和套环2 之间形成流道间隙；
38.本方案具备以下工作过程：通过在多级泵的高压端向低压端的位置处设置由座环1和套环2组成的多环减压结构，相比普通水泵的减压结构，座环1和套环2多槽端相互插入不接触耦合的方式，该结构形成共计21处90
°
的急剧拐弯，比较原有结构增加19处拐弯点，局部损失(减压)增加9.5倍，根据流体力学的基本特性，水力计算时总的阻力损失就是：总的水力损失＝局部损失+沿程损失，所以流体自身在局部流道产生的急速转向和动能损失，降低压力，从而降低泄漏，提高设备运行效率；
39.每一个局部损失方式为：计算的阻力系数ki＝ζ/(2*g)*42/(π d2)2，在流量q通过时，每一处局部形成的阻力hi＝ki*q2，连续多处的局部阻力总和为：∑hi＝(h1+h2+.......+h22)＝∑ki*q2，沿程损失δh＝k*ζ*l*q2
40.总的阻力计算＝局部阻力损失+沿程阻力损失：∑ki*q2+k*ζ *l*q2＝(∑ki*+k*ζ*l*)q2,通过公式可以得知阻力特性是流量为横坐标的抛物线式的特性，该特性使流量(泄漏量)增加时，阻力呈现平方关系得到急速增大，所以，本技术文件结构通过9.5倍的阻力增加可以使泄漏量降低。
41.进一步，座环1与水泵主轴的基孔制配合间隙为h7/h6，座环1 使用骑缝螺钉与水泵高压出水段固定。
42.进一步，套环2与水泵主轴的基孔制配合间隙为h7/h6，套环2 与主轴连接，运行状态时，套环2与座环1相对转动。
43.进一步，座环1与套环2的同心环的径向间隙控制范围为： 0.25-0.3mm，具体的，间隙形成多道90
°
的连续急变转向，冲击动能衰减，使液体能量降低，径向间隙相较于现有的泵减压径向间隙加大，从而对颗粒通过性提高，同时降低转子实际运行中的轴心偏离带来的接触摩擦、磨损，降低设备故障率，以d、dg46-50*6的水泵为例，改进为多环结构形成的折返流道使流体流经的路径增大的距离可以达282mm,增大水力摩擦的长度，其增大的阻力可以降低泄漏量。
44.进一步，座环1与套环2装配的轴向允许调整间隙范围为： 2.5-3.5mm，具体的，轴向间隙的控制便于轴向调整对中流道。
45.进一步，座环1和套环2的最大外径相同。
46.在其中一种实施例中，水泵型号为dg46-50*6，座环1和套环2 多槽端设置有五道相互插入嵌套结构，具体的，座环1和套环2零件使用寿命可以与多级水泵本体使用周期同步，便于维护。
47.以上显示和描述了本实用新型的基本原理、主要特征和本实用新型的优点。本行
业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型的范围内。本实用新型要求的保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。