一种高压悬臂式离心泵的轴向力平衡结构的制作方法

1.本技术涉及高压悬臂式离心泵技术领域，尤其涉及一种高压悬臂式离心泵的轴向力平衡结构。


背景技术：

2.目前，在石油化工行业下游产品常有高压、高温高压工况。大多选用悬臂式离心泵，高压所引起的轴向力问题最为突出，直接影响轴承的使用寿命。离心泵轴向力产生的原因为，离心泵运行时，叶轮本体的旋转在前、后盖板处产生水压力，由于叶轮本体吸入口的客观存在，使得叶轮本体后盖板受水压力的作用面积要大于叶轮前盖板受水压力的作用面积，所以作用在前、后盖板上的力不能互相平衡，因此会产生一个轴向的力，引起泵轴的轴向窜动，而电机内的转子在轴向力的作用下，产生轴向位移，造成动静部见的相互研磨、碰撞，导致离心泵的严重损坏，轴向力的存在会造成离心泵无法长时间平稳运行，降低其使用寿命和整体性能。
3.现有技术中，平衡轴向力的方法中常用的有叶轮本体设置平衡孔、平衡盘等。平衡孔只能部分降低轴向力，更多还是需要依靠轴承来承担剩下的轴向力，泵领域常用的深沟球轴承虽可以承担一部分轴向力，但这个力不能过大，否者会降低轴承的使用寿命。平衡盘的工作原理是通过平衡盘与平衡盘座之间的间隙，来自动调整平衡力的大小，达到平衡轴向力的目的；但是该设计不仅使泵的结构复杂化，而且在实际运行中由于平衡盘和平衡盘座之间会相互磨损，如果平衡盘磨损后继续使用会严重影响泵运行的稳定性和安全性，因而需要定期对其检修或更换，现有技术中的平衡盘安装在泵体内腔中，在进行检修或更换时，需要将泵整体拆开，使得维修工作费时费力。


技术实现要素：

4.本技术通过提供一种高压悬臂式离心泵的轴向力平衡结构，解决了现有技术中的平衡盘安装在泵体内腔中，在进行检修或更换时，需要将泵整体拆开，使得维修工作费时费力的技术问题，实现了不需要将泵整体拆开即可对平衡环和弧形块进行检修或更换，降低了工作人员的劳动强度，提高了检修或更换的效率。
5.本技术提供的一种高压悬臂式离心泵的轴向力平衡结构，包括泵体、叶轮本体、轴、平衡环和多个弧形块；所述泵体的端部轴向开设有环形槽和多个通槽，且多个所述通槽关于所述泵体的轴心线环形阵列设置，所述环形槽与所述通槽连通；多个所述弧形块关于所述平衡环的轴心线环形阵列设置于所述平衡环的一侧；所述轴贯通所述泵体和所述叶轮本体，所述轴与所述叶轮本体固定连接，所述轴与所述泵体转动连接；所述平衡环嵌入所述环形槽中，且多个所述弧形块分别插入多个所述通槽中；所述叶轮本体的端部设置有叶轮前盖板，所述弧形块背离所述平衡环的端部伸入至所述泵体的内腔中，且与所述叶轮前盖板之间存在缝隙。
6.在一种可能的实现方式中，所述弧形块背离所述平衡环的端部为弧形面，所述弧
形面与所述叶轮前盖板的内凹面平行且存在所述缝隙。
7.在一种可能的实现方式中，所述泵体的端部径向设置有多个紧固螺栓，所述紧固螺栓伸入至所述环形槽并与所述平衡环之间螺纹连接。
8.在一种可能的实现方式中，本技术提供的一种高压悬臂式离心泵的轴向力平衡结构还包括有密封环；所述密封环设置于所述环形槽中，且所述弧形块能够穿过所述密封环。
9.在一种可能的实现方式中，所述弧形块与所述平衡环之间为可拆卸连接。
10.在一种可能的实现方式中，所述弧形块的材料硬度小于所述叶轮前盖板的材料硬度。
11.本技术中提供的一个或多个技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
12.本技术通过采用泵体、叶轮本体、轴、平衡环和多个弧形块；在泵体的端部轴向开设环形槽和多个通槽，将平衡环嵌入并能够卡接在环形槽中，且多个弧形块分别插入多个通槽中；同时使得弧形块背离平衡环的端部伸入至泵体的内腔中，且与叶轮前盖板之间存在缝隙，在叶轮本体旋转的过程中，叶轮前盖板与弧形块之间的缝隙中形成液膜高压区域，产生的高压力能够作用于叶轮前盖板，从而能够有效降低叶轮本体和泵轴的轴向力，在需要对平衡环和弧形块进行检修或更换时，只需要将平衡环从环形槽中轴向向外取出，即可将平衡环和多个弧形块整体从泵体的内腔中取出，便于进行检修或更换工作，不需要将泵整体拆开，有效解决了现有技术中的平衡盘安装在泵体内腔中，在进行检修或更换时，需要将泵整体拆开，使得维修工作费时费力的技术问题，实现了不需要将泵整体拆开即可对平衡环和弧形块进行检修或更换，降低了工作人员的劳动强度，提高了检修或更换的效率。
附图说明
13.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对本实用新型实施例或现有技术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。
14.图1为本技术实施例提供的一种高压悬臂式离心泵的轴向力平衡结构剖视结构示意图；
15.图2为图1中去除平衡环、弧形块、叶轮本体和叶轮前盖板时的结构示意图；
16.图3为图1中去除叶轮本体和叶轮前盖板后的右视图。
17.附图标记：1-泵体；11-环形槽；12-通槽；2-叶轮本体；21-叶轮前盖板；3-轴；4-平衡环；5-弧形块；6-紧固螺栓；7-密封环。
具体实施方式
18.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
19.在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置
关系，仅是为了便于描述本实用新型实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。
20.参照图1-3，本技术实施例提供的一种高压悬臂式离心泵的轴向力平衡结构，包括泵体1、叶轮本体2、轴3、平衡环4和多个弧形块5；泵体1的端部轴向开设有环形槽11和多个通槽12，且多个通槽12关于泵体1的轴心线环形阵列设置，环形槽11与通槽12连通；多个弧形块5关于平衡环4的轴心线环形阵列设置于平衡环4的一侧；轴3贯通泵体1和叶轮本体2，轴3与叶轮本体2固定连接，轴3与泵体1转动连接；平衡环4嵌入环形槽11中，且多个弧形块5分别插入多个通槽12中；弧形块5背离平衡环4的端部伸入至泵体1的内腔中，且与叶轮前盖板21之间存在缝隙。本技术实施例中平衡环4的外侧与环形槽11之间为可拆卸连接，平衡环4在嵌入到环形槽11中后，能够轴向卡接在环形槽11中，同时设置在平衡环4一侧的弧形块5能够穿过通槽12并伸入至泵体1的内腔，通过设置的环形槽11能够对平衡环4和弧形块5进行轴向限位，避免弧形块5伸入泵体1内腔过深，弧形块5与叶轮前盖板21之间的缝隙设置为0.8-1.2mm；在离心泵使用的过程中，通过叶轮前盖板21与弧形块5之间的缝隙形成液膜高压区域，产生的高压力能够作用于叶轮前盖板21，从而能够有效降低叶轮本体2和泵轴的轴向力，在降低泵轴轴向力的同时，弧形块5会逐渐受到磨损，需要定期对弧形块5进行检修或更换，在需要对平衡环4和弧形块5进行检修或更换时，只需要将平衡环4从环形槽11中轴向向外取出，即可将平衡环4和多个弧形块5整体从环形槽11和通槽12中取出，便于进行检修或更换工作。
21.参照图1，弧形块5背离平衡环4的端部为弧形面，弧形面与叶轮前盖板21的内凹面平行且存在缝隙。本技术实施例中在实际设计时，将弧形块5的端部设置为光滑的弧形面，使得与叶轮前盖板21的内凹面平行，两者之间的缝隙为0.8-1.2mm，在泵轴高速运转的过程中，由于水具有粘性，使得在叶轮本体2旋转过程中，叶轮前盖板21内凹面与弧形块5的弧形面之间的缝隙形成液膜高压区域，会产生高压力并作用于叶轮前盖板21，从而能够有效降低叶轮本体2和泵轴的轴向力。
22.参照图1-3，泵体1的端部径向设置有多个紧固螺栓6，紧固螺栓6伸入至环形槽11并与平衡环4之间螺纹连接。本技术实施例中具体地平衡环4与泵体1之间通过紧固螺栓6实现可拆卸连接，平衡环4的外侧径向向内开设有螺纹孔，平衡环4在装入到环形槽11中后，将紧固螺栓6与所述螺纹孔对齐并拧入螺纹孔中实现对平衡环4的固定，在需要对弧形块5进行检修或更换时，只需要将紧固螺栓6松动，即可将平衡环4和弧形块5整体轴向向外取出。
23.参照图1-2，本技术实施例提供的一种高压悬臂式离心泵的轴向力平衡结构还包括有密封环7；密封环7设置于环形槽11中，且弧形块5能够穿过密封环7。本技术实施例中进一步考虑到平衡环4安装到环形槽11中后的密封性，因而设置了密封环7，通过设置的密封环7能够保证泵体1内腔与环形槽11之间的密封性，避免介质(水)从环形槽11处发生泄漏。
24.参照图1，弧形块5与平衡环4之间为可拆卸连接。本技术实施例中弧形块5与平衡
环4之间通过螺栓实现可拆卸连接，即弧形块5与平衡环4之间为分体式连接，在对弧形块5进行更换时，可以针对性地对磨损严重的弧形块5进行更换即可；另外，本技术实施例中弧形块5与平衡环4之间也可以为一体式连接，在实际生产加工时，根据实际情况合理设计即可。
25.参照图1，弧形块5的材料硬度小于叶轮前盖板21的材料硬度。本技术实施例中设置弧形块5的材料硬度小于叶轮前盖板21的材料硬度，能够有效防止叶轮前盖板21出现的磨损，因而在实际检修时，定期对弧形块5进行更换即可。
26.本技术实施例提供的一种高压悬臂式离心泵的轴向力平衡结构的工作原理如下：
27.在离心泵使用的过程中，通过叶轮前盖板21与弧形块5之间的缝隙能够形成液膜高压区域，产生的高压力能够作用于叶轮前盖板21，从而能够有效降低叶轮本体2和泵轴的轴向力，在降低泵轴轴向力的同时，弧形块5会逐渐受到磨损，需要定期对弧形块5进行检修或更换，在需要对平衡环4和弧形块5进行检修或更换时，只需要将紧固螺栓6松动，将平衡环4从环形槽11中轴向向外取出，同时多个弧形块5能够整体从通槽12中取出，从而对弧形块5进行检修或更换，在检修或更换完成后，将弧形块5和平衡环4整体轴向安装到通槽12和环形槽11中，通过环形槽11能够对平衡环4和弧形块5进行轴向限位，避免弧形块5过多地伸入到泵体1内腔中，最后将紧固螺栓6沿径向进行紧固即完成安装工作。
28.本说明书中的各个实施方式采用递进的方式描述，各个实施方式之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施方式重点说明的都是与其他实施方式的不同之处。
29.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对本技术限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术技术方案的范围。