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CN109611259A - 一种海水淡化泵和透平一体机模块化装置 - Google Patents

一种海水淡化泵和透平一体机模块化装置 Download PDF

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CN109611259A
CN109611259A CN201811346681.1A CN201811346681A CN109611259A CN 109611259 A CN109611259 A CN 109611259A CN 201811346681 A CN201811346681 A CN 201811346681A CN 109611259 A CN109611259 A CN 109611259A
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祁炳
张德胜
赵睿杰
黄�俊
陈健
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JIANGSU FAER MACHINERY MANUFACTURING Co Ltd
Jiangsu University
Tianjin Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization SOA
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JIANGSU FAER MACHINERY MANUFACTURING Co Ltd
Jiangsu University
Tianjin Institute of Seawater Desalination and Multipurpose Utilization SOA
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Abstract

本发明涉及一种海水淡化泵和透平一体机模块化装置，包括壳体，所述壳体内安装有水润滑轴承，透平轴安装在所述水润滑轴承上，所述壳体上设有透平进口管和泵出口管，所述壳体一端可拆卸安装有透平端盖，另外一端可拆卸安装有泵端盖，在所述透平端盖侧的壳体内设有透平蜗室芯，所述透平端盖和所述透平蜗室芯之间设有推力盘；在所述泵端盖侧的壳体内设有泵蜗室芯，所述泵端盖和所述泵蜗室芯之间设有口环滑动轴承；所述透平蜗室芯内设有透平叶轮，所述泵蜗室芯内设有泵叶轮，所述透平叶轮和所述泵叶轮均安装在所述透平轴上。本发明解决了高压泵能量回收一体机壳体加工困难、拆、装困难的问题，整体结构设计巧妙，拆卸维修方便，成本低，安全可靠。

Description

一种海水淡化泵和透平一体机模块化装置
技术领域
本发明涉及一种海水淡化泵和透平一体机模块化装置，属于能量回收一体机技术领域。
背景技术
水力透平是一种能量回收装置。透平是将流体工质中蕴有的能量转换成机械能的机器，又称涡轮机。透平是英文turbine的音译，源于拉丁文turbo一词，意为旋转物体。透平的工作条件和所用工质不同，所以它的结构型式多种多样，但基本工作原理相似。透平的最主要的部件是一个旋转元件，即转子，或称叶轮，它安装在透平轴上，具有沿圆周均匀排列的叶片。流体所具有的能量在流动中，经过喷管时转换成动能，流过叶轮时流体冲击叶片，推动叶轮转动，从而驱动透平轴旋转。透平轴直接带动其他机械，输出机械功。透平机械的工质可以是水及其它液体、蒸汽、燃气、空气和其他气体或混合气体。以水为工质的透平称为水力透平。有时水力透平常常为 液力透平的代称。作为能量回收的水力透平属于 泵系统节能的范畴，只是因为水力透平本身就是一台泵，并且其动力输出端往往驱动的是另一台泵。
在海水淡化领域，海水淡化泵和透平一体机是海水淡化系统中关键的能量回收装置。海水淡化泵和透平一体机泵蜗壳和透平蜗壳的内壁容易受到磨损和侵蚀，若泵蜗室或透平蜗室某一侧的内壁受到的磨损或腐蚀较为严重而需要维修更换时，就需拆下整个一体机的壳体进行更换，这样存在既存在拆卸繁琐、困难的问题，又存在浪费材料、增加成本的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安装和拆卸过程更加快速、便捷的海水淡化泵和透平一体机模块化装置。
为实现上述发明目的，本发明采取的技术方案为：一种海水淡化泵和透平一体机模块化装置，包括壳体，所述壳体内安装有水润滑轴承，透平轴安装在所述水润滑轴承上，所述壳体上设有透平进口管和泵出口管，所述壳体一端可拆卸安装有透平端盖，另外一端可拆卸安装有泵端盖，在所述透平端盖侧的壳体内设有透平蜗室芯，所述透平端盖和所述透平蜗室芯之间设有推力盘；在所述泵端盖侧的壳体内设有泵蜗室芯，所述泵端盖和所述泵蜗室芯之间设有口环滑动轴承；所述透平蜗室芯内设有透平叶轮，所述泵蜗室芯内设有泵叶轮，所述透平叶轮和所述泵叶轮均安装在所述透平轴上。
上述方案中，所述泵蜗室芯与所述壳体接触处过盈配合，并通过圆柱销定位；所述透平蜗室芯与所述壳体接触处过盈配合，也通过圆柱销定位。
上述方案中，所述壳体和所述透平端盖之间通过双头螺柱和六角螺母连接；所述壳体和所述泵端盖之间通过双头螺柱和六角螺母连接。
上述方案中，所述透平端盖和所述壳体之间、所述透平端盖和所述透平蜗室芯之间、所述泵端盖和所述壳体之间、所述泵端盖和所述泵蜗室芯之间、所述水润滑轴承和所述壳体之间均安装有O型圈（17）。
上述方案中，所述壳体整体固定在底座上。
上述方案中，所述泵蜗室芯和所述透平蜗室芯的材料采用不同于所述壳体（2）的抗磨材料。
本发明的有益效果：（1）海水淡化泵和透平一体机泵蜗壳和透平蜗壳的内壁容易受到磨损和侵蚀，也是磨损比较严重的地方，本发明将壳体、泵蜗室芯和透平蜗室芯单独进行模块化加工铸造，大大降低了制造的难度，并且当泵蜗室芯和透平蜗室芯内壁发生磨损时，只需要更换受损的部件即可，不需整个更换海水淡化泵和透平一体机的所有部件，便于一体机安装和拆卸。（2）泵蜗室芯和透平蜗室芯可以采用不同于壳体的抗磨材料，这样便达到节省成本的目的。
附图说明
图1是本发明高压泵能量回收一体机的装配示意图。
图2是本发明泵蜗芯结构示意图。
图3是透平蜗芯示意图。
图4是壳体结构示意图。
图5是泵蜗室和透平蜗室过水断面ⅠⅧ断面形状示意图。
图1中：1.透平端盖，2.壳体，3.推力盘，4.透平进口管，5.透平蜗室芯，6.水润滑轴承，7.泵出口管，8.泵蜗室芯，9.口环滑动轴承，10.泵端盖，11.双头螺柱，12.六角螺母，13.泵叶轮，14.底座，15.圆柱销，16.透平叶轮，17.O型圈。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施对本发明作进一步的详细描述：
本实施例中，将泵蜗室芯8、透平蜗室芯5分别按照泵蜗壳和透平蜗壳的结构设计以模块化的形式单独加工铸造。请参见图1本实施例的海水淡化泵和透平一体机模块化装置，包括壳体2，所述壳体2内安装有水润滑轴承6，透平轴安装在所述水润滑轴承6上，所述壳体2上设有透平进口管4和泵出口管7，所述壳体2一端可拆卸安装有透平端盖1，另外一端可拆卸安装有泵端盖10，在所述透平端盖1侧的壳体2内设有透平蜗室芯5，所述透平端盖1和所述透平蜗室芯5之间设有推力盘3；在所述泵端盖10侧的壳体2内设有泵蜗室芯8，所述泵端盖10和所述泵蜗室芯8之间设有口环滑动轴承9；所述透平蜗室芯5内设有透平叶轮16，所述泵蜗室芯8内设有泵叶轮13，所述透平叶轮16和所述泵叶轮13均安装在所述透平轴上。
请参见图2，泵蜗室芯8为立式圆柱体结构，泵蜗室芯的一侧与壳体2相连，另一侧与泵端盖10相连，从而对蜗壳进行轴向定位。泵蜗室芯与壳体采用过盈配合，泵蜗室芯和壳体之间用圆柱销15进行周向和径向定位。此外，为防止泄漏，泵蜗室与壳体、泵端盖接触的面需要有较高的粗糙度。为防止泄漏，在泵蜗芯8、泵端盖10和壳体2交接处装有O型圈17。如泵蜗芯需要更换时，先拆下泵端盖10，接着依次拆下口环滑动轴承9和泵叶轮13，最后拆下泵蜗室芯8即可更换，无需将一体机的所有转子部件全部拆下再更换整个壳体。
请参见图3，透平蜗芯5结构与泵蜗芯8结构相似。透平蜗芯一侧与壳体2相连，靠圆柱销15周向定位。同时，透平蜗室芯与壳体采用过盈配合，透平蜗芯另一侧靠透平端盖1和推力盘3进行轴向定位。为防止泄漏，在透平蜗室芯5与推力盘3接触的拐角装有O型圈17，在透平蜗室芯与壳体2、透平端盖1接触的拐角也装有O型圈17。
请参见图1和图4，所述壳体一侧与泵端盖10用双头螺柱11和六角螺母12相连，另一侧与透平端盖1也是用双头螺柱11和六角螺母12相连。壳体内部与水润滑轴承6用圆柱销连接15。为了防止泄漏，除上述所描述的地方装有O型圈外，在壳体与泵端盖接触的拐角、壳体与透平接触的拐角以及壳体与水润滑轴承接触的地方均装有O型圈。
请参见附图4，透平进口管4和蜗壳出口管7均焊接在壳体上，且从泵进口方向看去，透平进口管和蜗壳出口管不在同一条直线上。
请参见附图5，泵蜗室8和透平蜗室5过水断面Ⅰ-Ⅷ断面形状相似，大体上为圆角梯形结构，从Ⅰ-Ⅷ断面过水断面圆角半径依次增大，且蜗室内壁距离基圆中心线的距离也依次增大。

Claims (6)

1.一种海水淡化泵和透平一体机模块化装置，包括壳体（2），所述壳体（2）内安装有水润滑轴承（6），透平轴安装在所述水润滑轴承（6）上，所述壳体（2）上设有透平进口管（4）和泵出口管（7），其特征在于，所述壳体（2）一端可拆卸安装有透平端盖（1），另外一端可拆卸安装有泵端盖（10），在所述透平端盖（1）侧的壳体（2）内设有透平蜗室芯(5)，所述透平端盖（1）和所述透平蜗室芯(5)之间设有推力盘（3）；在所述泵端盖（10）侧的壳体（2）内设有泵蜗室芯（8），所述泵端盖（10）和所述泵蜗室芯（8）之间设有口环滑动轴承（9）；所述透平蜗室芯(5)内设有透平叶轮（16），所述泵蜗室芯（8）内设有泵叶轮（13），所述透平叶轮（16）和所述泵叶轮（13）均安装在所述透平轴上。
2.根据权利要求1所述的一种海水淡化泵和透平一体机模块化装置，其特征在于，所述泵蜗室芯(8)与所述壳体(2)接触处过盈配合，并通过圆柱销（15）定位；所述透平蜗室芯(5)与所述壳体(2)接触处过盈配合，并通过圆柱销（15）定位。
3.根据权利要求1所述的一种海水淡化泵和透平一体机模块化装置，其特征在于，所述壳体（2）和所述透平端盖（1）之间通过双头螺柱（11）和六角螺母（12）连接；所述壳体（2）和所述泵端盖（10）之间通过双头螺柱（11）和六角螺母（12）连接。
4.根据权利要求1所述的一种海水淡化泵和透平一体机模块化装置，其特征在于，所述透平端盖（1）和所述壳体（2）之间、所述透平端盖（1）和所述透平蜗室芯(5)之间、所述泵端盖（10）和所述壳体（2）之间、所述泵端盖（10）和所述泵蜗室芯（8）之间、所述水润滑轴承（6）和所述壳体（2）之间均安装有O型圈（17）。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的一种海水淡化泵和透平一体机模块化装置，其特征在于，所述壳体（2）整体固定在底座（14）上。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的一种海水淡化泵和透平一体机模块化装置，其特征在于，所述泵蜗室芯和所述透平蜗室芯的材料采用不同于所述壳体（2）的抗磨材料。
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