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CN114790998B - 深井泵及叶轮支撑结构 - Google Patents

深井泵及叶轮支撑结构 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种深井泵叶轮支撑结构，叶轮轴上布置多级传动配合的叶轮组件，叶轮组件内设置叶轮；叶轮的叶片上固接有叶轮顶板和叶轮底板，叶轮底板上伸出有叶轮轴承圈，叶轮组件的顶部伸出与叶轮轴承圈支撑配合的叶轮轴承座。多级叶轮由叶轮轴套，和叶轮上的导流体进行轴向支撑，叶轮通过叶片分别连接叶轮顶板和叶轮底板，叶轮底板与叶轮同步转动，在叶轮底板上伸出叶轮轴承圈，对应在叶轮组件上设置叶轮轴承座，将叶轮由叶轮轴套和叶轮底板两个位置，同时进行轴向和径向支撑，提高叶轮的转动平衡能力，满足大流量的泵体流量要求，提高泵体的平衡能力。本发明还提供了一种深井泵。

Description

深井泵及叶轮支撑结构
技术领域
本发明涉及深井泵技术领域，更具体地说，涉及一种深井泵及叶轮支撑结构。
背景技术
深井泵包括电机和泵体，二者轴向连接为一体，在深井内进行抽水和输送水作业。
深井泵被广泛用于农业灌溉、工矿企业、城市给排水以及污水处理。由于深井泵需要深入地下作业，其在水下工作时，承受较大的水流压力。深井泵的泵体内同轴布置有多级叶轮组件，其由叶轮轴同步驱动，对于大流量的深井泵，叶轮轴承担较大的离心力，导致叶轮轴在长时工作后，容易发生挠曲形变，影响叶轮轴工作稳定性。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种深井泵叶轮支撑结构，以提高大流量深井泵的工作稳定性；本发明还提供了一种深井泵。
为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种深井泵叶轮支撑结构，叶轮轴上布置多级传动配合的叶轮组件，所述叶轮组件内设置叶轮，所述叶轮具有叶轮顶板，设于所述叶轮顶板上的叶片，所述叶片下端设置叶轮底板；
所述叶轮底板上端面与所述叶片固接，所述叶轮底板的下端面上伸出有叶轮轴承圈，所述叶轮组件的顶部伸出与所述叶轮轴承圈支撑配合的叶轮轴承座。
优选地，在上述深井泵叶轮支撑结构中，所述叶轮具有抱装于叶轮轴上的叶轮轴套，所述叶轮组件内布置一端与上一级所述叶轮配合的导流体，所述导流体上设有与下一级所述叶轮的叶轮轴支撑配合的叶轮支撑孔。
优选地，在上述深井泵叶轮支撑结构中，所述叶轮轴承座包括台阶结构的导流座上支撑孔，落于所述导流座上支撑孔内的支撑环；
所述支撑环包括环形横向部，伸出于所述环形横向部中部的环形套筒；
所述环形横向部固装于所述导流座上支撑孔的台阶结构上。
优选地，在上述深井泵叶轮支撑结构中，所述支撑环为金属材质的支撑环。
优选地，在上述深井泵叶轮支撑结构中，所述叶轮轴承圈的内圈设置有搭接于所述环形套筒顶部的限位台阶，所述叶轮轴承圈的内圈与所述环形套筒的内径相同。
优选地，在上述深井泵叶轮支撑结构中，所述叶轮轴承圈的内圈设置有多道贯穿其厚度方向的加压通道，所述加压通道与所述叶轮轴承座连通。
优选地，在上述深井泵叶轮支撑结构中，所述叶轮支撑孔的底部固装有第一摩擦片，所述叶轮轴套的底部固装有第二摩擦片；所述第一摩擦片和所述第二摩擦片在轴向上压紧配合。
优选地，在上述深井泵叶轮支撑结构中，所述第一摩擦片为陶瓷片，所述第二摩擦片为合金摩擦片。
优选地，在上述深井泵叶轮支撑结构中，所述叶轮组件包括导流座，沿流体流出方向布置的叶轮和导流体；
所述导流座包括导流座上腔体和导流座下腔体，所述所述导流座上腔体上设置流体出口，所述导流座下腔体上设置流体入口，所述叶轮轴承圈设于所述叶轮底板的内圈，所述叶轮底板的外圈落入所述流体入口。
一种深井泵，包括泵体和设置于所述泵体内的多级叶轮组件，其特征在于，多级所述叶轮组件之间具有如上任意一项所述的深井泵叶轮支撑结构。
本发明提供的深井泵叶轮支撑结构，叶轮轴上布置多级传动配合的叶轮组件，叶轮组件内设置叶轮，叶轮的叶片上固接有叶轮顶板和叶轮底板，叶轮底板上伸出有叶轮轴承圈，叶轮组件的顶部伸出与叶轮轴承圈支撑配合的叶轮轴承座。多级叶轮由叶轮轴套，和叶轮上的导流体进行轴向支撑，叶轮通过叶片分别连接叶轮顶板和叶轮底板，叶轮底板与叶轮同步转动，在叶轮底板上伸出叶轮轴承圈，对应在叶轮组件上设置叶轮轴承座，将叶轮由叶轮轴套和叶轮底板两个位置，同时进行轴向和径向支撑，提高叶轮的转动平衡能力，满足大流量的泵体流量要求，提高泵体的平衡能力。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对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为本发明提供的深井泵叶轮支撑结构剖视图；
图2为图1中叶轮轴承圈的支撑结构剖视图；
图3为图1中叶轮轴承座的结构爆炸视图。
具体实施方式
本发明公开了一种深井泵叶轮支撑结构，提高了大流量深井泵的工作稳定性；本发明还提供了一种深井泵。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
如图1-图3所示，图1为本发明提供的深井泵叶轮支撑结构剖视图；图2为图1中叶轮轴承圈的支撑结构剖视图；图3为图1中叶轮轴承座的结构爆炸视图。
本实施例提供一种深井泵叶轮支撑结构，在深井泵的叶轮导流结构中，叶轮轴1驱动叶轮2转动进行泵水，叶轮2外周设置导流座3，多个叶轮2和导流座3结构串联，固定在泵体内，进行流体的泵出。
沿叶轮2的泵出方向上，叶轮轴1上还设置有导流体4，叶轮2与导流体4组装布置在导流座3的内部，叶轮1转动产生离心力，其内流体经其外周的叶轮叶片21甩入导流座3内，导流座3由其与导流体4之间围成的导流腔，将流体传递至下一级叶轮，直至将流体泵出。
叶轮2中部为叶轮轴套22，叶轮轴套22安装到叶轮轴1上，由叶轮轴1拖动同步转动。叶轮2布置在导流座3内，在轴向方向上，叶轮2通过相邻两级的导流座3进行定位和转动支撑。
具体地，叶轮2伸入到导流座3内，叶轮2具有叶轮顶板，叶轮顶板的内端面排布有叶片21，叶轮2的入口端设置叶轮底板23，叶轮底板23一体连接在叶片21的下端面，叶轮顶板、叶轮底板23、叶片21和叶轮轴套22共同围成流体导流通道。
叶轮底板23的底部下端面伸出有叶轮轴承圈24，对应地，导流座3上伸出有与环形轴承圈配合的叶轮轴承座31。
深井泵在作业时，如在流体为水的泵水环境中，水填充在泵体内，并流入叶轮轴承圈24和叶轮轴承座31之间，叶轮2在高速转动时，水受到叶轮2转动的离心作用，被甩入到叶轮轴承圈24和叶轮轴承座31之间的外圈，填充在二者之间的高压水形成一层转动水膜，在叶轮2转动过程中，填充在叶轮轴承圈24和叶轮轴承座31之间的水受力平衡后，二者在水挤压下形成水轴承结构，从而对叶轮2转动过程中，对其进行径向支撑。
如图3所示，其为叶轮轴承座上支撑环与其安装结构的爆炸视图。
优选地，导流座3包括导流座上腔体3-1和导流座下腔体3-2，叶轮轴承座31位于导流座上腔体3-1上。深井泵工作时，流体由导流座下腔体3-2中部的流体入口泵入，经叶轮2和导流体4进行流体输送后，经导流座上腔体3-1的流体出口泵出。可以理解的，叶轮2将流体经导流通道泵入，叶轮底板23一体设置在叶轮上，因此叶轮底板23的外圈上端面，应不低于流体入口的高度，保证叶轮2导入流体全部进入到导流座3内，避免流体冲击到导流座3的外部，造成能量损失。
叶轮轴承座31包括导流座上支撑孔310，和落入导流座上支撑孔内的支撑环311，导流座上支撑孔320为台阶孔，支撑环32包括环形横向部3111，环形横向部3111的内圈向外伸出环形套筒3112。
环形横向部3111一体成型于导流座上支撑孔310的台阶孔结构中，环形套筒3112和导流座上支撑孔310的内壁之间，围成支撑叶轮轴承圈24的叶轮轴承座31。
优选地，支撑环311为不锈钢支撑环。支撑环311的外圈，即环形套筒3112的外圈和叶轮轴承圈24的内圈之间间隙配合，通过不锈钢材质的支撑环311，提高对叶轮2长时支撑结构的稳定性。
对于大流量的深井泵，叶轮2在转动过程中受到的离心力随流量变大而增大，因此，需要对叶轮2提供足够的径向支撑，以保证叶轮2在转动的平衡性。
进一步地，在叶轮轴承圈24上设置多个贯穿其厚度方向的加压通道25，加压通道25的内侧连通叶轮2的导流通道，加压通道25的外侧与叶轮轴承座31相对。
在深井泵工作前，通过在深井泵中灌装水后，灌入的水通过加压通道25预先流入到叶轮轴承座31内，使得叶轮轴承圈24和叶轮轴承座31内形成由流体水支撑的水环，叶轮2转动时，叶轮2甩出的水流持续压入到加压通道25，使得叶轮轴承座31和叶轮轴承圈24中的水轴承提供更大的径向支撑力，满足大流量下叶轮的支撑要求。
在本案一具体实施例中，相邻的两级导流座3之间，叶轮轴套22伸入到上一级的导流座3内，并由导流体4进行支撑，导流体4上设置叶轮支撑孔41，叶轮轴套22落入叶轮支撑孔41内，叶轮2泵水过程中，水填充到叶轮支撑孔41内，并由于叶轮2高速转动的离心作用，水压提供对叶轮轴套22径向的支撑，叶轮轴套22在叶轮支撑孔41内形成第二道水轴承结构。
导流体4和叶轮轴套22之间，通过叶轮底板23与导流座4之间形成第一道水轴承结构，以及叶轮轴套22和导流体4之间形成第二道水轴承结构，两个位置同时提供对叶轮2径向的支撑，提高了叶轮2在大流量泵体工作过程中的径向平衡能力，提高深井泵工作过程中的稳定性。
进一步地，流体在泵体内泵出的过程中，对叶轮进行轴向的挤压，叶轮2和导流座4均为塑料材质，其受到轴向作用力增加了叶轮轴套22和叶轮支撑孔41之间的摩擦损耗，在导流体4内，具体在叶轮支撑孔41的底部一体成型第一摩擦片42，在叶轮轴套22的底部安装第二摩擦片26，通过第一摩擦片42和第二摩擦片26转动接触，提高叶轮和导流座之间的抗磨能力。
优选地，第一摩擦片42为陶瓷片，第二摩擦片26为合金摩擦片。
本实施例提供的深井泵的叶轮导流结构中，通过将叶轮底板23一体成型在叶轮叶片21的底部，叶轮2工作过程中，叶轮2带动叶轮底板23同步转动，流体由叶轮2内部的导流通道流入导流座3内。对于叶轮高速转动受到的径向力，在叶轮底板23上伸出叶轮轴承圈24，利用导流座3上的导流座上支撑孔，通过在其内一体集成不锈钢支撑环的方式，形成叶轮轴承座31结构。
利用深井泵工作中高压流体，在叶轮轴承圈24和叶轮轴承座31之间填充高压流体，形成第一道水轴承，提供叶轮高速转动的径向支撑。
同时，利用叶轮2上一级导流座3内的导流体4，在导流体4上设叶轮支撑孔41，叶轮轴套22和叶轮支撑孔41之间高速转动过程中，利用高压流体填充形成第二道水轴承，通过对叶轮的轴端和叶轮端两道水轴承，提高叶轮在高速工况下的径向支撑能力，从而提高大流量深井泵的工作稳定性。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (2)

1.一种深井泵叶轮支撑结构，其特征在于，叶轮轴上布置多级传动配合的叶轮组件，所述叶轮组件内设置叶轮，所述叶轮具有叶轮顶板，设于所述叶轮顶板上的叶片，所述叶片下端设置叶轮底板；
所述叶轮底板上端面与所述叶片固接，所述叶轮底板的下端面上伸出有叶轮轴承圈，所述叶轮组件的顶部伸出与所述叶轮轴承圈支撑配合的叶轮轴承座；
所述叶轮具有安装于叶轮轴上的叶轮轴套，所述叶轮组件内布置一端与上一级所述叶轮配合的导流体，所述导流体上设有与下一级所述叶轮的叶轮轴支撑配合的叶轮支撑孔；
所述叶轮轴承座包括台阶结构的导流座上支撑孔，落于所述导流座上支撑孔内的支撑环；
所述支撑环包括环形横向部，伸出于所述环形横向部中部的环形套筒；
所述环形横向部固装于所述导流座上支撑孔的台阶结构上；
所述支撑环为金属材质的支撑环；
所述叶轮轴承圈的内圈设置有搭接于所述环形套筒顶部的限位台阶，所述叶轮轴承圈的内圈与所述环形套筒的内径相同；
所述叶轮轴承圈的内圈设置有多道贯穿其厚度方向的加压通道，所述加压通道与所述叶轮轴承座连通；
所述叶轮支撑孔的底部固装有第一摩擦片，所述叶轮轴套的底部固装有第二摩擦片；所述第一摩擦片和所述第二摩擦片在轴向上压紧配合；
所述第一摩擦片为陶瓷片，所述第二摩擦片为合金摩擦片；
所述叶轮组件包括导流座，沿流体流出方向布置的叶轮和导流体；
所述导流座包括导流座上腔体和导流座下腔体，所述导流座上腔体上设置流体出口，所述导流座下腔体上设置流体入口，所述叶轮轴承圈设于所述叶轮底板的内圈，所述叶轮底板的外圈落入所述流体入口。
2.一种深井泵，包括泵体和设置于所述泵体内的多级叶轮组件，其特征在于，多级所述叶轮组件之间具有如权利要求1所述的深井泵叶轮支撑结构。
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