[发明专利]平稳式高转速离心注水泵

说明书

技术领域

本发明涉及一种离心泵，具体是涉及一种高转速离心注水泵。

背景技术

在涉外油田项目中，常常会遇到小流量高扬程离心注水泵的选型问题，由于涉外油田具有注水量小，注水压力高，且含有大量氯离子和矿化物的特点。尤其是地处中东沙漠地带的油田(如伊朗亚达油田)，其单井额定注水量为50m³/h，出水压力为30MPa，氯离子浓度可达165000mg/L。

离心泵在此工况下运行，现有转速2980r/min的离心泵又无法满足其性能要求，一般不锈钢材质也无法满足其耐腐蚀要求。如离心泵选用柱塞泵，由于柱塞泵在运行过程中，其柱塞阀和泵缸体的高速连续摩擦，使泵缸体和柱塞阀的阀体表面的耐腐蚀性能急剧下降等原因，也不能满足输送高氯离子含量的耐腐蚀要求。尤其对于这样大型柱塞泵，其噪声和振动将远大于普通离心泵，各摩擦副零件的寿命也很难保证。再者该柱塞泵易损件多，即使正常运行，其更换的配件费用也极具昂贵，对于双相不锈钢材质的柱塞泵，其更换配件的费用更大。由于离心泵排量均匀，性能平稳，制造安装成本低，结构简单和维修方便等优点，所以开发一种小流量高转速离心注水泵对该类地区油田高产、稳产和降低油田开发成本都具有十分重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于克服上述的不足，而提供一种运行稳定、噪声和振动较小的平稳式高转速离心注水泵。

本发明目的通过如下技术方案来实现：平稳式高转速离心注水泵，包括泵盖、壳体组件、转子组件、轴承组件、机械密封组件，所述壳体组件包括依次相连的吸入函体、中段、末级中段、导叶和末级导叶，所述导叶、末级导叶的水力进出口方向角度从第一级的导叶到末级导叶的每级之间依次按10°～15°递增旋转布置。

采用本发明后，由于转子组件的每级叶轮采用过盈配合安装在其泵轴上，使各叶轮与泵轴的装配精度提高，在各叶轮和泵轴之间无间隙配合，提高泵轴高速运转的稳定性，于是各叶轮再通过泵轴的高速带动下把输送介质甩进壳体组件的导叶、末级导叶当中，由于各导叶水力的进出口方向角度控制在每级依次按10°～15°递增旋转布置，有效起到了均衡每个导叶各方向甩出的巨大水力冲击。从而大大降低离心注水泵运转带来的水力冲击使泵产生振动，有效提高了泵的可靠性和稳定性，使泵能平衡有效运行，且降低了泵的噪声和振动。

附图说明

下面结合附图与实施方式对本发明做进一步的详细描述。

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中的若干级导叶至末级导叶的水力进出口的圆周均布示意图(按照10°递增布置)。

图3为图1中泵盖和泵筒体均具有不锈钢合金堆焊层的示意图。

具体实施方式

参照图1至图3可知，本发明平稳式(小流量)高转速离心注水泵，包括泵盖5、壳体组件、转子组件、轴承组件(含左轴承组件1、右轴承组件6)、机械密封组件2，所述壳体组件包括依次相连的吸入函体3、中段8、末级中段10、导叶16(若干级，除末级导叶外)和末级导叶11，所述导叶16、末级导叶11的水力进出口方向角度从第一级的导叶到末级导叶的每级之间依次按10°～15°(在此范围内以某个固定数值角度设置)递增旋转布置(如图2所示，当导叶16上的叶片20数为九枚时，按照10°递增旋转至30°范围时为一周，其角度范围处于0°～60°范围；由于泵的级数不同，布置总角度范围也不同，其计算方式为：[各导叶个数N-1]×15°)。在所述泵盖5(及泵筒体4)上、并在泵盖(及泵筒体)的内部与该泵内输送介质相接处的表面上均具有(堆焊方式)不锈钢合金堆焊层9，起到保护泵盖和泵筒体，使其能经受高浓度的氯离子腐蚀和超高压输送介质的冲刷。由于泵筒体和泵盖的主体材料采用20MnMo碳钢材料可以有效降低泵制造成本，加上与输送介质接触的表面堆焊有抗冲刷和耐氯离子腐蚀的不锈钢合金堆焊层，可以保护泵筒体和泵盖不受腐蚀，又提高其水力冲刷性。

该壳体组件通过泵盖5压紧并用(大)螺栓17固定在泵筒体4内，其双筒体形式表现为：在所述壳体组件外套上(一层)泵筒体4而构成双筒体结构。此种小流量高转速离心泵设计能有效均衡多个导叶及末级导叶各方向甩出的巨大水力冲击，降低离心泵在运行过程中的振动值。

所述转子组件包括叶轮7(数个)、泵轴18、平衡鼓12等组成，数个叶轮7采用热装形式(热装形式体现在：叶轮7在冷态状态下，叶轮7内孔和泵轴18的过盈配合尺寸为0.035mm～0.05mm，然后通过加热叶轮7至150℃～200℃之间时，由于热胀冷缩的原理使叶轮7内孔尺寸增大到叶轮7合理的装配尺寸时，然后叶轮7在受热的状态下装到泵轴18上，并用叶轮卡环19固定在泵轴18上相应位置，待叶轮7冷却后，叶轮7内孔尺寸缩回原来冷态的尺寸时，这样就能使叶轮7过盈的配合在泵轴18上)套在泵轴18上，即每个所述叶轮7单独由叶轮卡环19定位而套在泵轴18上；所述平衡鼓12由压环13、分半卡环14并使用平衡鼓压盖15固定在泵轴18上；所述转子组件的泵轴由轴承组件的左轴承组件1、右轴承组件6支撑而使该离心泵平稳运行。