[实用新型]一种叶轮非对称布置平衡型单吸多级离心泵

说明书

本实用新型公开一种叶轮非对称布置平衡型单吸多级离心泵，转动部件依次包括上叶轮、泵轴、上平衡型叶轮、下平衡型叶轮、下叶轮，所有叶轮均采用相同参数的水力模型。本实用新型通过叶轮分组非对称布置，采用上、下平衡叶轮等结构设计，合理分布各轴向分力大小，以达到单吸多级离心泵轴向力平衡，减轻推力轴承所承受轴向力，提高推力轴承可靠性，进而提高机组可靠性。同时，本实用新型解决同等扬程设计工况下，采用叶轮非对称布置平衡型单吸多级离心泵结构，可减少材料使用量，降低设备成本。

技术领域

本实用新型属于潜水电泵技术领域，涉及一种矿山用单吸潜水多级离心泵，具体是一种叶轮非对称布置平衡型单吸多级离心泵。

背景技术

通常，多级离心泵为做到轴向力平衡，减轻推力轴承所承受轴向力，提高其运行可靠性，一般采用2组叶轮对称布置的方式，这样，2组叶轮运行时产生的轴向力大小相等、方向相反，故可实现多级离心泵轴向力平衡。一般采用这种布置方式的多级离心泵均为双吸结构，即多级离心泵有2个吸水口，每个吸口下接一组叶轮，最终水流经每组叶轮之最后一级后汇集在一起，排入出水管路。双吸多级离心泵机组流量等于每组叶轮泵送流量的2倍，亦即单个叶轮流量的2倍(Q_总＝Q_单×2)；扬程为每组叶轮的个数n乘以单个叶轮的扬程，即H_总＝H_单×n。

单吸多级离心泵一般采用所有叶轮串联结构，串联方式可以是一级串接一级，亦可是分组串联，每一组再进行串联。这样，单吸多级离心泵机组流量就是单个叶轮泵送流量，亦即Q_总＝Q_单；扬程为叶轮总数n乘以单个叶轮的扬程，即H_总＝H_单×n。

根据上述说明，多级离心泵为达到同样的扬程，双吸多级离心泵需要的叶轮个数是单吸多级离心泵所需个数的2倍，故双吸多级离心泵金属消耗量较大，也即同等参数多级离心泵机组，单吸结构的多级离心泵使用的材料较少，具有一定成本优势。

单吸多级离心泵为叶轮逐级串联结构，其运行时产生的轴向力较大；即使叶轮采用对称布置，对称布置的2组叶轮产生的轴向力因大小相等、方向相反所抵消，但其中一组叶轮会对转轴产生一个较大的轴头力F_轴头，此力等于这组叶轮泵送扬程乘以轴头面积，当叶轮数量较多时，此轴头力较大，会使推力轴承承受较大的轴向推力，加速推力轴承的磨损，降低其可靠性。

实用新型内容

为了解决单吸多级离心泵轴向力过大问题，本实用新型提供一种叶轮非对称布置平衡型单吸多级离心泵，通过叶轮非对称布置，采用上、下平衡叶轮等结构设计，合理分布各轴向分力大小，以达到单吸多级离心泵轴向力平衡的目的。

本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现：

一种叶轮非对称布置平衡型单吸多级离心泵，该离心泵的转动部件依次包括上叶轮、泵轴、上平衡型叶轮、下平衡型叶轮、下叶轮。其中，上叶轮与上平衡叶轮构成上组叶轮；下平衡型叶轮与下叶轮构成下组叶轮；上下两组叶轮，非对称布置。所述泵轴上安装上叶轮，再安装上平衡叶轮，再安装下平衡叶轮，再安装下叶轮。

上叶轮、上平衡型叶轮、下平衡型叶轮、下叶轮采用相同参数的水力模型，亦即上述每种叶轮的流量扬程是一样的。每种叶轮根据口环结构的不同，运行时产生的单个叶轮的轴向力不同，假设上叶轮产生的轴向力为P_上、上平衡型叶轮产生的轴向力为P_平上、下平衡型叶轮产生的轴向力为P_平下、下叶轮产生的轴向力为P_下，其中上叶轮产生的轴向力为P_上等于下叶轮产生的轴向力为P_下，上叶轮数量为n_上，下叶轮数量为n_下，对整个转动部件进行受力分析，则整个转动部件所受的轴向力F可按下列公式计算：