[实用新型]差压活塞式轴向力平衡装置

说明书

本实用新型属于水泵设计技术领域，具体涉及一种深井潜水泵的差压活塞式轴向力平衡装置。

在设计高扬程潜水泵时，泵轴向力的平衡一直是设计者难以解决的关键问题，传统的轴向力平衡装置有平衡盘、平衡鼓、平衡孔以及在电机上设置止推轴承等方法，这些方法存在着泄漏量大，影响泵的工作效率，当输送的介质中泥沙含量较大时，会加速平衡件的磨损，导致零件短期损坏，使泵无法工作等缺点。中国专利公布了一种申请号为CN86102781A的轴向力平衡装置，这种结构形式是将多个推力盘和多个止推轴承装在水泵和电机之间，但在多级泵轴向力作用下，使细长的水泵轴处于压杆状态，同轴度不能保证，导致叶轮口环和导壳密封环磨损严重，平衡孔将失去作用，轴向力将加大，缩短泵和潜水电机的寿命。另外，本发明人的中国专利CN87211882也属一种轴向力平衡装置，但只适用于高扬程矿用潜水泵。

本实用新型的目的是提供一种密封性好、抗泥沙、无泄漏，适应性广的差压活塞式轴向力平衡装置。

本实用新型是这样实现的，差压活塞式轴向力平衡装置装在泵的出口处，由缸体、活塞、密封件和设在缸体内的若干组平衡部件组成，活塞装在缸体内腔的分隔段的下端，支承筋上开有一个连通分隔段上部的低压腔，与缸体外部相通的通孔，分隔段的上部安装螺塞。在缸体内腔设有分隔段，其作用是与活塞密封体将缸体分成低压腔和高压腔，当水泵工作时，活塞密封体上、下之间产生压力差，使活塞产生向上的平衡力，通过设在活塞内部的耐磨轴承元件使泵轴产生向上的拉力，从而达到了平衡轴向力的目的。

本实用新型所述的平衡装置的活塞由活塞密封体，活塞导向体、密封件，注水螺栓、轴封装置和装在泵轴上的若干组耐磨轴承元件及调心体等组成，活塞密封体的公称外径D与缸体分隔段为间隙配合，用密封件3密封，活塞密封体顶部设有注水螺孔，中部设有防转筋，并与缸体啮合，下部与活塞导向体连接，活塞导向体外圆周开有若干个轴向通槽，活塞导向体外径与缸体内腔为间隙配合，其下部装有轴封装置；该装置的活塞密封体与缸体分隔段的配合直径D（单位mm）是本发明的关键尺寸，当泵的额定扬程H（单位m）所需要的向上平衡力F（单位N）确定后，直径D可用下式求出：D＝11.4（mm），活塞密封体中部的防转筋与缸体啮合，下部与活塞导向体连接，使差压密封处无旋转运动，具有良好的密封性、抗泥沙、无泄漏；活塞导向体外圆周开有若干个轴向通槽，使高压水从通槽进入活塞导向体的上部，以保证活塞导向体下部压力和上部的压力相等，活塞导向体的下部装有轴封装置，使活塞内液体保持洁净。

本实用新型装在泵轴上的每组耐磨轴承元件包括推力盘、耐磨轴承、耐磨轴承座调心体等，推力盘固定在泵轴9的末端，耐磨轴承固定在耐磨轴承座上，耐磨轴承座下部的凹形球面与调心体上部的凸起环形圆面啮合固定，这样可使耐磨轴承与推力盘磨合面充分接触。当水泵工作时，活塞密封体上下之间有压力差，使活塞产生向上的平衡力，在该力的作用下，活塞密封体和活塞导向体向上移动，带动调心体也移动，调心体推动耐磨轴承座向上，这时若干组耐磨轴承，将平衡力传递到固定在泵轴上的推力盘上，达到轴向力的平衡。

本实用新型装在泵轴上的若干组耐磨轴承元件，其中间的某个调心体的下部应装有一个下耐磨轴承，下耐磨轴承与其下方的推力盘留有0.5－1.0mm的间隙，其目的为避免水泵轴瞬时上窜时，推力盘上部与调心体下部直接摩擦。若干个调心体叠装在活塞导向体中，用活塞密封体下部的螺纹紧固。若干组耐磨轴承元件安装在泵轴上的组数n可根据F₁的大小及单个耐磨轴承的承载能力来确定。F₁大，则n越多，如F₁小则n越少。

附图说明：

图1为差压活塞式轴向力平衡装置安装结构剖面图。

标号说明：

1、螺塞    2、活塞密封体    3、密封圈    4、低压腔    5、缸体    6、缸体分隔段    7、锁紧螺母    8、锁紧垫片    9、密封圈    10、活塞导向体    11、推力盘    12、轴套    13、调心体    14、下耐磨轴承    15、键    16、耐磨轴承    17、耐磨轴承座    18、轴封装置    19、泵轴    20、轴向通槽    21、支承筋    22、防转筋    23、通孔    24、密封垫    25、注水螺栓    26、防转螺栓