專利名稱:離心泵靜壓平衡器的制作方法
本實用新型涉及泵的平衡和密封部件。
離心泵葉輪工作時產(chǎn)生的軸向力，一般單級泵采用在葉輪蓋板上設平衡孔的方法，多級泵采用平衡盤、平衡鼓或兩者聯(lián)合的結(jié)構(gòu)進行平衡。這些結(jié)構(gòu)都使一部分由葉輪獲得能量的流體，通過孔道及間隙泄漏流向到泵的吸入室，降低了泵的容積效率，對于低比轉(zhuǎn)速(即小流量、高揚程的)多級離心泵尤為顯著，泵的容積效率僅為70－80％。
本實用新型的目的是提供一種能平衡軸向力和保持轉(zhuǎn)動部分和靜止部分之間密封的新結(jié)構(gòu)，從而能使泵正常工作，并大幅度提高泵的容積效率。
本實用新型的目的是通過流體靜壓密封的工作原理設計的新結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)的，即在安裝于水泵靜止部件上的靜環(huán)和安裝在轉(zhuǎn)動軸上的動環(huán)之間形成一層很薄的靜壓液膜進行潤滑，并通過流體經(jīng)平衡直徑產(chǎn)生的壓力差來平衡軸向力，另外由于動靜環(huán)之間的液膜厚度很薄，間隙很小，所以流體泄漏量也很小，起到了靜壓密封的作用。泵工作時，流體從高壓腔流經(jīng)一定直徑的小孔，由動環(huán)流入動、靜環(huán)之間的通道，由于流體壓力的作用，將動靜環(huán)互相推開，形成靜壓液膜，由于其壓力恒定，因而液膜具有良好的軸向剛性和傾斜剛性，能承受軸向竄動和徑向跳動，保持工作的穩(wěn)定性。通道的結(jié)構(gòu)除了凹槽小孔式轉(zhuǎn)動環(huán)外，還可設計成斜面式和凸肩式轉(zhuǎn)動環(huán)。
附圖為靜壓平衡器的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1為泵的轉(zhuǎn)動軸；2為軸套；3為動環(huán)座；4為動環(huán)；5為靜環(huán)；6為靜環(huán)座；7為襯套；8為彈簧；9為壓蓋；10為保護臺肩。
本實用新型的具體結(jié)構(gòu)由附圖和實施例進行說明。
壓蓋左側(cè)為高壓腔，流體從軸套上的小孔經(jīng)動環(huán)座和動環(huán)中的孔道而進入動靜環(huán)間的結(jié)合面，孔道中有一段按要求制作的小孔(圖中該小孔設在動環(huán)座上)以控制結(jié)合面之間的壓力及流體流量，動環(huán)結(jié)合面上開有半圓形凹槽或斜面等結(jié)構(gòu)形式的通道(圖中為開凹槽形式)，凹槽的深度1毫米，R為1毫米為宜，端面斜度在1°±0.1°之內(nèi)。工作時高壓流體進入摩擦面，將動靜環(huán)互相推開，形成穩(wěn)定的靜壓液膜，流體一方面，有一部分從靜環(huán)和襯套間的間隙泄漏，一方面從小孔得到補充。泄漏的流體進入壓蓋右側(cè)的低壓腔，并被送回到泵的流體入口處。動環(huán)座和軸套、動環(huán)間以及靜環(huán)座和靜環(huán)、壓蓋間都設有O形密封圈的密封裝置，以防止高壓腔流體泄漏。O形密封圈和彈簧起到浮動減震作用，以防止材料熱變形和受力變形所產(chǎn)生的應力和承受短期的壓力。動靜環(huán)配對材料選用氮化硅和碳化鎢或碳化硅和碳化鎢，粉末冶金材料壓制而成，整體矩形環(huán)能得到滿意的使用效果，為了保證動靜環(huán)在高速運轉(zhuǎn)時，不致因離心力過大而受到損壞，都裝配在環(huán)座的腔室內(nèi)，環(huán)座上設計有保護臺肩10。
對于平衡軸徑為76毫米、轉(zhuǎn)速為7460轉(zhuǎn)／分，介質(zhì)工作壓力差為172公斤力／厘米2，多級離心式上充泵，小孔直徑為0.75－1毫米，油膜厚度為6－15微米時，通過靜壓平衡器試驗結(jié)果，介質(zhì)壓力在低壓腔為2－3.5公斤力／厘米2泄漏量穩(wěn)定在10升／分(0.6米3／時)，通過試驗對比，比采用平衡鼓＋平衡盤結(jié)構(gòu)，可提高效率10％。
靜壓平衡器使用時，工作介質(zhì)應是較清潔的流體。
權利要求
1.離心泵靜壓平衡器，它由承受軸向力的轉(zhuǎn)動部分和靜止部分所組成，轉(zhuǎn)動部分和靜止部分之間有一定間隙，其特征是轉(zhuǎn)動部分和靜止部分配對的偶件(動環(huán)和靜環(huán))各為一整體的矩形環(huán)，在動環(huán)上開有流體通道，其中有一段控制流體壓力和流量的小孔，小孔的直徑為平衡直徑，小孔與動環(huán)工作表面相連通，工作表面上制有凹槽或凸肩或制成帶有斜度的平面。
2.根據(jù)權利要求
1所說的離心泵靜壓平衡器，其特征是動、靜環(huán)分別由氮化硅和碳化鎢或碳化硅和碳化鎢粉末冶金材料壓制而成的；平衡直徑為0.75－1毫米。
3.根據(jù)權利要求
1和2所說的離心泵靜壓平衡器，其特征是動環(huán)工作表面上的凹槽為R1的半圓形槽，深度為1毫米。
4.根據(jù)權利要求
1和2所說的離心泵靜壓平衡器，其特征是具有高速保護裝置，即動環(huán)和靜環(huán)分別安裝在動環(huán)座和靜環(huán)座的腔室內(nèi)，環(huán)座上設有保護臺肩10。
5.根據(jù)權利要求
1和2所說的離心泵靜壓平衡器，其特征是具有減震和浮動裝置，即動環(huán)座和軸套，動環(huán)間；靜環(huán)座和靜環(huán)、壓蓋之間都設有O形密封圈，靜環(huán)座與壓蓋之間還設有彈簧。
專利摘要
本實用新型涉及泵的平衡和密封部件。采用端面相互貼合的、并建立液膜的整體矩形動靜環(huán)結(jié)構(gòu)，并通過平衡直徑產(chǎn)生壓力差來承受離心泵的軸向力，根據(jù)靜壓軸承的原理，利用高壓腔的流體通過動環(huán)上的小孔，在端面間形成靜壓液膜，潤滑動靜環(huán)表面，并通過平衡直徑產(chǎn)生壓力差來平衡軸向力，由于液膜厚度極薄，也大大改善了泵的密封性能，特別適用于低比轉(zhuǎn)速、小流量、高揚程的多級離心泵。
文檔編號F04D29/66GK87207494SQ87207494
公開日1988年3月9日 申請日期1987年9月15日
發(fā)明者江云飛, 虞洪昆, 俞龍海 申請人:上海水泵廠導出引文BiBTeX, EndNote, RefMan