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(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102678614A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102678614A(43)申请公布日2012.09.19(21)申请号201210109041.5(22)申请日2012.04.06(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市学府路301号(72)发明人陆伟刚张启华李伟张德胜周岭王川徐燕徐磊李辉裴冰(51)Int.Cl.F04D29/22(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书33页页附图附图11页(54)发明名称一种叶轮轴向力完全平衡的多级离心泵(57)摘要本发明是一种叶轮轴向力完全平衡的多级离心泵,由两级以上叶轮和导流壳连同一个进水段和一个出水段串联而成,采用具有前、后盖板的闭式叶轮,叶轮轴孔与泵轴的配合是间隙配合,可以轴向滑动,叶轮前盖板与叶轮进口之间采用端面密封,叶轮后盖板采用径向密封环加平衡孔,其径向密封环的外径大于叶轮前盖板端面密封的外径,而且叶轮后盖板上的平衡孔入口与导流壳的端面间隙很小,使叶轮在导流壳内的轴向移动距离不超过1mm。本发明的有益效果是依靠叶轮自身完全平衡轴向力,彻底解决了多级离心泵的轴向力破坏问题,并且其水泵效率比较高。CN1026784ACN102678614A权利要求书1/1页1.一种叶轮轴向力完全平衡的多级离心泵,由两级以上叶轮和导流壳连同一个进水段和一个出水段串联而成,其叶轮是具有前、后盖板的闭式叶轮,叶轮轴孔与泵轴的配合是间隙配合,可以轴向滑动,其特征是:叶轮前盖板与叶轮进口之间采用端面密封,叶轮后盖板采用径向密封环加平衡孔,其径向密封环的外径大于叶轮前盖板端面密封的外径,而且叶轮后盖板上的平衡孔入口与导流壳的端面间隙很小,使叶轮在导流壳内的轴向移动距离不超过1mm。2CN102678614A说明书1/3页一种叶轮轴向力完全平衡的多级离心泵所属技术领域[0001]本发明是一种用来提高液体压力的流体机械,尤其是一种需要克服叶轮轴向力的多级离心泵。背景技术[0002]目前,公知的多级离心泵都存在严重的轴向力问题,因为在叶轮工作时,会在叶轮上产生轴向力,多级离心泵的叶轮多了,其轴向力问题也就严重了。一般单级离心泵在叶轮上采用径向密封环加平衡孔或者背叶片这两种方法来平衡部分轴向力,剩余轴向力由轴承承担,而多级离心泵一般采用平衡鼓或者平衡盘装置这两种方法来平衡轴向力。这四种方法中,只有平衡盘装置这种方法可以完全自动平衡轴向力,其他三种方法都有剩余轴向力,对多级离心泵来说,剩余轴向力有时会很大,因此仍有造成损坏的可能。而平衡盘装置的设计和制造难度很大,由于多级离心泵需要平衡的轴向力在启动瞬间变化很大,所以平衡盘装置在设计和制造中稍有差错,就会在泵的启动过程中发生强力的转子串动和平衡盘摩擦,也会造成多级离心泵的损坏。发明专利“一种叶轮自身平衡轴向力的多级离心泵”(ZL200610038596.X)提供了一种叶轮轴向力完全平衡的多级离心泵,但在这个发明的实施过程中发现,如果真要叶轮轴向力完全平衡,必须使叶轮后盖板直径比叶轮前盖板直径小得多,此时水泵效率会明显下降。而要顾全多级离心泵的效率,则叶轮后盖板直径不能太小,此时叶轮轴向力没有完全平衡,叶轮进口的端面密封就容易被磨损。发明内容[0003]为了克服现有多级离心泵的不足,本发明提供一种叶轮轴向力完全平衡的多级离心泵,不仅可以解决多级离心泵的轴向力问题,提高多级离心泵的使用可靠性,并且还可以提高多级离心泵的效率。[0004]本发明的技术方案是:[0005]在两级以上叶轮和导流壳连同一个进水段和一个出水段串联而成的多级离心泵中,采用具有前、后盖板的闭式叶轮,叶轮轴孔与泵轴的配合是间隙配合,可以轴向滑动,其创新在于:叶轮前盖板与叶轮进口之间采用端面密封,叶轮后盖板采用径向密封环加平衡孔,其径向密封环的外径大于叶轮前盖板端面密封的外径,而且叶轮后盖板上的平衡孔入口与导流壳的端面间隙很小,使叶轮在导流壳内的轴向移动距离不超过1mm。[0006]其平衡轴向力的原理是,当叶轮进口的端面密封副间隙极小时,叶轮进口的端面密封将起到很好的密封作用,此时叶轮前盖板上单位面积的压力(即压强)约等于叶轮出口的压力,前盖板端面密封的压力约等于叶轮出口的压力和叶轮进口的压力的平均值,而叶轮后盖板上的压力,在径向密封环外侧约等于叶轮出口的压力,但在径向密封环内侧,由于平衡孔入口敞开,所以约等于叶轮进口的压力。因此叶轮前盖板上的总作用力大于叶轮后盖板上的总作用力,叶轮就会沿泵轴朝叶轮后盖板的方向移动,使叶轮进口端面密封副的间隙加大,使叶轮前盖板处的液体流向叶轮进口,而使作用于叶轮前盖板上的压力减小。3CN102678614A说明书2/3页同时,叶轮后盖板上的平衡孔入口与导流壳的端面间隙变小,几乎堵住了平衡