一種離心閉式葉輪軸向力平衡結構的制作方法
【專利摘要】一種離心閉式葉輪軸向力平衡結構，包括設置在葉輪輪蓋與機殼之間靠近離心閉式葉輪出口處的密封環，設置在靠近離心閉式葉輪進口處的葉輪進口密封，設置在機殼上的機殼進口孔，所述葉輪輪蓋、機殼、密封環和葉輪進口密封間形成空腔，高壓介質通過機殼進口孔從外部引入所述空腔內，所述高壓介質的壓力大于離心閉式葉輪出口處的介質壓力；從而平衡離心閉式葉輪已有的從葉輪輪盤指向輪蓋的軸向力；由于此平衡結構對離心閉式葉輪內部介質流動沒有影響，不會影響葉輪效率；也不會增加軸長；另外，所述高壓介質的來源可以為離心閉式葉輪后的擴壓器出口處的介質，也不存在介質泄漏風險；結構簡單，易于實施。
【專利說明】一種離心閉式葉輪軸向力平衡結構
【技術領域】
[0001]本發明涉及葉輪機械工程【技術領域】，具體涉及一種離心閉式葉輪軸向力平衡結構。
【背景技術】
[0002]對于離心式泵、風機和壓縮機，由于葉輪的輪盤和輪蓋外側所受流體作用力不同，相互抵消后還剩下一部分軸向力，這部分軸向力作用在葉輪上，而由于葉輪布置在軸上，因此軸向力也作用在轉子上，其作用方向從高壓端指向低壓端。必須設法平衡或消除轉子上的軸向力，否則它將使轉子竄動，甚至與固定零部件接觸，造成零部件損壞。多數情況下，只靠推力軸承來承受是不夠的，需要用水力/氣動平衡的方法來平衡部分軸向力。
[0003]傳統的平衡軸向力的方法包括:設置平衡孔、背葉片和平衡盤，這些方法在平衡軸向力的同時存在一些弊端，使用場合受限。例如設置平衡孔，其弊端是對葉輪進口流動有影響，降低葉輪效率，不適用于葉輪性能要求高的場合；設置背葉片的弊端是增加了軸長，對轉子動力學有一定影響，且加工復雜，不適用于軸長的場合；設置平衡盤的弊端是:1)增加了軸長；2)對于介質具有危險性、且葉輪輪盤與輪盤后的隔板或機殼空間有限時，例如高溫氣冷堆主氦風機，平衡盤與葉輪將處于兩種環境，則在從葉輪進口引入介質至平衡盤側時會存在介質泄漏的危險。所以平衡盤的使用場合也是受限的。為此，提出了一種新的針對離心閉式葉輪的軸向力平衡結構，該結構能平衡軸向力，且能克服上述傳統方法的各種弊端，適用于更多場合。
【發明內容】
[0004]為了解決上述現有技術存在的問題，本發明的目的在于提供一種離心閉式葉輪軸向力平衡結構，能夠滿足平衡軸向力的要求，且不影響葉輪效率，不增加軸長，不存在介質泄漏風險，并且易于實施。
[0005]為達到以上目的，本發明采用如下技術方案:
[0006]一種離心閉式葉輪軸向力平衡結構，包括設置在葉輪輪蓋4與機殼6之間靠近離心閉式葉輪3出口處的密封環5，設置在靠近離心閉式葉輪3進口處的葉輪進口密封8，設置在機殼6上的機殼進口孔7，所述葉輪輪蓋4、機殼6、密封環5和葉輪進口密封8間形成空腔，高壓介質通過機殼進口孔7從外部引入所述空腔內，所述高壓介質的壓力大于離心閉式葉輪3出口處的介質壓力；所述機殼6為對應葉輪輪蓋4的機殼部分。
[0007]所述密封環5以轉軸I軸向投影點為圓心所處半徑小于等于離心閉式葉輪3出口以轉軸I軸向投影點為圓心的半徑。
[0008]所述機殼進口孔7沿機殼6周向均勻分布，其數量大于等于2。
[0009]所述高壓介質的來源為離心閉式葉輪后的擴壓器出口處的介質或高壓容器供應的高壓介質。
[0010]和現有技術相比較，本發明具備如下優點:
[0011]眾所周知，如果不采取任何軸向力平衡結構，離心閉式葉輪3承受從輪盤2指向葉輪輪蓋4的軸向力。本發明通過機殼進口孔7從外部引入高壓介質，且高壓介質的壓力大于離心閉式葉輪出口處的介質壓力，高壓介質從機殼進口孔7進入葉輪輪蓋4與機殼6之間的空間內，由于葉輪輪蓋4與機殼6之間的空間兩端設密封，靠近離心閉式葉輪3出口處設密封環5，靠近離心閉式葉輪3進口處設葉輪進口密封8，使得高壓介質不會從葉輪輪蓋4與機殼6之間的空間流出。由于高壓介質的壓力大于離心閉式葉輪3出口處的介質壓力，所以對應從葉輪進口密封8至密封環5徑向部分的離心閉式葉輪3的軸向投影面積處承受從葉輪輪蓋4指向輪盤2的軸向力，與離心閉式葉輪3在不加任何軸向力平衡結構時承受從輪盤2指向葉輪輪蓋4的軸向力方向相反，故能發揮軸向力平衡作用。由于此平衡結構對離心閉式葉輪內部介質流動沒有影響，不會影響葉輪效率，不增加軸長；另外，所述高壓介質的來源可以為離心閉式葉輪后的擴壓器出口處的介質，也不存在介質泄漏風險；結構簡單，易于實施。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]附圖為本發明離心閉式葉輪軸向力平衡結構示意圖。
[0013]其中:1、轉軸；2、輪盤；3、離心閉式葉輪；4、葉輪輪蓋；5、密封環；6、機殼；7、機殼進口孔；8、葉輪進口密封。
【具體實施方式】
[0014]下面結合附圖及具體實施例，對本發明作進一步的詳細描述。
[0015]本發明離心閉式葉輪軸向力平衡結構如附圖所示，在常見離心閉式葉輪結構基礎上，增加以下結構:在葉輪輪蓋4與機殼6之間靠近離心閉式葉輪3出口處設密封環5，同時在機殼6上設機殼進口孔7。這兒機殼6為對應葉輪輪蓋4的機殼部分。密封環5布置在離心閉式葉輪3的出口附近，對應半徑值小于等于離心閉式葉輪3的出口半徑，這樣能保證從機殼進口孔7引入的外部高壓介質作用于葉輪輪蓋4，且不會影響離心閉式葉輪3的出口流動，同時便于密封環5的安裝和固定。機殼進口孔7的作用為從外部引入高壓介質至葉輪輪蓋4與機殼6之間的空間內。機殼進口孔7沿圓周分布，其數量大于等于2，具體數量根據孔徑、軸向力大小、外部高壓介質壓力等因素確定。
[0016]本發明提出的離心閉式葉輪軸向力平衡結構的實施原理如下:眾所周知，如果不采取任何軸向力平衡結構，離心閉式葉輪3承受從輪盤2指向葉輪輪蓋4的軸向力。本發明通過機殼進口孔7從外部引入高壓介質，高壓介質的來源可以為離心閉式葉輪3后的擴壓器出口處的介質，或者采用高壓容器供應的高壓介質，或者是其它地方處的高壓介質。總之，高壓介質的壓力應大于離心閉式葉輪3出口處的介質壓力。高壓介質從機殼進口孔7進入葉輪輪蓋4與機殼6之間的空間內，由于葉輪輪蓋4與機殼6之間的空間兩端設密封，靠近離心閉式葉輪3出口處設密封環5,靠近離心閉式葉輪3進口處設葉輪進口密封8,使得高壓介質不會從葉輪輪蓋4與機殼6之間的空間流出。由于高壓介質的壓力大于離心閉式葉輪3出口處的介質壓力，所以對應從葉輪進口密封8至密封環5徑向部分的離心閉式葉輪3的軸向投影面積處承受從葉輪輪蓋4指向輪盤2的軸向力，與離心閉式葉輪3在不加任何軸向力平衡結構時承受從輪盤2指向葉輪輪蓋4的軸向力方向相反，故發揮軸向力平衡作用。
[0017]由于本發明提供的離心閉式葉輪軸向力平衡結構只需要在已有結構的基礎上增加密封環5和機殼進口孔7，結構簡單易行，且對離心閉式葉輪3的效率不會有影響，對已有軸長也沒有改變。另外，由于可以從離心閉式葉輪3后的擴壓器出口處引入高壓介質，也不會出現危險介質泄漏等事故。所以該離心閉式葉輪軸向力平衡結構適用場合更廣。
[0018]以上實施方式僅用于說明本發明，而并非對本發明的限制，有關【技術領域】的普通技術人員，在不脫離本發明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型，因此所有等同的技術方案也屬于本發明的范疇，本發明的專利保護范圍應由權利要求限定。
【權利要求】
1.一種離心閉式葉輪軸向力平衡結構，其特征在于:包括設置在葉輪輪蓋(4)與機殼(6)之間靠近離心閉式葉輪(3)出口處的密封環(5)，設置在靠近離心閉式葉輪(3)進口處的葉輪進口密封(8)，設置在機殼(6)上的機殼進口孔(7)，所述葉輪輪蓋(4)、機殼￠)、密封環(5)和葉輪進口密封(8)間形成空腔，高壓介質通過機殼進口孔(7)從外部引入所述空腔內，所述高壓介質的壓力大于離心閉式葉輪(3)出口處的介質壓力；所述機殼(6)為對應葉輪輪蓋(4)的機殼部分。
2.根據權利要求1所述的離心閉式葉輪軸向力平衡結構，其特征在于:所述密封環(5)以轉軸⑴的軸向投影點為圓心所處半徑小于等于離心閉式葉輪⑶出口以轉軸⑴的軸向投影點為圓心的半徑。
3.根據權利要求1所述的離心閉式葉輪軸向力平衡結構，其特征在于:所述機殼進口孔(7)沿機殼(6)周向均勻分布，其數量大于等于2。
4.根據權利要求1所述的離心閉式葉輪軸向力平衡結構，其特征在于:所述高壓介質的來源為離心閉式葉輪后的擴壓器出口處的介質或高壓容器供應的高壓介質。
【文檔編號】F04D29/08GK104343747SQ201410541815
【公開日】2015年2月11日 申請日期:2014年10月14日 優先權日:2014年10月14日
【發明者】王宏, 張勤昭, 張作義, 吳宗鑫 申請人:清華大學