高效率低比转速离心泵的制作方法
高效率低比转速离心泵的制作方法
【技术领域】
[0001] 本公开涉及对离心泵、尤其是（但不专指）多级离心泵的改进。更具体地，本公开 涉及目标在于提高具有低比转速的离心泵的效率的改进。
【背景技术】
[0002] 多级离心泵广泛地用于提高液体的压力。多级离心泵通常包括壳和布置用于在壳 中旋转的轴。多个叶轮键入在轴上并且旋转地容纳于在泵壳中形成的相应的室中。
[0003] 级间密封环和轴衬（bushing)配合在壳中并且与相应的叶轮共同作用，来密封各 个叶轮的各侧，从而防止在一个叶轮的出口处输送的加压液体朝向上游级回流。密封环和 密封轴衬的有效性较强地影响泵的整体效率。
[0004]-般而言，假设横跨泵、在泵入口与泵出口之间有一定压力差，则更高数量的级导 致更有效的级间密封，因为横跨各密封环或密封轴衬存在更小的压降。这导致了泵的更高 效率。相反地，尤其是在高压、多级离心泵的情况下，级的总数的降低导致横跨级间密封的 增大的压降，并且因而导致增加的液体泄漏。
[0005] 整体泵效率的下降在低比转速级的情况下是尤其相关的，即，在设计为利用高压 头（high head) (即，出口压力与入口压力之间的高差异）处理降低的流速的这些泵级或多 级泵中。
[0006] 在处理的流体包含固体颗粒或多相流体的应用中，在离心泵中已经提议了轴衬密 封件。但是，轴衬密封件具有有限的密封效率并且具有有限的压降能力。
[0007] 因而，存在对更有效的级间密封布置的需要，尤其是在多级离心泵的低比转速级 中。
【发明内容】
[0008] 本公开涉及一种改进的密封布置，其能够提高单级或多级离心泵的效率，该离心 泵包括壳、布置成用于在所述壳中旋转的旋转轴、和一个或多个泵级。各泵级包括叶轮，该 叶轮固连在旋转轴上并且布置成用于在相应的叶轮室中旋转。还提供了多个密封部件，以 用于减少泵的旋转构件与相应的固定构件之间的泄漏。在一些实施例中，泵级中的至少一 个的密封部件中的至少一个包括顺应性盘或顺应性盘部件的布置，其在根部端部处以面对 关系附接至相应的固定构件并且形成固定构件与相应的旋转构件之间的密封环。泵级中的 一个或更多个具有限定为如下的比转速：
【主权项】
1. 一种离心泵，其包括：壳；旋转轴，其布置成用于在所述壳中旋转；至少一个泵级， 其包括叶轮，所述叶轮固连在所述旋转轴上并且布置成用于在形成于所述壳中的相应叶轮 室中旋转；多个密封部件，各自布置成用于减少所述离心泵中的旋转构件与相应的固定构 件之间的泄漏；其中，所述密封部件中的至少一个包括顺应性盘部件的布置，其在根部端部 处以面对关系附接至所述相应的固定构件并且形成所述固定构件与相应的旋转构件之间 的密封环；并且其中，所述至少一个泵级具有限定为如下的比转速
等于或小于25,其中 ?是以rpm表示的泵轴旋转速度 q是最佳效率点（BEP)处的以m3/s表示的横跨该级的流速 h是以m表示的横跨该级的扬程。
2. 根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于，包括多个泵级，所述多个泵级各自包 括叶轮，所述叶轮固连在所述旋转轴上并且布置成用于在相应的叶轮室中旋转。
3. 根据权利要求2所述的离心泵，其特征在于，包括N个级，其中，（N-m)个级具有等 于或小于25的比转速Ns。
4. 根据权利要求3所述的离心泵，其特征在于，m=l。
5. 根据权利要求2至4中的任一项所述的离心泵，其特征在于，所有的级具有等于或 小于25的比转速。
6. 根据前述权利要求中的任一项所述的离心泵，其特征在于，各泵级包括入口侧密封 部件，并且其中，所述入口侧密封部件中的至少一个包括顺应性盘部件的布置。
7. 根据权利要求6所述的离心泵，其特征在于，所述多个泵级的各入口侧密封部件包 括顺应性盘部件的布置。
8. 根据权利要求6或7所述的离心泵，其特征在于，包括顺应性盘部件的布置的各入 口侧密封部件布置且构造成用于与相应叶轮的叶轮进口共同作用。
9. 根据权利要求2至8中的任一项所述的离心泵，其特征在于，至少一个泵级包括出 口侧密封部件，所述出口侧密封部件布置且构造成用于与叶轮毂共同作用并且包括顺应性 盘部件的布置。
10. 根据权利要求2至9中的任一项所述的离心泵，其特征在于，各泵级包括出口侧密 封部件，所述出口侧密封部件包括顺应性盘部件的布置。
11. 根据前述权利要求中的任一项所述的离心泵，其特征在于，包括在固定构件与所 述轴或安装在所述轴上的轴衬之间的至少一个轴密封部件，其中，所述至少一个轴密封部 件包括顺应性盘部件的布置，所述顺应性盘部件的布置在根部端部处以面对关系附接至所 述固定构件并且形成在所述固定构件和所述旋转轴或安装在所述旋转轴上的所述轴衬之 间的密封环。
12. 根据前述权利要求中的任一项所述的离心泵，其特征在于，所述密封部件中的至 少一个的各所述顺应性盘部件包括至少一个裂缝，所述至少一个裂缝从所述顺应性盘部件 的径向最外的根部端部径向地延伸入所述顺应性盘部件中直到径向中间位置，所述径向中 间位置在所述顺应性盘部件的所述根部端部与径向最内的末梢端部之间，所述顺应性盘部 件的裂缝对准以形成环形槽道；并且其中，附接至所述固定构件的至少一个固定环径向地 延伸入由所述顺应性盘部件形成的所述环形槽道中。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的离心泵，其特征在于，所述密封部件中的至 少一个的各所述顺应性盘部件包括多个裂缝，所述多个裂缝从所述顺应性盘部件的径向最 外的根部端部径向地延伸入所述顺应性盘部件中直到径向中间位置，所述径向中间位置在 所述顺应性盘部件的所述根部端部与径向最内的末梢端部之间，所述顺应性盘部件的裂缝 对准以形成环形槽道；并且其中，附接至所述固定构件的多个固定环径向地延伸入由所述 顺应性盘部件形成的所述环形槽道中。
【专利摘要】描述了一种离心泵，其包括：壳3；旋转轴9，其布置成用于在壳中旋转；多个泵级15、17，各泵级包括叶轮15，叶轮15固连在所述旋转轴9上并且布置成用于在形成于壳3中的相应叶轮室17中旋转。泵还包括多个密封部件，以用于减少旋转构件和相应的固定构件之间的泄漏。密封部件27、29中的至少一个包括顺应性盘部件的布置，该顺应性盘部件的布置在根部端部处以面对关系附接至相应的固定构件并且形成固定构件与相应的旋转构件之间的密封环。而且，至少一些泵级具有25或更小的比转速。
【IPC分类】F04D15-00, F04D29-16, F04D29-10
【公开号】CN104813033
【申请号】CN201380053915
【发明人】L.贝尔加米尼
【申请人】诺沃皮尼奥内股份有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年10月14日
【公告号】CA2886985A1, EP2912318A1, US20150260190, WO2014060343A1
【技术领域】
[0001] 本公开涉及对离心泵、尤其是（但不专指）多级离心泵的改进。更具体地，本公开 涉及目标在于提高具有低比转速的离心泵的效率的改进。
【背景技术】
[0002] 多级离心泵广泛地用于提高液体的压力。多级离心泵通常包括壳和布置用于在壳 中旋转的轴。多个叶轮键入在轴上并且旋转地容纳于在泵壳中形成的相应的室中。
[0003] 级间密封环和轴衬（bushing)配合在壳中并且与相应的叶轮共同作用，来密封各 个叶轮的各侧，从而防止在一个叶轮的出口处输送的加压液体朝向上游级回流。密封环和 密封轴衬的有效性较强地影响泵的整体效率。
[0004]-般而言，假设横跨泵、在泵入口与泵出口之间有一定压力差，则更高数量的级导 致更有效的级间密封，因为横跨各密封环或密封轴衬存在更小的压降。这导致了泵的更高 效率。相反地，尤其是在高压、多级离心泵的情况下，级的总数的降低导致横跨级间密封的 增大的压降，并且因而导致增加的液体泄漏。
[0005] 整体泵效率的下降在低比转速级的情况下是尤其相关的，即，在设计为利用高压 头（high head) (即，出口压力与入口压力之间的高差异）处理降低的流速的这些泵级或多 级泵中。
[0006] 在处理的流体包含固体颗粒或多相流体的应用中，在离心泵中已经提议了轴衬密 封件。但是，轴衬密封件具有有限的密封效率并且具有有限的压降能力。
[0007] 因而，存在对更有效的级间密封布置的需要，尤其是在多级离心泵的低比转速级 中。
【发明内容】
[0008] 本公开涉及一种改进的密封布置，其能够提高单级或多级离心泵的效率，该离心 泵包括壳、布置成用于在所述壳中旋转的旋转轴、和一个或多个泵级。各泵级包括叶轮，该 叶轮固连在旋转轴上并且布置成用于在相应的叶轮室中旋转。还提供了多个密封部件，以 用于减少泵的旋转构件与相应的固定构件之间的泄漏。在一些实施例中，泵级中的至少一 个的密封部件中的至少一个包括顺应性盘或顺应性盘部件的布置，其在根部端部处以面对 关系附接至相应的固定构件并且形成固定构件与相应的旋转构件之间的密封环。泵级中的 一个或更多个具有限定为如下的比转速：
【主权项】
1. 一种离心泵，其包括：壳；旋转轴，其布置成用于在所述壳中旋转；至少一个泵级， 其包括叶轮，所述叶轮固连在所述旋转轴上并且布置成用于在形成于所述壳中的相应叶轮 室中旋转；多个密封部件，各自布置成用于减少所述离心泵中的旋转构件与相应的固定构 件之间的泄漏；其中，所述密封部件中的至少一个包括顺应性盘部件的布置，其在根部端部 处以面对关系附接至所述相应的固定构件并且形成所述固定构件与相应的旋转构件之间 的密封环；并且其中，所述至少一个泵级具有限定为如下的比转速
等于或小于25,其中 ?是以rpm表示的泵轴旋转速度 q是最佳效率点（BEP)处的以m3/s表示的横跨该级的流速 h是以m表示的横跨该级的扬程。
2. 根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于，包括多个泵级，所述多个泵级各自包 括叶轮，所述叶轮固连在所述旋转轴上并且布置成用于在相应的叶轮室中旋转。
3. 根据权利要求2所述的离心泵，其特征在于，包括N个级，其中，（N-m)个级具有等 于或小于25的比转速Ns。
4. 根据权利要求3所述的离心泵，其特征在于，m=l。
5. 根据权利要求2至4中的任一项所述的离心泵，其特征在于，所有的级具有等于或 小于25的比转速。
6. 根据前述权利要求中的任一项所述的离心泵，其特征在于，各泵级包括入口侧密封 部件，并且其中，所述入口侧密封部件中的至少一个包括顺应性盘部件的布置。
7. 根据权利要求6所述的离心泵，其特征在于，所述多个泵级的各入口侧密封部件包 括顺应性盘部件的布置。
8. 根据权利要求6或7所述的离心泵，其特征在于，包括顺应性盘部件的布置的各入 口侧密封部件布置且构造成用于与相应叶轮的叶轮进口共同作用。
9. 根据权利要求2至8中的任一项所述的离心泵，其特征在于，至少一个泵级包括出 口侧密封部件，所述出口侧密封部件布置且构造成用于与叶轮毂共同作用并且包括顺应性 盘部件的布置。
10. 根据权利要求2至9中的任一项所述的离心泵，其特征在于，各泵级包括出口侧密 封部件，所述出口侧密封部件包括顺应性盘部件的布置。
11. 根据前述权利要求中的任一项所述的离心泵，其特征在于，包括在固定构件与所 述轴或安装在所述轴上的轴衬之间的至少一个轴密封部件，其中，所述至少一个轴密封部 件包括顺应性盘部件的布置，所述顺应性盘部件的布置在根部端部处以面对关系附接至所 述固定构件并且形成在所述固定构件和所述旋转轴或安装在所述旋转轴上的所述轴衬之 间的密封环。
12. 根据前述权利要求中的任一项所述的离心泵，其特征在于，所述密封部件中的至 少一个的各所述顺应性盘部件包括至少一个裂缝，所述至少一个裂缝从所述顺应性盘部件 的径向最外的根部端部径向地延伸入所述顺应性盘部件中直到径向中间位置，所述径向中 间位置在所述顺应性盘部件的所述根部端部与径向最内的末梢端部之间，所述顺应性盘部 件的裂缝对准以形成环形槽道；并且其中，附接至所述固定构件的至少一个固定环径向地 延伸入由所述顺应性盘部件形成的所述环形槽道中。
13.根据前述权利要求中的任一项所述的离心泵，其特征在于，所述密封部件中的至 少一个的各所述顺应性盘部件包括多个裂缝，所述多个裂缝从所述顺应性盘部件的径向最 外的根部端部径向地延伸入所述顺应性盘部件中直到径向中间位置，所述径向中间位置在 所述顺应性盘部件的所述根部端部与径向最内的末梢端部之间，所述顺应性盘部件的裂缝 对准以形成环形槽道；并且其中，附接至所述固定构件的多个固定环径向地延伸入由所述 顺应性盘部件形成的所述环形槽道中。
【专利摘要】描述了一种离心泵，其包括：壳3；旋转轴9，其布置成用于在壳中旋转；多个泵级15、17，各泵级包括叶轮15，叶轮15固连在所述旋转轴9上并且布置成用于在形成于壳3中的相应叶轮室17中旋转。泵还包括多个密封部件，以用于减少旋转构件和相应的固定构件之间的泄漏。密封部件27、29中的至少一个包括顺应性盘部件的布置，该顺应性盘部件的布置在根部端部处以面对关系附接至相应的固定构件并且形成固定构件与相应的旋转构件之间的密封环。而且，至少一些泵级具有25或更小的比转速。
【IPC分类】F04D15-00, F04D29-16, F04D29-10
【公开号】CN104813033
【申请号】CN201380053915
【发明人】L.贝尔加米尼
【申请人】诺沃皮尼奥内股份有限公司
【公开日】2015年7月29日
【申请日】2013年10月14日
【公告号】CA2886985A1, EP2912318A1, US20150260190, WO2014060343A1
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