一、概述

屏蔽泵是一種無密封泵。在結構上，它由屏蔽電動機和泵組成，定子和轉子分別用非磁性耐腐蝕薄壁屏蔽套隔離開來。轉子由前后軸承支承浸沒在輸送介質中，因而不需要任何型式的動密封來防止被輸送介質的向外泄漏。由于屏蔽泵無動密封，因此在正常運行情況下絕對無泄漏，適合輸送易燃、易爆、易揮發、有毒、腐蝕性以及貴重液體，在石油、化工、石化、醫藥等行業有廣泛的用途。石油化工行業亟需小流量高揚程的無泄漏泵，但國內在這方面仍屬空白，為了彌補此一空白，我們研制了一種對稱布置的小流量髙揚程多級屏蔽泵。

二、東莞南方水泵介紹多級屏蔽泵的結構設計

1、整體設計

為了平衡軸向力，多級屏蔽泵采用對稱布置型式。由于首級葉輪主要考慮抗汽蝕性能，取較大進口直徑，其余7級葉輪基本參數一致。從葉輪入口側看前4級葉輪逆時針旋轉，后4級葉輪順時針旋轉。葉輪左右對稱布置平衡軸向力，由于首級葉輪進口參數的不同會引起殘余不平衡軸向力，可由屏蔽電動機中的前后推力軸承平衡。考慮屏蔽泵在輸送不同介質時，首級葉輪可能發生汽蝕，根據實際情況，可在首級葉輪前加裝變螺距誘導輪，以提高屏蔽泵的抗汽蝕能力。

由于采用對稱布置結構，流體流入后4級葉輪時流動方向需反向，故需采用筒式結構來實現對流體的引導。本設計方案中流體經過前4級葉輪加壓后，從中間出水段流入外筒體，經中間進水段流入后4級葉輪，從而實現對流體的引導變向。多級離心泵泵軸撓度如過大，容易引起異常振動、抱軸等故障，應該盡量減少泵軸在運行中的撓度值。考慮到多級屏蔽泵的泵軸為細長軸，為滿足剛度要求，減小撓度，將采用4支點支承。各中段之間采用螺紋聯接，以利于拆裝、定位。對稱布置型多級屏蔽泵結構如圖1所示。

2、轉子臨界轉速計算

在工程中，為保證泵工作時的運行穩定性，需要在設計階段計算轉子的臨界轉速，使轉子的旋轉頻率與轉子的固有振動頻率不相等，以確保泵的工作轉速在安全范圍內。轉子結構簡圖如圖2所示。

簡化計算時，廣東南方水泵考慮靠近葉輪的兩支點對其影響較大，忽略其余兩支點，從而將其簡化為單個集中載荷作用下的兩支點模型。將電動機轉子重量簡化為均布于軸上的兩支點均布載荷模型。

單獨載荷作用下軸的撓度和臨界轉速的關系列于表1。

90kW/2P電動機采用定子外徑ф=358mm，內徑ф=170mm，鐵心長390mm方案進行驗算。電動機轉子重量G=110kgf，葉輪重量G=2.5kgf。泵軸的已知結構參數為，軸總長L=130cm，彈性模量E=2.1*106kgf/cm2，軸直徑d1=3.8cm，軸套直徑d2=5.3cm，平均慣性矩J=45.7cm，材料密度p=7750kg/m3。各級葉輪到軸承的距離見表2。

將各參數帶入表3中各式，計算出單個集中載荷作用下的靜撓度yi，計算得臨界轉速為nc=8978r/min，工作轉速為n=2900r/min，由于ra≤0.8nc，則軸為剛性軸，故軸設計符合要求。

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