一、概述
屏蔽泵是一种无密封泵。在结构上，它由屏蔽电动机和泵组成，定子和转子分别用非磁性耐腐蚀薄壁屏蔽套隔离开来。转子由前后轴承支承浸没在输送介质中，因而不需要任何型式的动密封来防止被输送介质的向外泄漏。由于屏蔽泵无动密封，因此在正常运行情况下绝对无泄漏，适合输送易燃、易爆、易挥发、有毒、腐蚀性以及贵重液体，在石油、化工、石化、医药等行业有广泛的用途。石油化工行业亟需小流量高扬程的无泄漏泵，但国内在这方面仍属空白，为了弥补此一空白，我们研制了一种对称布置的小流量髙扬程多级屏蔽泵。
二、东莞南方水泵介绍多级屏蔽泵的结构设计
1、整体设计
为了平衡轴向力，多级屏蔽泵采用对称布置型式。由于首级叶轮主要考虑抗汽蚀性能，取较大进口直径，其余7级叶轮基本参数一致。从叶轮入口侧看前4级叶轮逆时针旋转，后4级叶轮顺时针旋转。叶轮左右对称布置平衡轴向力，由于首级叶轮进口参数的不同会引起残余不平衡轴向力，可由屏蔽电动机中的前后推力轴承平衡。考虑屏蔽泵在输送不同介质时，首级叶轮可能发生汽蚀，根据实际情况，可在首级叶轮前加装变螺距诱导轮，以提高屏蔽泵的抗汽蚀能力。
由于采用对称布置结构，流体流入后4级叶轮时流动方向需反向，故需采用筒式结构来实现对流体的引导。本设计方案中流体经过前4级叶轮加压后，从中间出水段流入外筒体，经中间进水段流入后4级叶轮，从而实现对流体的引导变向。多级离心泵泵轴挠度如过大，容易引起异常振动、抱轴等故障，应该尽量减少泵轴在运行中的挠度值。考虑到多级屏蔽泵的泵轴为细长轴，为满足刚度要求，减小挠度，将采用4支点支承。各中段之间采用螺纹联接，以利于拆装、定位。对称布置型多级屏蔽泵结构如图1所示。
2、转子临界转速计算
在工程中，为保证泵工作时的运行稳定性，需要在设计阶段计算转子的临界转速，使转子的旋转频率与转子的固有振动频率不相等，以确保泵的工作转速在安全范围内。转子结构简图如图2所示。
简化计算时，广东南方水泵考虑靠近叶轮的两支点对其影响较大，忽略其余两支点，从而将其简化为单个集中载荷作用下的两支点模型。将电动机转子重量简化为均布于轴上的两支点均布载荷模型。
单独载荷作用下轴的挠度和临界转速的关系列于表1。
90kW/2P电动机采用定子外径ф=358mm，内径ф=170mm，铁心长390mm方案进行验算。电动机转子重量G=110kgf，叶轮重量G=2.5kgf。泵轴的已知结构参数为，轴总长L=130cm，弹性模量E=2.1*106kgf/cm²，轴直径d1=3.8cm，轴套直径d2=5.3cm，平均惯性矩J=45.7cm，材料密度p=7750kg/m3。各级叶轮到轴承的距离见表2。
将各参数带入表3中各式，计算出单个集中载荷作用下的静挠度yi，计算得临界转速为nc=8978r/min，工作转速为n=2900r/min，由于ra≤0.8nc，则轴为刚性轴，故轴设计符合要求。
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