一种大型高压潜水排污泵的制作方法

1.本实用新型涉及排污泵设备装置领域，尤其是涉及一种潜水排污泵。


背景技术：

2.潜水排污泵是泵与电机一体同轴设备，并同时潜入液下工作的泵类产品。潜水排污泵能将污水中颗粒、纤维等物质随液体排放。潜水排污泵具有排水排污能力强，安装方式灵活、土建成本低等优势，越来越多的场合选择潜水排污泵。
3.排水或者排涝工程的工况往往是大流量低扬程，就导致需要更高功率的排污泵。当流量较大时，泵配套功率大，一般大于355kw水泵即配套高压电机。此工况下，按照以往经验，取多台泵平均流量，单台泵功率就没那么高，可配套低压潜水电机。多台泵对应多的旋转机械及管路投入，对应多的土建成本，对应多的管理成本。亟待一种配套高压潜水电机大型潜水排污泵应用，以节约各种资金投入。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的旨在通过设计一种大型高压潜水排污泵，可适用于大型污水处理泵站或者临时取水泵站。方案的提出解决人们印象中大型高压潜水排污泵制造起点高、制造难度高、可靠性差、运维成本高、没必要开发应用等固定思维。
5.本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
6.一种大型高压潜水排污泵，包括相互连接的泵和高压潜水电机，所述高压潜水电机包括转子，所述泵包括第三轴承、泵盖、泵体和轴承座；所述第三轴承为推力调心滚子轴承；
7.所述第三轴承和轴承座均套设在转子的下端，所述第三轴承固定在轴承座的腔体内，所述第三轴承的上方设有挡圈，所述轴承座固定在泵盖上，所述泵盖固定在泵体上。
8.优选的，所述连接座、轴承座及泵盖形成第一油室，所述轴承座、机封座及转子形成第二油室，所述轴承座的一侧设有油孔，所述油孔连通第一油室和第二油室。
9.优选的，所述泵还包括机封座，所述机封座内部两端设置机封腔，所述机封座固定在轴承座的下方；
10.所述连接座与转子的连接处设有第一机械密封，所述机封座、第二油室与转子连接处设有第二机械密封，所述机封座的下端与转子之间设有第三机械密封。
11.优选的，所述第一机械密封为m37g机械密封，所述第二机械密封为m37g机械密封，所述第三机械密封为227-hgh机械密封。
12.优选的，所述机封座的一侧设有螺纹孔，所述螺纹孔连通第二油室，所述螺纹孔内设有螺塞。
13.优选的，该潜水排污泵还包括保护元器件，所述保护元器件连接有电控柜，所述保护元器件包括油水探头、铂热电阻、振动变送器、加热带和湿度传感器；
14.所述油水探头固定在连接座下第一油室以及接线腔内，所述接线腔由电机上端盖
和接线盒盖形成，所述电机上端盖的一端连接定子，另一端连接接线盒盖；所述铂热电阻固定在第一轴承和第二轴承的外圈上以及定子的绕组内；所述振动变送器固定在高压潜水电机的第一轴承压盖和第二轴承压盖上；所述加热带固定在高压潜水电机定子绕组上；所述湿度传感器位于高压潜水电机的接线腔内。
15.优选的，所述高压潜水电机还包括第一轴承、第一轴承压盖、定子、第二轴承压盖、第二轴承、连接座和提升架，所述第一轴承和第二轴承分别为圆柱滚子轴承和深沟球轴承；
16.所述第一轴承与第一轴承压盖均套设在转子的上端，所述第一轴承压盖位于第一轴承的下方，所述第二轴承、第二轴承压盖和连接座均套设在转子的中下部，所述第二轴承压盖位于第二轴承的上方，所述第二轴承固定在连接座上的轴承腔中，所述泵上端设有泵盖，所述连接座的一端连接高压潜水电机，另一端连接泵，所述提升架的两端固定在电机上端盖的两侧。
17.优选的，所述泵包括叶轮和密封环，所述叶轮设置平衡孔结构，所述叶轮固定在转子的下端，所述叶轮设有后口环，所述后口环与密封环之间留有间隙。
18.优选的，所述密封环包括第一密封环和第二密封环，所述第一密封环设置在泵盖内，所述第二密封环位于泵体内。
19.优选的，所述叶轮通过第一螺母和第二螺母固定在转子上，所述第一螺母上设有沉头螺钉孔，所述第一螺母通过螺钉固定在叶轮，所述第二螺母固定在第一螺母的外侧。
20.与现有技术相比，本实用新型具有以下优点：
21.(1)考虑大型泵转子较长，本方案在旋转机械领域两轴承支撑的基础上，在第二轴承下方设置第三轴承，并且第三轴承选用推力调心滚子轴承，该轴承具有较好的轴向负荷能力及调心能力，可调节转子轴的倾斜，通过第三轴承的设置，极大地优化了各轴承承载能力。同时考虑到转子较长导致第一轴承所受到的振动最大，故第一轴承选用更耐径向力的圆柱滚子轴承，第二轴承仍主要受到径向力，故第二轴承选用深沟球轴承。通过轴承的选用和第三轴承的增加优化各轴承承载能力，进一步提高了装置的可靠性。
22.(2)本方案中通过第一机械密封和第二机械密封对第一油室和第二油室内侧的上下两端进行密封，保证油室的密封性和安全性；同时又在油室靠近叶轮的一侧添加第三机械密封，进一步保证了油室的密封性。同时第三机械密封选用227-hgh机械密封，密封材料为碳化硅或碳化钨，密封的机械弹簧不会接触介质，有效防止排污过程中小颗粒物卡住弹簧导致密封失效，提高装置密封的可靠性。
23.(3)本方案通过第一螺母和第二螺母构成的双螺母结构可靠的将叶轮安装在转子下端，双螺母有效起到防松作用，并在第一螺母上设置沉头螺钉孔，结合螺钉将第一螺母与叶轮连接固定加强防松。停水时，水流倒灌进流道，叶轮会发生反转，致使螺母松动，此结构有效杜绝第一螺母和第二螺母在此情况下松动脱落的风险，提高了装置的安全性和可靠性。
24.(4)本方案通过多个保护元器件的合理配置，实现了对排污泵的监测以及保护，如第一油室、接线腔油水探头检测附近漏水情况；如第一轴承、第二轴承周边设置铂热电阻实时监控轴承温度；如定子绕组设置铂热电阻实时监控定子绕组温升；如第一轴承、第二轴承周边设置振动传感器，有效监测轴承振幅；如定子绕组设置加热带，解决开机前凝露问题。
附图说明
25.图1为本实用新型提供的大型高压潜水排污泵的结构示意图；
26.图2为本实用新型提供的高压潜水电机与泵连接处及泵的结构示意图；
27.图3为图2中a的结构放大示意图；
28.图4为图2中b的结构放大示意图；
29.图5为图2中c的结构放大示意图；
30.图6为本实用新型提供的机封座的主视图的剖视图；
31.图7为本实用新型提供的机封座的左视图；
32.图8为本实用新型提供的轴承座的主视图的剖视图；
33.图中：1、提升架，2、接线盒盖，3、电机上端盖，4、第一轴承，5、第一轴承压盖，6、定子，7、转子，8、第二轴承压盖，9、第二轴承，10、第一机械密封，11、第三轴承，12、第二机械密封，13、第三机械密封，14、第一密封环，15、第二密封环，16、螺钉，17、第二螺母，18、第一螺母，19、叶轮，20、泵体，21、螺塞，22、机封座，23、泵盖，24、轴承座，25、挡圈，26、连接座，27、第二油室，28、油孔,29、螺纹孔，30、第一油室。
具体实施方式
34.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
35.因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
36.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
38.需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
39.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
40.实施例1
41.如图1-8所示，一种大型高压潜水排污泵，包括相互连接的泵和高压潜水电机，高压潜水电机包括转子7，泵包括第三轴承11、泵盖23、泵体20和轴承座24；第三轴承11为推力调心滚子轴承；
42.第三轴承11和轴承座24均套设在转子7的下端，第三轴承11固定在轴承座24的腔体内，第三轴承11的上方设有挡圈25，轴承座24固定在泵盖23上，泵盖23固定在泵体20上。
43.轴承承受载荷说明：第一轴承4和第二轴承9分别采用圆柱滚子轴承径向轴承、深沟球轴承径向轴承承受径向载荷，第三轴承11选用轴向轴承推力调心滚子轴承承受轴向力。
44.本方案在现有两轴承支撑的基础上，在高压潜水电机与泵连接的位置设置第三轴承11，并且第三轴承11选用推力调心滚子轴承，该轴承具有较好的轴向负荷能力及调心能力，可调节转子轴的倾斜，通过第三轴承11的设置，极大地优化了各轴承的承载能力。同时考虑到转子7较长导致第一轴承4所受到的振动最大，故第一轴承4选用更耐径向力的圆柱滚子轴承，第二轴承9仍主要受到径向力，故第二轴承9选用深沟球轴承。通过轴承的选用和第三轴承11的增加优化各轴承承载能力，进一步提高了装置的可靠性。
45.作为一种优选的实施方式，如图5-8所示，连接座26、轴承座24及泵盖23形成第一油室30，轴承座24、机封座22及转子7形成第二油室27，轴承座24的一侧设有油孔28，油孔28连通第一油室30和第二油室27。
46.泵还包括机封座22，机封座22内部两端设置机封腔，机封座22固定在轴承座24的下方；
47.连接座26与转子7的连接处设有第一机械密封10，机封座22、第二油室27与转子7连接处设有第二机械密封12，机封座22的下端与转子7之间设有第三机械密封13。
48.第一机械密封10为m37g机械密封，第二机械密封12为m37g机械密封，第三机械密封13为227-hgh机械密封。
49.本方案中通过第一机械密封10和第二机械密封12对第一油室30和第二油室27内侧的上下两端进行密封，保证油室的密封性和安全性；同时又在油室靠近叶轮19的一侧添加第三机械密封13，进一步保证了油室的密封性。同时第三机械密封13选用227-hgh机械密封，密封材料为碳化硅或碳化钨，密封的机械弹簧不会接触介质，有效防止排污过程中小颗粒物卡住弹簧导致密封失效，提高装置密封的可靠性。
50.如图3-7所示，机封座22的一侧设有螺纹孔29，螺纹孔29连通第二油室27，螺纹孔29内设有螺塞21。
51.本方案通过在机封座22的一侧设置螺纹孔29，连通油室与外部环境，第三机械密封13安装完成后，未注油前通过螺纹孔29对第二油室进行气密封试验，检查第三机械密封13密封性。气密性检验完成后，通过螺塞21将螺纹孔29密封。
52.该潜水排污泵还包括保护元器件，保护元器件连接有电控柜，保护元器件包括油水探头、铂热电阻、振动变送器、加热带和湿度传感器；
53.油水探头固定在连接座26下第一油室30以及接线腔内，接线腔由电机上端盖3和接线盒盖2形成，电机上端盖3的一端连接定子6，另一端连接接线盒盖2；铂热电阻固定在第一轴承4和第二轴承9的外圈上以及定子6的绕组内；振动变送器固定在高压潜水电机的第一轴承压盖5和第二轴承压盖8上；加热带固定在高压潜水电机定子6绕组上；湿度传感器位
于高压潜水电机的接线腔内。
54.本方案通过电控柜以及泵内设置的油水探头、铂热电阻、振动变送器、加热带和湿度传感器等保护元器件实现高压潜水电机保护。当电机漏水、轴承温度过高或定子6绕组温度过高时，电控柜断电保护动作；当轴承振动超标或高压潜水电机接线腔湿度超标时，电控柜会发生报警动作；每次泵运转之前，电控柜会控制加热带加热，使定子上的凝露蒸发，防止凝露降低电机的绝缘性能，影响装置的正常运行。本方案通过对装置进行多项保护措施，进一步提高了潜水排污泵运行的安全性和可靠性。
55.高压潜水电机还包括第一轴承4、第一轴承压盖5、定子6、第二轴承压盖8、第二轴承9、连接座26和提升架1，第一轴承4和第二轴承9分别为圆柱滚子轴承和深沟球轴承；
56.第一轴承4与第一轴承压盖5均套设在转子7的上端，第一轴承压盖5位于第一轴承的下方，第二轴承9、第二轴承压盖8和连接座26均套设在转子7的中下部，第二轴承压盖8位于第二轴承9的上方，第二轴承9固定在连接座26上的轴承腔中，泵上端设有泵盖23，连接座26的一端连接高压潜水电机，另一端连接泵，提升架1的两端固定在电机上端盖3的两侧。
57.泵还包括叶轮19和密封环，叶轮19设置平衡孔结构，叶轮19固定在转子7的下端，叶轮19设有后口环，后口环与密封环之间留有间隙。
58.本方案中将叶轮19设置平衡孔结构，以有效平衡轴向力，在本实施例中，叶轮19通过平衡孔结构的设置能够平衡85％左右的轴向力；同时叶轮19出口处高压流体通过叶轮19上端后口环泄漏并回流至平衡孔，平衡孔处于低压区，叶轮前后低压区连通，起到平衡轴向力的作用；另一方面后口环与第一密封环之间形成的间隙较小，能够有效隔离大颗粒介质。
59.密封环包括第一密封环14和第二密封环15，第一密封环14设置在泵盖23内，第二密封环15位于泵体20内。
60.如图2-4所示，叶轮19通过第一螺母18和第二螺母17固定在转子7上，第一螺母18上设有沉头螺钉孔，第一螺母18通过螺钉16固定在叶轮19，第二螺母17固定在第一螺母18的外侧。
61.本方案通过第一螺母18和第二螺母17构成的双螺母结构可靠的将叶轮19安装在转子7下端，双螺母的应用起到防松作用，并在第一螺母18上设置沉头螺钉孔，结合螺钉16将第一螺母18与叶轮19连接固定，再次起到防松作用。停水时水流倒灌进流道，叶轮19会发生反转。反转下螺母容易松动脱落，双螺母的应用杜绝第一螺母18和第二螺母17松动脱落的风险，提高装置的安全性和可靠性。
62.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本实用新型的构思做出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本实用新型的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

技术特征：
1.一种大型高压潜水排污泵，包括相互连接的泵和高压潜水电机，所述泵和高压潜水电机通过连接座(26)连接，其特征在于，所述高压潜水电机包括转子(7)，所述泵包括第三轴承(11)、泵盖(23)、泵体(20)和轴承座(24)；所述第三轴承(11)为推力调心滚子轴承；所述第三轴承(11)和轴承座(24)均套设在转子(7)的下端，所述第三轴承(11)固定在轴承座(24)的腔体内，所述第三轴承(11)的上方设有挡圈(25)，所述轴承座(24)固定在泵盖(23)上，所述泵盖(23)固定在泵体(20)上；所述连接座(26)、轴承座(24)及泵盖(23)形成第一油室(30)，所述轴承座(24)、机封座(22)及转子(7)形成第二油室(27)，所述轴承座(24)的一侧设有油孔(28)，所述油孔(28)连通第一油室(30)和第二油室(27)；所述泵包括叶轮(19)和密封环，所述叶轮(19)设置平衡孔结构，所述叶轮(19)固定在转子(7)的下端，所述叶轮(19)设有后口环，所述后口环与密封环之间留有间隙。2.根据权利要求1所述的一种大型高压潜水排污泵，其特征在于，所述泵还包括机封座(22)，所述机封座(22)内部两端设置机封腔，所述机封座(22)固定在轴承座(24)的下方；所述连接座(26)与转子(7)的连接处设有第一机械密封(10)，所述机封座(22)、第二油室(27)与转子(7)连接处设有第二机械密封(12)，所述机封座(22)的下端与转子(7)之间设有第三机械密封(13)。3.根据权利要求2所述的一种大型高压潜水排污泵，其特征在于，所述第一机械密封(10)为m37g机械密封，所述第二机械密封(12)为m37g机械密封，所述第三机械密封(13)为227-hgh机械密封。4.根据权利要求3所述的一种大型高压潜水排污泵，其特征在于，所述机封座(22)的一侧设有螺纹孔(29)，所述螺纹孔(29)连通第二油室(27)，所述螺纹孔(29)内设有螺塞(21)。5.根据权利要求1所述的一种大型高压潜水排污泵，其特征在于，该潜水排污泵还包括保护元器件，所述保护元器件连接有电控柜，所述保护元器件包括油水探头、铂热电阻、振动变送器、加热带和湿度传感器；所述油水探头固定在连接座(26)下第一油室(30)以及接线腔内，所述接线腔由电机上端盖(3)和接线盒盖(2)形成，所述电机上端盖(3)的一端连接定子(6)，另一端连接接线盒盖(2)；所述铂热电阻固定在第一轴承(4)和第二轴承(9)的外圈上以及定子(6)的绕组内；所述振动变送器固定在高压潜水电机的第一轴承压盖(5)和第二轴承压盖(8)上；所述加热带固定在高压潜水电机定子(6)绕组上；所述湿度传感器位于高压潜水电机的接线腔内。6.根据权利要求5所述的一种大型高压潜水排污泵，其特征在于，所述高压潜水电机还包括第一轴承(4)、第一轴承压盖(5)、定子(6)、第二轴承压盖(8)、第二轴承(9)、连接座(26)和提升架(1)，所述第一轴承(4)和第二轴承(9)分别为圆柱滚子轴承和深沟球轴承；所述第一轴承(4)与第一轴承压盖(5)均套设在转子(7)的上端，所述第一轴承压盖(5)位于第一轴承的下方，所述第二轴承(9)、第二轴承压盖(8)和连接座(26)均套设在转子(7)的中下部，所述第二轴承压盖(8)位于第二轴承(9)的上方，所述第二轴承(9)固定在连接座(26)上的轴承腔中，所述泵上端设有泵盖(23)，所述连接座(26)的一端连接高压潜水电机，另一端连接泵，所述提升架(1)的两端固定在电机上端盖(3)的两侧。7.根据权利要求1所述的一种大型高压潜水排污泵，其特征在于，所述密封环包括第一密封环(14)和第二密封环(15)，所述第一密封环(14)设置在泵盖(23)内，所述第二密封环
(15)位于泵体(20)内。8.根据权利要求1所述的一种大型高压潜水排污泵，其特征在于，所述叶轮(19)通过第一螺母(18)和第二螺母(17)固定在转子(7)上，所述第一螺母(18)上设有沉头螺钉孔，所述第一螺母(18)通过螺钉(16)固定在叶轮(19)，所述第二螺母(17)固定在第一螺母(18)的外侧。

技术总结
本实用新型涉及一种大型高压潜水排污泵，包括相互连接的泵和高压潜水电机，所述高压潜水电机包括转子，所述泵包括第三轴承、泵盖、泵体和轴承座；所述第三轴承为推力调心滚子轴承；所述第三轴承和轴承座均套设在转子的下端，所述第三轴承固定在轴承座的腔体内，所述第三轴承的上方设有挡圈，所述轴承座固定在泵盖上，所述泵盖固定在泵体上。与现有技术相比，本实用新型具有结构合理、承载能力强、可靠性高等优点。高等优点。高等优点。


技术研发人员：周跃 张培富 王娇 张锡淼
受保护的技术使用者：上海连成（集团）有限公司
技术研发日：2022.12.05
技术公布日：2023/7/23