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一种集成式泵站
申请号	CN202111484132.2	申请日	2021-12-07	公开(公告)号	CN114198313B	公开(公告)日	2024-04-16
申请人	中国船舶重工集团公司第七一九研究所; 大连四方电泵有限公司;			发明人	李俊益; 朱东保; 冯忠辉; 王春国; 李华峰; 孟海波; 姚露; 夏俊杰;
摘要	本发明涉及一种集成式泵站，其包括：水箱，其设有泵站进口和泵站出口；泵转动部件，其用于将由所述泵站进口进入的水流增压，并由所述泵站出口排出，所述泵转动部件包括：轴承，其安装于所述水箱的上方；泵轴，其安装于所述轴承内，所述泵轴的一端延伸至所述水箱内部的泵站出口处；叶轮，其安装于所述泵轴位于所述水箱内的一端。通过用水箱代替传统泵的壳体、流道及泵组的安装基座，泵转动部件如泵轴、叶轮等可以插件的形式与水箱直接安装，水箱及多台水泵转动部件等共同组成集成式泵站组，在保证性能的同时，极大提高了动力设备和系统集成度，简化了动力系统流程，为系统层面精简融合及模块化建造安装创造了条件和空间。
权利要求	1.一种集成式泵站，其特征在于，其包括：水箱（1），其设有泵站进口（11）和泵站出口（12），所述水箱（1）的顶部设有增压口（15），所述增压口（15）与所述水箱（1）的内部连通；泵转动部件（2），其用于将由所述泵站进口（11）进入的水流增压，并由所述泵站出口（12）排出，所述泵转动部件（2）包括：轴承（21），其安装于所述水箱（1）的上方；泵轴（22），其安装于所述轴承（21）内，所述泵轴（22）的一端延伸至所述水箱（1）内部的泵站出口（12）处；叶轮（23），其安装于所述泵轴（22）位于所述水箱（1）内的一端；水平部分（13），其顶部安装有所述泵转动部件（2），所述水平部分（13）上设有所述泵站出口（12）；竖直部分（14），其与所述水平部分（13）的一端连接，所述竖直部分（14）位于所述泵转动部件（2）的一侧，所述竖直部分（14）上设有所述泵站进口（11）；所述水箱（1）的截面呈L形，所述竖直部分（14）的高度高于所述水平部分（13）的高度，所述泵站进口（11）的高度高于所述泵站出口（12）的高度；所述集成式泵站设有多个所述泵转动部件（2），所述水平部分（13）的内部通过隔板（16）分隔为多个集液室（17），每个所述泵转动部件（2）均对应安装于一个所述集液室（17）内；每个所述集液室（17）的外侧均设有所述泵站出口（12），所述泵站出口（12）的数量多于所述泵站进口（11）的数量；所述集液室（17）内设有水流进口（18）和水流出口（19），所述水流进口（18）与所述水箱（1）连通，所述水流出口（19）与所述泵站出口（12）连通；所述水流进口（18）处安装有隔断阀（110）。 2.如权利要求1所述的集成式泵站，其特征在于：所述泵站进口（11）连接有进口管道（111），所述进口管道（111）由所述泵站进口（11）进入所述水箱（1）的内部，并沿所述竖直部分（14）延伸。
说明书全文	一种集成式泵站技术领域 [0001] 本发明涉及舰船动力装置设计技术领域，特别涉及一种集成式泵站。背景技术 [0002] 各类泵是动力系统中的核心设备和动力源，作用是给不同的工质提供足够的动力完成内循环或外循环，以确保动力系统的正常运行和维持工质的动态平衡，其主要发展趋势是轻量化、小型化、集成化。 [0003] 目前，我国船舶动力系统泵的配置和安装依然是根据各系统设计需求分散式布置，对于系统构成复杂、安装空间受限的船用环境，各类工质介质泵种类、数量繁多，占用大量空间，且各台泵需单独布置管路、阀门、减振器、挠性接管等，导致舱内空间狭窄，管系流程复杂，给系统运行检修带来了极大的不便，难以满足当前集成化、模块化及便利使用的要求。发明内容 [0004] 本发明实施例提供一种集成式泵站，以解决相关技术中舱内空间狭窄，管系流程复杂，给系统运行检修带来了极大的不便，难以满足当前集成化、模块化及便利使用的要求的问题。 [0005] 第一方面，提供了一种集成式泵站，其包括：水箱，其设有泵站进口和泵站出口；泵转动部件，其用于将由所述泵站进口进入的水流增压，并由所述泵站出口排出，所述泵转动部件包括：轴承，其安装于所述水箱的上方；泵轴，其安装于所述轴承内，所述泵轴的一端延伸至所述水箱内部的泵站出口处；叶轮，其安装于所述泵轴位于所述水箱内的一端。 [0006] 一些实施例中，所述水箱包括：水平部分，其顶部安装有所述泵转动部件；竖直部分，其与所述水平部分的一端连接，所述竖直部分位于所述泵转动部件的一侧。 [0007] 一些实施例中，所述水箱的截面呈L形，所述竖直部分的高度高于所述水平部分的高度。 [0008] 一些实施例中，所述竖直部分的顶部设有增压口，所述增压口与所述水箱的内部连通。 [0009] 一些实施例中，所述泵站进口连接有进口管道，所述进口管道由所述泵站进口进入所述水箱的内部，并沿所述竖直部分延伸。 [0010] 一些实施例中，所述集成式泵站设有多个所述泵转动部件，所述水平部分的内部通过隔板分隔为多个集液室，每个所述泵转动部件均对应安装于一个所述集液室内。 [0011] 一些实施例中，所述集液室内设有水流进口和水流出口，所述水流进口与所述水箱连通，所述水流出口与所述泵站出口连通。 [0012] 一些实施例中，所述水流进口处安装有隔断阀。 [0013] 一些实施例中，每个所述集液室的外侧均设有所述泵站出口，所述泵站出口的数量多于所述泵站进口的数量。 [0014] 本发明提供的技术方案带来的有益效果包括： [0015] 本发明实施例提供了一种集成式泵站，通过用水箱代替传统泵的壳体、流道及泵组的安装基座，泵转动部件如泵轴、叶轮等可以插件的形式与水箱直接安装，水泵数量及参数可根据需求针对性设置，水箱及多台水泵转动部件等共同组成集成式泵站组，在保证性能的同时，极大提高了动力设备和系统集成度，简化了动力系统流程，为系统层面精简融合及模块化建造安装创造了条件和空间。附图说明 [0016] 为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 [0017] 图1为本发明实施例提供的一种集成式泵站的主视结构示意图； [0018] 图2为本发明实施例提供的一种集成式泵站的右视结构示意图； [0019] 图3为本发明实施例提供的一种集成式泵站的俯视结构示意图； [0020] 图4为本发明实施例提供的一种集成式泵站的集液室的结构示意图； [0021] 图5为本发明实施例提供的一种集成式泵站的进口管道的结构示意图。 [0022] 图中标号： [0023] 1、水箱；11、泵站进口；12、泵站出口；13、水平部分；14、竖直部分；15、增压口；16、隔板；17、集液室；18、水流进口；19、水流出口；110、隔断阀；111、进口管道；2、泵转动部件；21、轴承；22、泵轴；23、叶轮；24、螺栓；25、机械密封。具体实施方式 [0024] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 [0025] 本发明实施例提供了一种集成式泵站，其能解决相关技术中舱内空间狭窄，管系流程复杂，给系统运行检修带来了极大的不便，难以满足当前集成化、模块化及便利使用的要求的问题。 [0026] 参见图1和图4所示，为本发明实施例提供的一种集成式泵站，其可以包括：水箱1，其设有泵站进口11和泵站出口12，本实施例中，水箱1除用作水箱箱体外，还与泵一体化设计，兼备泵壳体、流道作用；泵转动部件2，其用于将由所述泵站进口11进入的水流增压，并由所述泵站出口12排出，所述泵转动部件2包括：轴承21，其安装于所述水箱1的上方；泵轴22，其安装于所述轴承21内，所述泵轴22的一端延伸至所述水箱1内部的泵站出口12处；叶轮23，其安装于所述泵轴22位于所述水箱1内的一端，本实施例中，泵转动部件2的上方安装有电机，电机可带动通过泵转动部件2将水箱内的液体增压并排出泵站，通过将多台泵与安装基座及水箱1集成设计，使得原分散式布置的泵可统一布置，系统设计安装中以集成式泵站组为节点，统一设置进口及出口管路附件，同时配合出口阀站进行流量调配，大量精简设备和附属部套如滤器、阀门、挠性接管数量，节省动力舱空间和降低重量；设备功能集成后，泵组的设计、生产、装配、运输环节中涉及的工作可大大减少，便于统一生产、检验、装配，提高装配精度和效率，同时也为泵站组各部件间同材设计制造生产，减少异种材料种类创造条件，建造安装中，可实现模块化安装，减少安装工序和精度链环节。 [0027] 参见图2所示，在一些实施例中，所述水箱1可以包括：水平部分13，其顶部安装有所述泵转动部件2，本实施例中，泵转动部件2与水平部分13的顶部板面垂直；竖直部分14，其与所述水平部分13的一端连接，所述竖直部分14位于所述泵转动部件2的一侧，本实施例中，竖直部分14的前壁可以做为电机、泵的侧向安装面板，用于旋转部件的固定，水平部分13和竖直部分14作为安装面，与泵转动部件2连接、密封，共同组成完整泵体，同时，由于泵转动部件2及电机质量较大，水箱面板由于壁厚关系，刚度较小，为确保安全和避免结构共振，一方面，水箱1本身需单独进行结构强度设计计算，确认其位移变形量，并针对性加强，以保证运行安全，另一方面，根据结构模态结果调整水箱1设计，确保与泵转动部件2的轴频、倍频及叶频、倍频有效错开，在其他实施例中，泵转动部件2也可以不与竖直部分14连接，只与水平部分13连接，根据泵转动部件2的规格、重量或运行情形而定。 [0028] 参见图2所示，在一些实施例中，所述水箱1的截面可以呈L形，所述竖直部分14的高度高于所述水平部分13的高度，本实施例中，泵站进口11的高度高于泵站出口12的高度，当水箱1的内部充满液体时，竖直部分14的液体的高度高于水平部分13的液体高度，也就是说，水箱1的液面高于泵转动部件2的水流进口的高度，竖直部分14的液体的高度差可以对水平部分13的液体增压，从而使泵的进口压力提高，可以提高泵的抗汽蚀性能，另外，水箱1具备一定的容积，故可兼作各流体介质波动箱，以提高泵站组变工况适应和调节能力。 [0029] 参见图3所示，优选的，所述竖直部分14的顶部可以设有增压口15，所述增压口15与所述水箱1的内部连通，本实施例中，考虑到由于介质温升导致的热膨胀，泵站内液体不应充满整个水箱1的空间，应留出一定气空间用于水膨胀引发的水位波动，确保介质不溢出泵站，且泵站不一定位于系统最高点，也就是说，泵站的水平高度可能是位于进水系统之下，在对水箱1注入介质时会由于重力作用自动充满整个水箱1，为使液体不充满整个水箱1的空间，可通过增压口15增压，以保证泵站内的气空间，同时提高泵站的抗汽蚀能力。 [0030] 参见图5所示，在一些实施例中，所述泵站进口11可以连接有进口管道111，所述进口管道111由所述泵站进口11进入所述水箱1的内部，并沿所述竖直部分14延伸，本实施例中，进口管道111为L形的弯管，其一端与泵站进口11连接，另一端向下延伸，可以起到缓流的作用，避免液体直接由泵站进口11砸流进入水箱1，引起水箱1振动，产生气泡。 [0031] 参见图3所示，在一些实施例中，所述集成式泵站可以设有多个所述泵转动部件2，所述水平部分13的内部通过隔板16分隔为多个集液室17，每个所述泵转动部件2均对应安装于一个所述集液室17内，本实施例中，多个泵转动部件2与水箱1统一集成安装，为布置长挠性接管创造空间，也为泵安静运行创造了条件，同时集成式泵站质量远大于单个同参数泵的质量，相同条件下由于质量效应，集成式泵站组的振动将更小，隔板16用于将水箱1分隔为多个集液室17，每个集液室17对应安装一个泵转动部件2，外界工质由泵站进口11进入水箱1后，被泵站内部的隔板16分成多股流体进入各泵对应的集液室17内，各水泵之间相互独立工作，互不干扰。 [0032] 参见图4所示，在一些实施例中，所述集液室17内可以设有水流进口18和水流出口19，所述水流进口18与所述水箱1连通，所述水流出口19与所述泵站出口12连通，本实施例中，水箱1的壳体内壁和隔板16的侧壁共同形成一个类似于蜗壳的集液室17，使得泵转动部件2可以在其中对水流起到增压作用，水流由水流进口18进入集液室17，泵转动部件2增压后再由水流出口19排出，在其他实施例中，也可以在水箱1的内部安装一个壳体，使泵转动部件2可以在壳体的空间中工作。 [0033] 参见图4所示，优选的，所述水流进口18处可以安装有隔断阀110，本实施例中，当某台泵故障时，可通过关闭设置在集液室17中的隔断阀110，使得水流与此台泵相应的集液室17的入口被隔断，多个集液室17之间互相独立且呈密封状态，从而可以对故障泵进行检修，而且不会影响其余泵的正常工作。 [0034] 参见图3所示，在一些实施例中，每个所述集液室17的外侧可以均设有所述泵站出口12，所述泵站出口12的数量可以多于所述泵站进口11的数量，本实施例中，由于泵站进口11是设置在水箱1上统一的进口，少量进口可以供给多个泵转动部件2工作，可以统一设置进口及出口管路附件，大量精简设备和附属部套如滤器、阀门、挠性接管数量，节省动力舱空间和降低重量。 [0035] 在一些实施例中，为提高泵组防腐性能，水箱1和泵转动部件2可采用同牌号材料整体制造，避免电位差的存在而导致的电化学腐蚀。 [0036] 本发明实施例提供的一种集成式泵站的原理为： [0037] 通过采用舱内的水箱1代替传统泵的壳体、流道及泵组的安装基座，水箱1及多台水泵转动部件2等共同组成集成式泵站组，外界工质依次通过集成式泵站组接口进入水箱1、箱内流道及泵转动部件2增压后，由泵站出口12排出进入相关用户，完成循环，各水泵之间相互独立工作，开启数量视工况而定，相较于单个泵组，集成式泵站组在模块化、集成度及安静化等方面具有更明显的优势。 [0038] 在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。 [0039] 需要说明的是，在本发明中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。 [0040] 以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

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