一種離心料漿泵的製作方法

2023-09-14 23:25:25

本實用新型涉及耐磨離心料漿泵，尤其涉及耐磨離心料漿泵的軸密封。

背景技術：

目前，國內化工、冶煉、環保等行業中各類料漿的輸送仍然常選離心式料漿泵輸送，因為無其它密封性能好、使用壽命長的泵可選，而且現在市售的離心料漿泵確實長期存在著密封易損壞、冷卻水易外洩、壽命不長的缺點。

料漿離心泵常用轉軸密封主要有兩種形式：一種為帶有動環、靜環摩擦釜的機械密封（如圖1），另一種為套於軸套上的動力密封（如圖2）。

用於軸上的機械密封又分為單端面機械密封和雙端面機械密封，單端面機械密封用於輸送帶固相顆粒的料漿時，使用壽命不長。因為泵在旋轉運行時，一是不耐料漿顆粒，泵腔內帶壓力的料漿的細小顆粒容易進入機械密封動靜環之間的密封端面上，損壞機封的動靜環，料漿進入動靜環端面的誘發因素有震動、氣蝕等；

雙端面機械密封採用前後兩組機械密封，兩組機械密封構成冷卻水密封腔，並設置有冷卻水進出口，其優點在於後組機械密封因為不接觸料漿，不會有細小顆粒進入動靜環之間的密封端面，能極好的密封帶壓力的冷卻水，其缺點在於：一、前組的機械密封在密封料漿時壽命不長（同單端面機封相比），料漿會進入動靜環的工作面損壞機封；二、後端密封冷卻水的機械密封不能脫水運行，一旦脫液即刻損壞，因此50%的雙端面機封用於輸送料漿的密封均產生冷卻水斷流而損壞機封。

動力密封在料漿離心泵在使用時一般採用兩組K型動力密封，並在兩組K型動力密封之間設置冷卻水循環裝置，其缺點在於：後組K型動力密封不能密封冷卻水，使用壽命不長，冷卻水會外洩。原因：能密封漿體是前組K型動力密封前設置有副葉輪或和葉輪背葉片，為K型動力密封的唇形橡膠圈減壓，使得密封料漿的唇形橡膠圈唇口上無壓強，因此前端密封料漿的橡膠圈不會磨損，壽命長，而密封冷卻水的橡膠圈因冷卻水無減壓設置，冷卻水等壓於自來水，水壓超過0.1MPa，因此，造成密封水的橡膠圈唇口承壓，進而使唇口密貼在軸套上，在轉軸的作用下，產生摩擦、磨損，進而產生漏水損壞。因此致使帶冷卻水的唇形密封很容易引起冷卻水外洩，業內有十泵九漏之說，這個漏，其實就是指的冷卻水的洩漏。

綜上所述，單純利用機械密封和動力密封均無法同時解決料漿洩漏、冷卻水洩漏、停水空轉的問題，業內輸送料漿的離心泵，至今仍無理想的軸密封可以選擇，仍選不到密封能抗料漿顆粒、使用壽命長、冷卻水又不外洩的理想的、輸送料漿的離心泵軸密封。

技術實現要素：

本實用新型針對現有技術的不足，提供一種同時具備可輸送帶顆粒的漿料、防止冷卻水洩漏以及能空轉運行不損壞的離心式料漿泵。

為實現本實用新型目的，提供了以下技術方案：一種離心料漿泵，包括泵體、泵體側壁上的流出口、伸入泵體內腔的主軸、與泵體末端連接的軸承支架以及安裝於主軸上將泵體末端密封的軸密封組件，流體吸入口開設於泵體前端，伸入泵體內腔的主軸端部安裝有葉輪，葉輪上設置有葉輪副葉片和/或副葉輪，其特徵在於軸密封組件包括套接於主軸上的用於密封料漿的動力密封、用於密封冷卻水的機械密封以及將動力密封和機械密封銜接構成一個冷卻水密封腔的密封組件，動力密封位於葉輪後側，機械密封位於動力密封后側，密封組件上設置有冷卻水進口和冷卻水出口。

通過葉輪副葉片和/或副葉輪進行減壓，使動力密封的唇形橡膠圈唇口上無壓強，防止唇口磨損，使漿料無法進入冷卻水密封腔內，從而使後部的機械密封不會因為震動、氣蝕等因素在動靜環的密封端面進入漿料顆粒造成磨損，同時後部的機械密封克服了動力密封由於冷卻水水壓超過0.1MPa，造成唇口承壓而冷卻水洩露的問題，從葉輪副葉片和/或副葉輪、動力密封、機械密封的安裝排布的整個設置，同時解決了現有技術中料漿洩露和冷卻水洩露的兩大問題，整個技術特徵的布置是循序漸進的，脫離任何一個或者次序發生變化均無法實現防止料漿洩露和冷卻水洩露的目的。

作為優選，動力密封為唇形橡膠密封圈，數量設置為1個或並列的多個，唇形橡膠密封圈與密封組件配接密封。

作為優選，唇形橡膠密封圈設置為並列的2個，唇形橡膠密封圈唇口同向並朝向輸送液體的方向或者相鄰唇形橡膠密封圈唇口呈相反方向。

作為優選，唇形橡膠密封圈內置有鋼骨架。

作為優選，機械密封包括動環、靜環，靜環與動環配合壓緊密封，靜環與密封組件配接密封。

作為優選，動環外周設置有散熱部，散熱部上設置有能生風散熱的翅、孔、槽的一種或組合。作為優選，動環和/或散熱部為高導熱係數材料。作為近一步優選，高導熱係數材料為石墨、銅、鋁或金屬合金。在動環外周設置散熱部可有效將動靜環的溫度傳導到散熱部上，讓流動的風把熱量帶走，使動靜環在幹運轉時，溫度控制在80℃以下的安全範圍內，從而使其具備在冷卻水停用的空車情況下，有效防止機械密封磨損，並且正是有了前部動力密封后部機械密封的結構，動力密封的唇形橡膠密封圈有效防止料漿和酸性物質進入後部的機械密封，使機械密封不必再選擇耐磨性能高但導熱係數低的材質，進而可選擇導熱係數好的密封材料（例如銅、石墨等），而常用的陶瓷、硬質合金等材料雖然硬度很高，耐磨性、防腐性很好，但是導熱係數很差，風冷產生的冷卻效果極差。

作為優選，冷卻水進水口小於冷卻水出水口。為了節省外接冷卻水的用量，在滿足組合密封冷卻功能的前提下，減少冷卻水的消耗量，較有效的方法是對冷卻水進口的通孔大小調節控制，可把冷卻水進口的通孔控制在2～6mm之內，具體根據外接冷卻水的壓力確定。

本實用新型有益效果：本實用新型的組合密封離心料漿泵由於有耐料漿磨蝕的功能，又有防冷卻水洩漏的功能，大幅度提升了輸送料漿的離心泵的防洩漏性能，進而提升了料漿應用環境的潔淨度，減少了使用企業對洩漏液體、漿體的二次處理量，節省了成本、潔淨了環境。本實用新型的組合密封離心料漿泵由於唇形密封的抗顆粒優勢功能和機械密封的防冷卻水優勢功能的組合，大幅度提升了組合密封的運行可靠性，在輸送含固量30%的料漿的工況下，使用壽命由原來的約2個月，提升為6～8個月，密封壽命大幅度延長，因此延長了用戶的維修周期，減少了泵機的維修工作量，提升了正常生產的水平，也同時節省了維修的人工成本和配件成本。由於本實用新型的離心料漿泵組合密封的功能有防顆粒磨損的功能，同時也有防腐功能，因此不僅可以應用在輸送非腐蝕性料漿的機泵上，同時也可以應用於輸送各類腐蝕性料漿或清液類介質的機泵上。擴大了料漿泵的應用範圍。

附圖說明

圖1為現有技術一的軸密封示意圖。

圖2為現有技術二的軸密封示意圖。

圖3為本實用新型離心料漿泵實施例1的示意圖。

圖4為圖3的A局部放大圖。

圖5為圖3的A局部放大圖的第二種結構示意圖。

圖6為圖3的A局部放大圖的第三種結構示意圖。

圖7為圖3的A局部放大圖的第四種結構示意圖。

圖8為本實用新型實施例2的結構示意圖。

圖9為圖8的A局部放大圖。

圖10為實施例3的結構示意圖。

圖11為圖10的A局部放大圖。

圖12為圖10的A局部放大第二種結構示意圖。

具體實施方式

實施例1：一種離心料漿泵，包括泵體15、泵體15側壁上的流出口18、伸入泵體15內腔的主軸1、與泵體15末端連接的軸承支架14以及安裝於主軸1上將泵體15末端密封的軸密封組件，流體吸入口19開設於泵體15前端，伸入泵體15內腔的主軸端部安裝有葉輪16，葉輪16上設置有葉輪副葉片10，軸密封組件包括套接於主軸1上的用於密封料漿的動力密封4、用於密封冷卻水的機械密封5以及將動力密封4和機械密封5銜接構成一個冷卻水密封腔7的密封組件，動力密封4位於葉輪16後側，機械密封5位於動力密封4後側，密封組件上設置有冷卻水進口3.1和冷卻水出口3.2。主軸1上設置有軸套2，密封組件設置為密封盒3，動力密封4由兩個唇形橡膠密封圈4.1構成，唇形橡膠密封圈4.1設置於密封盒內，機械密封5為外裝式機械密封，動環5.1設置於靜環5.2外側，密封盒3的冷卻水進口3.1和冷卻水出口3.2設置於動力密封4與外裝式機械密封之間，冷水口進出口（3.1、3.2）內側設置有水封頂環6，水封頂環6套於主軸軸套2上，將動力密封4與外裝式機械密封之間隔開，水封頂環6開設有與冷卻水進出口（3.1、3.2）對應的通孔，使冷卻水進入冷卻水通道7內與動力密封4和外裝式機械密封接觸冷卻，密封盒3末端設置有密封盒壓蓋8，靜環5.2與水封頂環6以及密封盒壓蓋8的接觸面上設置有密封墊9。

實施例1的第二種結構示意圖：水封頂環6設計成靜環座結構，靜環5.2安裝於靜環座內，靜環5.2與靜環座的接觸面上設置有O型密封圈11，靜環座與密封盒3的接觸面上設置有O型密封圈11，兩個唇形橡膠密封圈4.1唇口呈相反方向設置，能防止冷卻水倒流入泵腔中的物料中。

實施例1的第三種結構示意圖：密封盒3末端不設置密封盒壓蓋8，靜環5.2與水封頂環6以及密封盒壓蓋8的接觸面上設置有O型密封圈11。

實施例1的第四種結構示意圖：動環5.1外周設置有散熱部12，散熱部12上設置有能生風散熱的翅、孔、槽的一種或組合。

實施例2：機械密封5為內裝式機械密封，動環5.1設置於靜環5.2內側，密封盒末端設置有密封盒壓蓋，動力密封設置於密封盒內，最外側的靜環5.2與密封盒壓蓋接觸面密封連接，密封盒壓蓋上開設有冷卻水進出口，主軸1上位於動力密封4的前端設置有葉輪副葉片10和副葉輪12。

實施例3：：一種離心料漿泵，包括泵體15、泵體15側壁上的流出口18、伸入泵體15內腔的主軸1、與泵體15末端連接的軸承支架14以及安裝於主軸1上將泵體15末端密封的軸密封組件，流體吸入口19開設於泵體15前端，伸入泵體15內腔的主軸端部安裝有葉輪16，葉輪16上設置有葉輪副葉片10，軸密封組件包括套接於主軸1上的用於密封料漿的動力密封4、用於密封冷卻水的機械密封5以及將動力密封4和機械密封5銜接構成一個冷卻水密封腔7的密封組件，密封組件為靜環座13，靜環座13開設有冷卻水進口3.1和冷卻水出口3.2，動力密封4由兩個唇形橡膠密封圈4.1構成，機械密封5為外裝式機械密封，動環5.1設置於靜環5.2外側，靜環座13的冷卻水進口3.1和冷卻水出口3.2設置於動力密封4與外裝式機械密封之間，靜環座13將動力密封4與外裝式機械密封之間隔開，冷卻水進入冷卻水通道7內與動力密封4和外裝式機械密封接觸冷卻，靜環5.2與靜環座的接觸面上設置有O型密封圈11，主軸1上位於唇形橡膠密封圈4.1的前端設置有葉輪副葉片10。

實施例3的第二種結構示意圖：一種離心料漿泵，包括泵體15、泵體15側壁上的流出口18、伸入泵體15內腔的主軸1、與泵體15末端連接的軸承支架14以及安裝於主軸1上將泵體15末端密封的軸密封組件，流體吸入口19開設於泵體15前端，伸入泵體15內腔的主軸端部安裝有葉輪16，葉輪16上設置有葉輪副葉片10，軸密封組件包括套接於主軸1上的用於密封料漿的動力密封4、用於密封冷卻水的機械密封5以及將動力密封4和機械密封5銜接構成一個冷卻水密封腔7的密封組件，密封組件為密封盒，動力密封4由兩個唇形橡膠密封圈4.1構成，機械密封5為外裝式機械密封，動環5.1設置於靜環5.2外側，密封盒3的冷卻水進口3.1和冷卻水出口3.2設置於動力密封4與外裝式機械密封之間，密封盒3將動力密封4與外裝式機械密封之間隔開，冷卻水進入冷卻水通道7內與動力密封4和外裝式機械密封接觸冷卻，靜環5.2與密封盒3的接觸面上設置有O型密封圈11，主軸1上位於唇形橡膠密封圈4.1的前端設置有葉輪副葉片10，動力密封的唇形橡膠密封圈4.1設置於泵腔內與泵體密封連接。

上述實施例1~3中，冷卻水進水口3.1小於冷卻水出水口3.2；唇形橡膠密封圈4.1內可置有鋼骨架；唇形橡膠密封圈4.1的形式可以是單唇口，也可以是雙唇口的，在本實用新型中不作限定。唇形橡膠密封圈4.1的安裝當量可以是一隻或多隻，優選為二隻。

上述密封盒、靜環座或者密封盒與靜環座的組件其實可以稱為同一技術特徵，其作用在於使動力密封、機械密封與其構成冷卻水密封腔，任何類似作用的技術特徵的等同替代均在本申請的保護範圍內。

唇形橡膠密封圈4.1的材質選擇可根據離心泵輸送的料漿的化學性質而定，可選用氟橡膠、氯丁膠、三元乙丙膠等品種，也可用其它工程塑料製作的唇形密封圈，例如聚四氟乙烯、聚全氟乙丙烯等，本實用新型中不作限定。

本實用新型的軸套採用分段式結構，動力密封4和機械密封5均設置於不同軸套2上。

本實用新型上述實施例中，動環5.1設有頂推彈簧5.3，目的在於調節和補償動環5.1和靜環5.2之間的壓緊力。

為了使泵機在輸送高濃度漿體時密封可靠、壽命更長，本實用新型可啟用內衝洗功能，進入內衝洗模式的具體實施方法為：首先把唇形橡膠密封圈的唇口朝輸送液體的方向安裝，進而關閉冷卻水出水口閥門，然後把冷卻水壓力調整至0.2MPa以上，當冷卻水密封腔內的冷卻水壓力高於密封部位泵腔內的漿體壓力時，冷卻水就可以順向通過唇形密封圈的唇口與軸套之間的間隙進入泵腔內，達到內衝洗密封部位濃漿的目的，泵機在內衝洗模式下運行，唇形橡膠圈的唇口經內衝洗水後受砂漿的磨損會更小，使用壽命會更長。

本實用新型的技術方案和原有軸密封相比，看似沒有什麼實質性創新，僅僅是把兩種不同類型、不同結構的軸密封組合安裝在一起，構成一組新的組合密封，但對組合後產生的實際效果看，不僅僅是原有唇形橡膠密封的功能和帶動靜環的機械密封的功能的簡單疊加，而是把二種不同結構、不同功能的密封各自的優勢功能組合在一起，使新組合的密封有適應密封料漿輸送的長處，同時又有冷卻水密封可靠性的優勢。把唇形橡膠密封圈的抗顆粒優勢和機械密封冷卻水性能的優勢，二種優勢組合在一起，達到優勢互補的效果，也實現了一加一大於二的效果。這種實用新型固然簡單，但實用新型所產生的實際效果卻大幅度提升了料漿離心泵軸密封的抗洩漏性能、提高了泵機軸密封的安全可靠性、延長了密封的使用壽命。

在本實用新型公開之前也有市售的由兩道機械密封組合而成的雙端面機械密封，雖然同是雙道密封，但前道密封和後道密封結構、功能相同，尚不能滿足密封渣漿液體的要求。因此本實用新型技術與原有技術看似類似，但其作用和實際效果卻完全不同。