乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻的方法及裝置製造方法
2023-05-09 09:55:31 2
乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻的方法及裝置製造方法
【專利摘要】本發明是一種乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻方法及其裝置，機械式密封包括隨泵軸旋轉的動環和與動環接觸密封的靜環，動環和靜環形成一個外部的密封空間；該乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置包括:高溫區域，由密封空間構成以形成機械式密封的散熱區；低溫區域，包括一個全封閉夾套式冷卻器；溫差環流管道，連接所述高溫區域和所述低溫區域；以及可控制壓力氣路，連接於所述冷卻器。本發明的方法及裝置可有效實現用水量少、自動循環、冷卻效果好並可避免環境汙染的目的。本發明還能及時發現異常，確保設備的穩定；使機械式密封更可靠，更有效的延長了機械式密封的使用壽命，減少了設備的維護費用和維護時間。
【專利說明】乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻的方法及裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及流體輸送泵的機械式密封，具體說有關高溫、高汙染介質類輸送泵的冷卻方法及裝置。
【背景技術】
[0002]廢乳化液提升泵是一種高速離心泵，主要是用於廢乳化液的處理中。在工廠的廢水處理中，通常是廢乳化液先被送入平流式隔油池，依靠重力作用進行油水分離，分離後的廢水通過廢乳化液提升泵輸送至後道處理工序。為了防止洩露，廢乳化液提升泵在運行時的密封顯得尤為重要，其關鍵是介質不能沿軸向洩漏。現有離心泵的軸向密封大致分為迷宮式密封、填料式密封和機械式密封。迷宮式密封的洩漏量大，因此不適用於廢乳化液介質的場合。填料式密封使用較廣，但大多使用在清水場合，它對於泵軸的磨損較大，需要經常調整維護，無法做到零洩漏，因此在很多場合正逐漸被機械式密封所代替。
[0003]機械式密封的離心泵等流體機械常用軸封裝置。機械式密封在工作中，密封端面是相互接觸的，其動環與靜環的相互摩擦會不斷產生摩擦熱，使摩擦副溫度升高，造成機械式密封動、靜環變形，還致使密封圈加速老化。為了消除摩擦熱的影響，以保證密封正常工作並延長使用壽命，必須採取適應機械式密封不同介質條件要求的冷卻方法，使密封空間內具有液膜存在，以起到潤滑作用，這是機械式密封能正常工作的基本條件。為此，必須選擇合理的機械式密封結構，採取正確的冷卻措施，以將摩擦熱及時傳導出來。
[0004]機械式密封常用的溫度控制方法為自冷卻和強制冷卻。自冷卻是將泵的出口處的介質經冷卻後提供給密封面外側冷卻，利用進出口的壓力差進行自身循環。這種方式雖然簡單，但對於工作介質內含有較多雜質、漿料等情況，比如廢乳化介質是不適宜的。強制冷卻是將外接水源循環水通過導流套送入密封端面內側冷卻，對密封端面內側冷卻後的水再通過導流套排到下水道中。目前廢乳化液提升泵通常使用自來水強制冷卻方式，對密封端面內側冷卻後的自來水直接排放到廢水槽中，這樣會浪費水資源。如果機械式密封發生洩漏，泵內的乳化液介質會隨冷卻密封后的水排放到廢水溝內而汙染環境。
[0005]在機械式密封的強制冷卻方式中還有一種自循環冷卻方式。這種方式通常依靠外接水源在驅動力的作用下，在機械式密封內部循環達到冷卻效果。其驅動力的實現主要依靠外接水泵、內置循環葉輪以及改進的機械式密封外殼所獲得的離心力。這種方式存在內部結構複雜，需改進泵的內部結構，循環壓力無法控制等缺點，難以滿足現場工況。
[0006]此外，還有一種外接密封盒的機械式密封冷卻結構，依靠冷卻水箱與密封盒之間通過冷卻水管連接形成連通，起到冷熱交換的效果。但其內部循環很小，不利於機械式密封內部的高溫熱量被及時排出，只能適用於發熱量小，轉速慢的小型泵上。
【發明內容】
[0007]本發明的目的是提供一種用於廢乳化液等高溫介質輸送泵的機械式密封冷卻的方法及裝置，其用水量少、可自動循環、冷卻效果好並可避免環境汙染。[0008]根據本發明一方面提供一種乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置，所述機械式密封包括隨泵軸旋轉的動環和與所述動環接觸的靜環，所述動環和靜環形成一個外部的密封空間；該裝置包括:高溫區域，由所述密封空間構成以形成機械式密封的散熱區；低溫區域，包括一個全封閉夾套式冷卻器；溫差環流管道，連接所述高溫區域和所述低溫區域；以及可控制壓力氣路，連接於所述冷卻器。
[0009]所述全封閉夾套式冷卻器設有溫差環流進口和溫差環流出口，通過所述溫差環流管道與機械式密封相連接。
[0010]所述全封閉夾套式冷卻器包括外管和位於外管內的內管，所述內管通過內管封頭與冷卻水管道連接；所述外管與內管內的液體形成相互成逆向的流動。
[0011]所述全封閉夾套式冷卻器的外管還設有玻璃液位計。
[0012]所述溫差環流管道為內螺紋管並傾斜安裝，包括相互平行的高溫管和低溫管，所述低溫管位於高溫管之下。
[0013]所述高溫管其一端連接所述溫差環流管進口，另一端連接機械式密封的熱流出口 ；所述低溫管其一端連接所述溫差環流管出口，其另一端連接機械式密封的冷流入口。
[0014]所述高溫管上還設有觀測管。
[0015]所述傾斜安裝的角度為與地面成30° < α <60°的夾角。
[0016]所述低溫管上設有一個液流導管裝置。
[0017]所述液流導管裝置包括管體、出口管道、入口管道、蓋帽和在管體內的多孔介質充填體。
[0018]所述多孔介質充填體是毛氈填充物。
[0019]所述可控制壓力氣路，包括壓縮空氣閥、壓力表、調壓閥和氣源，壓縮空氣閥通過三通管接頭與冷卻器的外管連接。
[0020]所述可控制壓力氣路的壓力控制範圍是:0.I?0.8Mpa。
[0021]根據本發明另一方面提供一種乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻方法，所述機械式密封包括隨泵軸旋轉的動環和與所述動環接觸密封的靜環，所述動環和靜環形成一個外部的密封空間；所述方法包括以下步驟:
[0022]提供一個全封閉夾套式冷卻器以形成一個低溫區域，冷卻器包括外管和內管；
[0023]將所述全封閉夾套式冷卻器安裝在所述機械密封中心線之上的一個高度並安裝在固定物上；
[0024]使所述內管的兩端內管封頭分別與外接水管及冷卻水出口閥和活接頭及冷卻水進口閥連接，並接通外接冷卻水；
[0025]將所述高溫管和低溫管分別與冷卻器連接，並使高溫管和低溫管相互平行並傾斜安裝，並使低溫管位於高溫管之下；
[0026]打開注水閥以向所述全封閉夾套式冷卻器內部注入液體工質，同時打開溢流閥，注入液體在溢流口處有液體溢出時關閉注水閥、溢流閥，以使整個系統形成封閉空間，並使機械式密封的密封空間充滿液體；
[0027]打開壓縮空氣閥，通過調壓閥調節氣源的壓力達到系統的要求值，通過壓力表顯示；
[0028]使所述乳化液提升泵運行，隨著動環和靜環在運行中摩擦升溫，機械密封內的液體溫度也隨之升高以使機械式密封的密封空間形成一個高溫區域，並與相連通的低溫區域形成微小的壓力差；
[0029]機械式密封的密封空間內的液體受熱壓力升高後，流體通過高溫管流向冷卻器並釋放熱量，通過觀測管觀察液體流動的狀態以判斷系統工作狀態；
[0030]全封閉夾套式冷卻器內的液體一方面依靠外接水管將被釋放熱量傳走，將溫度降低，另一方面液體依靠自身的重力通過低溫管、液流導管裝置流回高溫區域，以形成一個溫差環流；
[0031]重複上述循環過程，不斷進行將熱量傳遞給外接冷卻水。
[0032]較佳地，冷卻器底部距機械式密封軸線高度範圍為:0.7M〈H〈1.5M ；
[0033]較佳地，傾斜安裝的角度為與地面成30° < α <60°的夾角；
[0034]較佳地，可控制壓力氣路的壓力控制範圍是:0.I?0.8Mpa。
[0035]液體流動的狀態包括:流動方向、流動速度和氣泡大小。
[0036]本發明中，機械式密封的動環和靜環摩擦產生的熱量通過熱傳導進入冷卻液中，使冷卻液溫度升高形成高溫區域。高溫區域與低溫區域之間通過溫差環流管道相連接形成一個封閉的環路。由於存在溫度差，相聯通的高溫區域與低溫區域2個封閉區域存在微小的壓力差，高溫區域的液體通過管道流向低溫區域並釋放熱量。低溫區域是一個冷卻器，其內部液體一方面依靠外接冷源將這部分熱量傳走，另一方面液體依靠自身的重力通過管道流回了高溫區域，形成一個溫差環流。這個循環過程不斷進行，最終將熱量傳遞給外接冷卻水。因此，本發明具有以下有益效果:
[0037]1.冷卻水密封在一個封閉的空間內循環使用，可以選用任意冷卻介質，與原衝洗後直接排放的冷卻方式相比，節約了水資源，又能避免機械式密封洩露後造成的環境汙染。
[0038]2.利用溫差環流原理，無需外動力。機械式密封的密封空間處溫度高，冷卻水箱處外接冷卻器溫度較低，這樣使得裝置兩端溫度差很大，溫差環流管道採用內螺紋導熱管安裝傾斜有利於冷卻介質在自循環系統的流動，加快熱量的快速傳導，從而提高了機械式密封的冷卻效率。
[0039]3.機械式密封所需壓力可通過調節壓縮空氣壓力來實現，壓力在0.1?0.SMpa可調，適合各類揚程的泵。
[0040]4.冷卻器設有玻璃液位計和觀測管，方便觀察內部冷卻液的液位及使用情況，能及時發現異常，確保設備的穩定。
[0041]5.毛氈填充物結構保證了系統單向傳熱特性，減小了系統阻力，對冷卻液有過濾作用，確保介質的清潔。
[0042]6.提高了機械式密封自循環系統的換熱效果，使機械式密封更可靠，更有效的延長了機械式密封的使用壽命，減少了設備的維護費用和維護時間。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0043]圖1是重力熱管工作原理圖；
[0044]圖2是本發明的機械式密封冷卻裝置工作原理圖；
[0045]圖3是本發明一個實施例的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置的總體結構布置圖；[0046]圖4a是本發明一個較佳實施例的冷卻器的結構剖視圖；
[0047]圖4b是圖3a的左視圖；
[0048]圖5是本發明一個實施例的液流導管裝置的剖視圖；
[0049]圖6是機械式密封結構的局部剖視圖；以及
[0050]圖7是本發明一個實施例的冷卻器示意圖。
【具體實施方式】
[0051]為讓本發明的上述目的、特徵和優點能更明顯易懂，以下結合附圖對本發明的【具體實施方式】作詳細說明。首先需要說明的是，本發明並不限於下述【具體實施方式】，本領域的技術人員應該從下述實施方式所體現的精神來理解本發明，各技術術語可以基於本發明的精神實質來作最寬泛的理解。圖中相同或相似的構件採用相同的附圖標記表示。
[0052]機械式密封的正常運行，離不開良好的密封輔助裝置。密封面摩擦副的摩擦和密封環的攪拌而產生的熱量需要被排出，工藝上傳輸高溫介質時需要降低密封處溫度才能保證密封正常工作，因此必須增加冷卻輔助措施來控制溫度。
[0053]從熱力學的角度看，熱管擁有良好的導熱能力。物體的吸熱、放熱是相對的，凡是有溫度差存在的時候，就必然出現熱量從高溫處向低溫處傳遞的現象，這就是溫差環流。從熱量傳遞的輻射、對流、傳導三種方式來看，其中熱傳導最快。熱管就是利用蒸發製冷，使得熱管兩端溫度差變大，使熱量快速傳導。一般熱管由管殼、吸液芯和端蓋組成。
[0054]重力熱管與普通熱管一樣，是利用工質的蒸發和冷凝來傳遞熱量，且不需要外加動力而工質自行循環。但與普通熱管所不同的是重力熱管管內沒有吸液芯，冷凝液從冷凝段返回到蒸發段不是靠吸液芯所產生的毛細力，而是靠冷凝液自身的重力，因此重力熱管的溫差環流有一定的方向性，蒸發段必須置於冷凝段的下方，這樣才能使冷凝液靠自身重力得以返回到蒸發段。其工作原理如圖1所示，工質在加熱段吸收熱源的熱量使工質汽化，蒸汽上升到放熱段放出熱量給冷源，蒸汽冷凝下來，在重力的作用下凝結液又回到加熱段。這種循環過程不斷進行，將熱源的熱量傳給冷源。由於冷源和熱源存在溫差，在熱交換作用下，管內外流體通過管壁進行熱量交換，起到了提高換熱性能的作用。
[0055]本發明的機械式密封輔助冷卻裝置和方法利用重力熱管的溫差環流原理。裝置共有2個區域，分別為高溫區域和低溫區域。高溫區域由機械式密封外部的密封空間組成，是機械式密封的散熱區。機械式密封的動環和靜環摩擦產生的熱量通過熱傳導進入冷卻液中，使冷卻液溫度升高形成高溫區域。高溫區域與低溫區域之間通過2根管道相連接形成一個封閉的環路。由於存在溫度差，相聯通的2個封閉區域存在微小的壓力差，高溫區域的液體通過管道流向低溫區域並釋放熱量。低溫區域包括一個冷卻器，其內部液體一方面依靠外接冷源將這部分熱量傳走，另一方面液體依靠自身的重力通過管道流回了高溫區域，形成一個溫差環流。這個循環過程不斷進行，最終將熱量傳遞給外接冷卻水。其工作過程如圖2所示。
[0056]圖3是本發明一個實施例的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置的總體結構布置圖，圖4a、4b、圖7是其中冷卻器的結構示意圖，圖6是機械式密封結構的局部剖視圖。如圖6所示,機械式密封43包括動環58和靜環59,動環套設在軸57上並隨之一起旋轉，動環58和靜環59形成一個外部的密封空間60。如圖3所示，本實施例的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置包括高溫區域、低溫區域、連接高溫區域和低溫區域的溫差環流管道、可控制壓力氣路。以下對冷卻裝置的各組成部分的結構及其連接關係詳細說明如下。
[0057]高溫區域，由機械式密封43的密封空間60構成，密封空間60內充滿了液體，以形成散熱區。
[0058]低溫區域，包括一個全封閉夾套式冷卻器30，整體採用不鏽鋼材質，具有一定的耐腐蝕性。如圖4a、4b所示，冷卻器30包括外管17和位於外管17內的內管21。
[0059]在外管上17設有溫差環流進口 22和溫差環流出口 25，通過溫差環流管道(以下予以說明)與機械式密封43相連通。外管17兩端設有封頭19，通過電焊與外管17及內管21 (以下說明)聯接。三通管接頭18安裝在外管的頂部並連接壓縮空氣閥28，壓縮空氣閥28通過管路串接壓力表29和調壓閥31後連接於氣源35，在外管17中部位置安裝有液位計23,便於觀察內部液位。外管12固定有安裝支架26,在本實施例中,支架26焊接在全封閉夾套式冷卻器30上，冷卻器30通過安裝支架26固定在固定物(未圖示上)。
[0060]內管21兩端固定例如焊接有內管封頭24，內管封頭24採用管螺紋結構便於與和各類冷卻水管道連接，內管封頭24有管螺紋並與外接水管31、冷卻水出口閥33、活接頭36及冷卻水進口閥門37連接，並接通外接冷卻水46。如此連接後，便於日後冷卻器30的檢修及更換。外界冷卻水46流動可帶走外管17內液體的熱量。內管21外側為環形，換熱的面積較大，具有高度的等溫性能，傳熱的功率增大。
[0061]外管17內部液體冷卻機械式密封43，流動方向必須與內管21內的液體流動方向相反，即外管17與內管21內的液體形成相互成逆向的流動(以下予以說明)，以確保換熱的效率。外管17和內管21互相獨立形成獨立的腔體，使得兩種流體可以很好的隔離，提高設備的可靠性，確保長期運行。
[0062]在安裝過程中夾套式冷卻器30必須水平放置，通過支架26與固定物固定。冷卻器30必須安裝在一定的高度以保證有足夠的重力壓差使水回流。如圖所示，冷卻器30安裝在機械式密封43中心線一定的高度H之上，並通過安裝支架26安裝在固定物上。本實施例中，冷卻器30底部距機械式密封43軸線高度範圍:0.7M〈H〈1.5M。
[0063]由於冷卻器30的全封閉結構，其內部冷卻工質45的選擇範圍也較多，有氨、氟利昂、丙酮、甲醇、水、導熱媒質、萊、鉀及鈉等。
[0064]冷卻器30結構緊湊，支撐簡單，布置方便靈活。根據設計經驗，其體積可比傳統換熱器減少35%，設備質量比軸向換熱器輕15%?30%。
[0065]溫差環流管道，主要的作用是傳遞介質並形成一個閉環迴路，是熱管的一部分，在本實施例中所述溫差環流管道共有2根，分別為高溫管38和低溫管40，分別連接高溫區域和所述低溫區域(以下予以說明)，當然還可設置多於2根的管道。溫差環流管道，包括高溫管38和低溫管40，在本實施例中均為內螺紋管，高溫管38和低溫管40相互平行並傾斜安裝，傾斜安裝的角度為與地面成30° < α <60°的夾角，其中低溫管40位於高溫管38之下。在設計上我們選用銅質內螺紋管。內螺紋管是一種結構簡單、易於加工、成本低廉、用途廣泛的強化傳熱元件。液體在內螺紋管內流動時，受到螺紋橫紋的引導，靠近壁面的部分流體在一定條件下有可順紋旋轉，有利於減薄流體的邊界層；另一部分流體在軸向流動時，與凸起的螺紋周期性相遇，將使流體產生周期性擾動，這兩種作用都將改變流體邊界層的結構，從而強化傳熱。在獲得優良傳熱性能的同時，流動阻力並不是過分增大，所以，在相同的加熱條件下，其換熱係數要比光管內凝結係數大。
[0066]高溫管38 —端連接溫差環流管進口 22，另一端連接機械式密封的熱流出口 39，熱流出口 39與密封空間60連通，傳遞溫度較高的介質，高溫管38上設有觀察管47，通過雙卡接頭安裝在高溫管38的接近溫差環流進口處，觀測管47為透明管道。
[0067]整個機械式密封冷卻裝置內部介質以一種氣液混合的狀態循環，在液體流動中參雜很多微小的氣泡。通過在高溫管38處安裝觀測管47可以清晰的看清這些微小的氣泡，從氣泡的流動方向，流動速度以及氣泡的大小即液體流動的狀態來確定系統的工作狀態。關係如下:
[0068]流動方向:機械式密封至冷卻器。在管道安裝沒有錯誤的情況下，如果方向反了，說明冷卻器內部介質過滿。
[0069]流動速度:與機械式密封內部溫度有關，溫度越高，流動越快，溫度越低，流動越慢。可以判斷機械式密封的工作狀態
[0070]氣泡大小:氣泡大小與冷卻充液率成反比，在液位計數值顯示異常時可以作為冷卻器內部液體液位的一個輔助判別標準。
[0071]低溫管40，其一端通過接頭例如一種雙卡接頭與一個液流導管裝置48連接，液流導管裝置48通過雙卡接頭49與機械式密封的冷流入口 44連接，冷流入口 44與密封空間60連通，低溫管40的另 一端通過切斷閥41、三通管接頭18』連接溫差環流管出口 25，轉遞溫度較低的介質。三通管接頭18』還連接有放空閥42.[0072]機械式密封43這兩個口，即熱流出口 39和冷流入口 44通過配置適當的管接頭與高溫管38、低溫管40連接。
[0073]液流導管裝置,如圖5所示,包括蓋帽52、管體53、出口管道50、入口管道56和在管體53內的多孔介質充填體54，多孔介質充填體54例如可以是毛氈填充物。羊毛氈填充物結構有效阻止了機械式密封內部熱量反向穿過毛細芯進入，保證了系統單向傳熱特性；利用這類材料的毛細作用對液體工質起泵送作用，為整個環路中的工質循環流動提供輔助驅動力。此外，對整個系統運行有一定的過濾清潔作用，保證機械式密封冷卻水的純淨，沉積的雜質堆積在空隙55處，可以定時清理。
[0074]液流導管裝置48通過雙卡接頭安裝在低溫管40上，安裝位置在允許的情況下儘量靠近機械式密封冷流入口 44處。管體53兩端有螺紋，蓋帽52通過螺紋與管體53兩端連接。蓋帽52上開有小孔，出口管道50和入口管道56通過焊接與蓋帽52連接，管徑與低溫管40、高溫管38相同。
[0075]可控制壓力氣路，包括氣源35和串接在壓力氣管路中的壓縮空氣閥28、壓力表29、調壓閥31，壓縮空氣閥28通過三通管接頭18連接於冷卻器30的外管17。可控制壓力氣路的壓力控制範圍是:0.I~0.8Mpa。
[0076]可控制壓力氣路的作用說明如下:一般機械式密封的密封空間內部需要一定的壓力以防止介質的洩漏，在本發明中，機械式密封43的高溫區域與外部低溫區域是互相連通的，因此，需要在冷卻器30上連接可控制壓力的氣路來調節機械式密封內部的壓力。其內部壓力範圍為:(1+10%) Dp ^ P ^ (1+50%)
[0077]式中:P—裝置壓力Dp-泵內介質壓力[0078]充液率是指充入熱管內工質的體積與熱管總容積的比值。在本發明中，充液率指冷卻器30內液體體積與外管17和內管21之間容積的比值。本裝置的充液率範圍在50 %~70%之間。在外管封頭19的中部位置開孔焊接溢流口 20，充液率通過溢流口 20的位置確定。
[0079]本發明的一個較佳實施例的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻方法包括以下步驟:
[0080]將全封閉夾套式冷卻器30安裝在機械密封43軸線即中心線之上的一個高度H並通過安裝支架26安裝在固定物上，以在冷卻器內形成一個低溫區域；較佳地，冷卻器30底部距機械式密封43軸線的該高度範圍為:0.7M≤H≤1.5M ；
[0081]使內管封頭24通過管螺紋分別與外接水管34及冷卻水出口閥33和活接頭36及冷卻水進口閥37連接，並接通外接冷卻水46 ；
[0082]將高溫管38和低溫管40分別與冷卻器30連接，並使高溫管38和低溫管40相互平行並傾斜安裝，傾斜安裝的角度為與地面成30° < α <60°的夾角，其中低溫管40位於高溫管38之下；
[0083]打開注水閥27向冷卻器30內部注入液體工質，同時打開溢流閥32，注入量以溢流口 20處有液體溢出為 準，然後關閉注水閥27、溢流閥32，以使整個系統形成封閉空間，並使機械式密封43的密封空間60充滿液體；
[0084]打開壓縮空氣閥門28，通過閥門31來調節氣源35的壓力達到系統的要求值，通過壓力表29顯示，較佳地，可控制壓力氣路的壓力控制範圍是:0.I~0.8Mpa ；
[0085]使提升泵運行，隨著動環和靜環在運行中摩擦升溫，機械密封43內的液體溫度也隨之升高以使機械式密封的密封空間形成一個高溫區域，並與相連通的低溫區域形成微小的壓力差；
[0086]機械密封43內的液體受熱壓力升高後，流體通過高溫管38流向冷卻器30並釋放熱量，通過觀測管47觀察液體流動的狀態；
[0087]冷卻器30內的液體一方面依靠外接水管34將被釋放熱量傳走，將溫度降低，另一方面液體依靠自身的重力通過低溫管40、液流導管裝置48流回高溫區域，以形成一個溫差環流；
[0088]重複上述循環過程，不斷進行將熱量傳遞給外接冷卻水46。
[0089]以下是採用本發明的方法和裝置的一個應用實例:
[0090]I)乳化液提升泵機械式密封發熱量和冷卻器功率功率的計算和確定:
[0091 ] 乳化液提升泵相關參數:
【權利要求】
1.一種乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置，所述機械式密封包括隨泵軸旋轉的動環和與所述動環接觸密封的靜環，所述動環和靜環形成一個外部的密封空間；其特徵在於，所述裝置包括:高溫區域，由所述密封空間構成以形成機械式密封的散熱區；低溫區域，包括一個全封閉夾套式冷卻器；溫差環流管道，連接所述高溫區域和所述低溫區域；以及可控制壓力氣路，連接於所述冷卻器。
2.根據權利要求1所述的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置，其特徵在於，所述全封閉夾套式冷卻器設有溫差環流進口和溫差環流出口，通過所述溫差環流管道與機械式密封的密封空間相連通。
3.根據權利要求1或2所述的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置，其特徵在於，所述全封閉夾套式冷卻器包括外管和位於外管內的內管，所述內管通過內管封頭與冷卻水管道連接；所述外管與內管內的液體形成相互成逆向的流動。
4.根據權利要求3所述的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置，其特徵在於，所述冷卻器的外管還設有玻璃液位計。
5.根據權利要求1所述的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置，其特徵在於，所述溫差環流管道為內螺紋管並傾斜安裝，包括相互平行的高溫管和低溫管，所述低溫管位於高溫管之下。
6.根據權利要求5所述的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置，其特徵在於，所述高溫管其一端連接所述溫差環流管進口，另一端連接機械式密封的熱流出口 ；所述低溫管其一端連接所述溫差環流管出口，其另一端連接機械式密封的冷流入口。
7.根據權利要求5所述的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置，其特徵在於，所述高溫管上還設有觀測管。
8.根據權利要求5所述的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置，其特徵在於，所述傾斜安裝的角度為與地面成30° < α <60°的夾角。
9.根據權利要求5所述的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置，其特徵在於，所述低溫管上設有一個液流導管裝置。
10.根據權利要求9所述的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置，其特徵在於，所述液流導管裝置包括管體、出口管道、入口管道、蓋帽和在管體內的多孔介質充填體。
11.根據權利要求10所述的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置，其特徵在於，所述多孔介質充填體是毛氈填充物。
12.根據權利要求1所述的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置，其特徵在於，所述可控制壓力氣路，包括壓縮空氣閥、壓力表、調壓閥和氣源，壓縮空氣閥通過三通管接頭與冷卻器的外管連接。
13.根據權利要求1或12所述的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻裝置，其特徵在於，所述可控制壓力氣路的壓力控制範圍是:0.I~0.8Mpa。
14.一種乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻方法，所述機械式密封包括隨泵軸旋轉的動環和與所述動環接觸密封的靜環，所述動環和靜環形成一個外部的密封空間；其特徵在於，所述方法包括以下步驟: 提供一個全封閉夾套式冷卻器以形成一個低溫區域，冷卻器包括外管和內管； 將所述全封閉夾套式冷卻器安裝在所述機械密封中心線之上的一個高度並安裝在固定物上； 使所述內管的兩端內管封頭分別與外接水管及冷卻水出口閥和活接頭及冷卻水進口閥連接，並接通外接冷卻水； 將所述高溫管和低溫管分別與冷卻器連接，並使高溫管和低溫管相互平行並傾斜安裝，並使低溫管位於高溫管之下； 打開注水閥以向所述全封閉夾套式冷卻器內部注入液體工質，同時打開溢流閥，注入液體在溢流口處有液體溢出時關閉注水閥、溢流閥，以使整個系統形成封閉空間，並使機械式密封的密封空間充滿液體； 打開壓縮空氣閥，通過調壓閥調節氣源的壓力達到系統的要求值，通過壓力表顯示； 使所述乳化液提升泵運行，隨著動環和靜環在運行中摩擦升溫，機械密封內的液體溫度也隨之升高以使機械式密封的密封空間形成一個高溫區域，並與相連通的低溫區域形成微小的壓力差； 機械式密封的密封空間內的液體受熱壓力升高後，流體通過高溫管流向冷卻器並釋放熱量，通過觀測管觀察液體流動的狀態以判斷系統工作狀態； 全封閉夾套式冷卻器內的液體一方面依靠外接水管將被釋放熱量傳走，將溫度降低，另一方面液體依靠自身的重力通過低溫管、液流導管裝置流回高溫區域，以形成一個溫差環流； 重複上述循環過程，不斷進行將熱量傳遞給外接冷卻水。
15.根據權利要求14所述的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻方法，其特徵在於，所述全封閉夾套式冷卻器底部距機械式密封中心線高度範圍為:0.7M〈H〈1.5M。
16.根據權利要求14所述的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻方法，其特徵在於，所述傾斜安裝的角度為與地面成30° < α <60°的夾角。
17.根據權利要求14所述的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻方法，其特徵在於，所述可控制壓力氣路的壓力控制範圍是:0.I~0.SMpa0
18.根據權利要求14所述的乳化液提升泵機械式密封的自循環冷卻方法，其特徵在於，液體流動的狀態包括:流動方向、流動速度和氣泡大小。
【文檔編號】F04D29/58GK103925233SQ201310015319
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2013年1月16日 優先權日:2013年1月16日
【發明者】李宏 申請人:寶山鋼鐵股份有限公司