一種側吸防磨離心泵的製作方法
2023-12-05 21:03:06 2
本發明涉及離心泵領域，尤其涉及側吸防腐離心泵。
背景技術：
溼法冶煉、化工、環保等工業領域中腐蝕性料漿的循環輸送，壓濾脫水輸送，常用的方法是用鋼襯超高分子量聚乙烯或鋼襯陶瓷的前吸式離心泵作為輸送用泵（如圖1）。使用這類離心泵的優點是既防腐又耐磨損，泵體1、泵蓋2、葉輪3的使用壽命較長；但缺點是這種常規結構的耐磨離心泵的軸密封4部位的腔體4.1經常處於高壓力狀態，使得密封在高壓力區運行工作，壽命都不長。無論是採用常規的帶動靜環摩擦釜的機械密封，還是常用的唇形橡膠圈密封，密封效果總是不理想，因此人們又採用副葉輪5或背葉片3.1的離心功能為軸密封部位減壓力。但用這種方法減壓又存在兩個缺點：一是背葉片或副葉輪消耗軸功率10%左右，不節能；二是背葉片或副葉輪被料漿衝刷磨損後，泵內組件之間隙縫增大，泵容積效率降低，進而使泵密封部位的腔體4.1中的流體壓力上升，同樣又影響了泵的軸密封使用壽命，所以這種輸送腐蝕性料漿的離心泵的軸密封壽命一般只有二個月左右。
為了克服上述技術存在的上述不足，專利 200420079876.1 公開了一種側吸（後吸）型鋼襯超高分子量聚乙烯的防腐耐磨離心泵（如圖2），目的是通過這種結構降低泵密封部位的壓力，這種離心泵吸入口6處在軸密封4處，而泵的吸入口部位的腔體中的流體一般處於低壓力或負壓力狀態，因此流體壓力對軸密封的壽命影響較小，有效地提升了該類泵軸密封的使用壽命，一般根據料漿濃度情況，軸密封的壽命能延長為4～6個月。但這種泵的密封也存在著以下不足：一是如果用帶動靜環摩擦釜的機封，因料漿中的顆粒物會進入動環和靜環的密封面，造成動靜環密封面的磨損，密封的使用壽命也不長，一般只有4～5個月；二是這種側吸結構的料漿泵，如果選用唇型橡膠密封，則在密封圈唇口磨損後出現物料外洩，尤其是封冷卻水的橡膠唇形密封圈4.2，其唇口在0.01MPa水壓的前提下運行比較安全，但冷卻水大多是從自來水管上接入，自來水壓力一般都是高於0.2MPa，因此密封唇口受外接冷卻水壓力的影響，密封圈很容易損壞，一般一個月左右就會造成冷卻水外洩，造成機泵環境的汙染。
因此，隨著國家環保要求和水平的日益提高，機泵抗洩漏和潔淨生產環境已提到很重要的議事日程上，對於上述技術中存在的不足急需改良，而且也存在著改良的空間。
技術實現要素：
本發明克服現有技術的不足，提供一種能同時滿足不漏料漿、不漏冷卻水並可實現空車運轉的側吸防磨離心泵。
為實現本發明目的，提供了以下技術方案：一種側吸防磨離心泵，包括泵體、泵體側壁上的流出口、位於泵體後側的吸入式三通、主軸以及軸密封結構，其特徵在於軸密封結構安裝於泵體內的主軸上，位於吸入口三通的側吸入口處，軸密封結構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，動力密封位於側吸入口處，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。
通過將動力密封設置於側吸入口處，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。作為進一步優選，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。
作為優選，動力密封前側加設有減壓盤。為了延長唇形橡膠密封圈的使用壽命，尤其是泵吸入口壓力大於0.04MPa的使用崗位，在泵機運動逼壓時，唇形橡膠密封的唇口承壓極易磨損，有效的方法是在唇形橡膠密封圈前側加設減壓盤，並固定在主軸上，利用減壓盤的離心作用，使唇形橡膠圈唇口部位的流體壓力降至0.02MPa以內，這種結構的設置能有效的提高唇形橡膠密封圈的使用壽命。
本發明有益效果：使用本發明的組合密封側吸離心料漿泵，能大幅度提高料漿泵的抗洩漏性能，尤其能防止冷卻水的洩漏，減少冷卻水對泵的環境汙染。能大幅度延長側吸型料漿泵的使用壽命，能從原有唇形橡膠軸密封的2～4個月使用壽命延長到8～10個月的使用壽命。延長了用戶的維修周期，節約了維修用工和備品備件的消耗，降低了企業的運行成本。使用本發明的組合密封雙級側吸離心料漿泵，配用壓濾機加壓餵料時，不僅壓力高、效率高，而且解決了國內長期存在的高壓力料漿泵密封易洩漏的難題。
附圖說明
圖1為原有技術的前吸式防腐離心泵結構示意圖。
圖2為原有技術的側吸式防腐離心泵結構示意圖。
圖3為實施例1的結構示意圖。
圖4為圖3中A部局部放大圖。
圖5為圖4的第二種結構形式。
圖6為圖4的第三種結構形式。
圖7為圖4的第四種結構形式。
圖8為實施例2結構示意圖。
圖9為圖8中A部局部放大圖。
圖10為實施例3的結構示意圖。
圖11為圖10中A局部放大圖。
圖12為圖11中第二種結構形式。
具體實施方式
實施例1：一種側吸防磨離心泵，所述離心泵為單級結構，包括泵體1、泵體1側壁上的流出口15、位於泵體1後側的吸入式三通2、主軸3以及軸密封結構4，軸密封結構4安裝於泵體1內的主軸3上，位於吸入口三通2的側吸入口處，軸密封結構4包括套接於主軸3上的用於密封料漿的動力密封7、用於密封冷卻水的機械密封8以及將動力密封7和機械密封8銜接構成一個冷卻水密封腔的密封組件，動力密封7位於側吸入口處，機械密封8位於動力密封7後側，密封組件上設置有冷卻水進口和冷卻水出口。密封組件為密封盒6，密封盒6與吸入口三通2密封連接，密封盒6、動力密封7、機械密封8三者構成冷卻水密封腔，密封盒與吸入口三通組合安裝，動力密封7為兩個唇形橡膠密封圈，唇形橡膠密封圈內置有鋼骨架7.1，唇形橡膠密封圈設置於密封盒內，機械密封8為外裝式機械密封，動環8.1設置於靜環8.2外側，密封盒6的冷卻水進口6.1和冷卻水出口6.2設置於動力密封7與外裝式機械密封之間，冷水口進出口（6.1、6.2）內側設置有支撐環9，支撐環9套於軸套5上，將動力密封7與外裝式機械密封之間隔開，支撐環9開設有與冷卻水進出口（6.1、6.2）對應的通孔，使冷卻水進入冷卻水通道10內與動力密封7和外裝式機械密封接觸冷卻，支撐環9與機械密封8的靜環8.2以及密封盒6的接觸面密封連接，支撐環9與靜環8.2的接觸面上設置有O型密封圈11，並設置密封壓蓋12將靜環8.2與支撐環9壓緊，密封壓蓋12與泵體1固定連接，所述唇形橡膠密封圈前側設置有減壓盤13。
作為實施例1的第二種形式：支撐環9與靜環8.2的接觸面上設置有O型密封圈11，靜環8.2與密封盒6接觸面設置有O型密封圈11，並設置密封壓蓋12，將密封盒12壓接於泵體1上，密封壓蓋12與泵體1固定連接。兩個唇形橡膠密封圈唇口呈相反方向設置。
作為實施例1的第三種形式：支撐環9設計成靜環座結構，靜環8.2安裝於靜環座內，靜環8.2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6的接觸面上設置有O型密封圈11，兩個唇形橡膠密封圈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。
作為實施例1的第四種形式：參照實施例1的第三種形式，動環8.1外周設置有散熱部14，散熱部14上設置有能生風散熱的翅、孔、槽的一種或組合。
實施例2：參照實施例1，所述離心泵為二級結構，密封盒6包括盒體6.3以及密封封蓋6.4，密封封蓋6.2與泵體1固定連接，冷卻水進出口（6.1、6.2）設置於密封封蓋6.4上，動力密封7設置於盒體6.3內，機械密封8設置於密封封蓋6.4內，機械密封8為內裝式機械密封，動環8.1設置於靜環8.2內側，最外側的靜環8.2與密封封蓋6.4的接觸面密封連接。
實施例3：一種側吸防磨離心泵，所述離心泵為單級結構，包括泵體1、吸入式三通2、主軸3以及軸密封結構4，主軸3上設置有軸套5，軸密封結構4安裝於泵體1內的主軸3的軸套5上，位於吸入口三通2的側吸入口處，軸密封結構4包括與吸入口三通2密封連接的密封盒6、與密封盒6連接的靜環座14，靠近側吸入口的動力密封7以及動力密封7後側的機械密封8，密封盒6、靜環座14、動力密封7、機械密封8三者構成冷卻水密封腔，靜環座14設置有冷卻水進口6.1、冷卻水出口6.2，動力密封7為兩個唇形橡膠密封圈，唇形橡膠密封圈唇口同向並朝向輸送液體的方向，唇形橡膠密封圈內置有鋼骨架7.1，唇形橡膠密封圈設置於密封盒內，機械密封8為外裝式機械密封，動環8.1設置於靜環8.2外側，冷卻水進口6.1和冷卻水出口6.2設置於動力密封7與外裝式機械密封之間，靜環座14將動力密封7與外裝式機械密封之間隔開，冷卻水進入冷卻水通道10內與動力密封7和外裝式機械密封接觸冷卻，靜環座14與機械密封8的靜環8.2的接觸面密封連接，靜環座14與靜環8.2的接觸面上設置有O型密封圈11。
實施例3的第二種形式，不設置密封盒6，吸入口三通2直接與靜環座14密封連接，靜環座14、動力密封7、機械密封8三者構成冷卻水密封腔，動力密封7的唇形橡膠密封圈設置於吸入口三通2內。
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。
為了使泵機在輸送高濃度漿體時密封可靠、壽命更長，本發明可啟用內衝洗功能，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密封圈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。
本發明中所述機械密封包括動環、靜環、彈簧，動靜環的材質，可以優選耐磨性好、摩擦係數小和材料，例如碳化矽、氮化矽、硬質合金、複合陶瓷、聚四氟乙烯、石墨、複合塑料。按常規的機封摩擦釜的要求配置，在本發明中不作限定。
本發明中離心泵的過流部件的材料可以是塑料、陶瓷、金屬等，在這裡不作限定，也不影響本發明的發明實質。不管何種過流材料的側吸離心泵，只要配用本發明的密封結構，均在本發明覆蓋的保護範圍之內。
本發明的技術可以適用於單級側吸離心料漿泵的密封，也同樣適用於雙級側吸離心料漿泵的軸密封。採用本發明的技術安裝的雙級側吸離心料漿泵也在本專利的保護範圍之內。
這種離心泵與原有技術的同類側吸料漿泵比較，密封使用壽命能從2～4個月延長到8～10個月，密封壽命延長一倍以上。
在外接冷卻水壓力大於0.1MPa的狀況下，為了防止外接的冷卻水順著唇形圈的唇口反流泵腔內部的物料中，有效的方法設置二隻橡膠圈，把其中一隻橡膠圈的唇口朝外反裝，這樣能有效防止空氣和冷卻液進入泵腔內。
為了使泵機在輸送高濃度漿體時密封可靠、壽命更長，本發明可啟用內衝洗功能，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橡膠密封圈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。
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。
本發明中所述的機封的動環和靜環的材質的選擇，只要符合適應冷卻水的要求即可，可選擇碳化矽、氮化矽、硬質合金、複合陶瓷、聚四氟乙烯、石墨、複合塑料，本發明中不作限定。
本發明中的技術與原有技術相比，僅是在原唇形橡膠軸密封的外側增加了一組帶動靜環的機械密封，看似是一種簡單的組合變化，但實際起的功能卻解決了原有技術料漿輸送離心泵的軸密封洩漏的業內難題，其核心技術內涵是把不同功能、不同特性、不同結構的軸密封組合起來，讓它們發揮各自的優勢、承擔各自特殊的任務，形成新的功能的組合軸密封。在本發明中的唇形密封主要是承擔防砂和密封輸送料漿洩漏的功能，與原有技術無本質區別，冷卻水系統起到冷卻衝洗唇形密封圈與軸套旋轉摩擦產生的積溫，同時又起到冷卻機械密封的動靜環運動中產生的積溫的作用，與原有技術中的冷卻水系統的功能無本質區別。在本發明中的機封，承擔的作用密封冷卻水，不讓其外洩，這看起來也和常規的密封圈相差無幾，但把它們的各自功能組合到一起，就產生了原有技術所沒有的功能，克服了原有技術中單用唇形密封圈密封冷卻水的機封壽命不長的缺點。也同時克服了原有技術中用機封不耐砂漿導致的使用壽命短的缺點。
在本發明中發揮唇形橡膠密封圈耐砂磨的長處，可以延長使用壽命，封水的功能不用唇形橡膠密封圈來承擔，由帶動靜環的機封承擔，由於機封在本發明的技術方案中，接觸不到砂粒，因此使用壽命也可以很長，這種不同結構、不同功能的密封件組合安裝，優化了料漿離心泵的軸密封性能。
以上僅為本發明的較佳實施例而已，並不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進等均應包含在本發明的保護範圍之內。