CN101493095B

CN101493095B - 一种泵的轴向力平衡装置

Info

Publication number: CN101493095B
Application number: CN2008102199283A
Authority: CN
Inventors: 杨丽萍
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2008-12-12
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2028-12-12
Also published as: CN101493095A

Abstract

本发明涉及一种泵的轴向力平衡装置。其特征是在叶轮后端的机体上，装有一个或一套台阶式浮动密封套。工作时，该台阶式浮动密封套能够在两端压力变化状况下自动调节与叶轮之间的轴向间隙，具有降低泄漏流量，自动平衡轴向力的效果；在叶轮后端的旋转主轴上与台阶式浮动密封套相配合，装有一个台阶式平衡鼓，其作用既配合了台阶式浮动密封套自动调节与叶轮之间的轴向间隙的功能，又保留了传统平衡鼓的功能，并且具有迷宫式间隙密封效果。本发明专利的目的就是要提供一种结构紧凑，轴向尺寸小，与现有产品零件通用化程度高，能大幅度降低容积损失与圆盘摩擦损失，提高泵的效率，且结构简单，制造成本低，使用安全可靠的泵的轴向力平衡装置。

Description

一种泵的轴向力平衡装置

技术领域

本发明涉及一种轴向力平衡装置，尤其涉及一种泵的轴向力平衡装置。

背景技术

在分段式多级离心泵现有结构的轴向力平衡装置中，立式泵一般采用平衡鼓结构；卧式泵一般采用平衡盘结构。其中：

平衡鼓装置结构比较简单，平衡鼓两端压差通过一端与进口低压端连通来实现，泄漏流量由平衡鼓与平衡套之间的径向间隙与圆盘摩擦阻力来确定。现有传统结构产品该处泄漏流量是额定流量的5％～18％(与水泵比转数成反比)，容积泄漏损耗很大。

平衡盘是依靠泄漏量变化产生压差工作的，能根据装置运行工况变化前后移动，自动调节平衡力的大小，因此，没有泄漏也就没有平衡力。现有传统结构产品该处泄漏流量是额定流量的4％～16％(与水泵比转数成反比)，容积泄漏损耗也很大，且由于运行过程中的装置工况变化，容易使设备转子部分产生整体轴向移动与脉动，平衡盘在前后移动惯性中易发生研磨。

《泵用轴向平衡与密封装置》(专利号：【ZL99251235.2】)公布了一种新型的轴向平衡与密封装置。其特征是在末级叶轮后端设置了一个固定的平衡盘，平衡盘与泵盖之间的密封依靠一套具有自动平衡与补偿功能的静环补偿式平衡型机封来实现。该结构正常工作时基本无泄漏，效率很高，但静环补偿式平衡型机封制造成本高，对其它零件加工与整体装配控制精度要求也相对高，且静环补偿式平衡型机封一旦损坏，效率将会降低，轴向力平衡也将有可能因机封泄漏量过大与平衡管回流限制而得不到保证。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种结构紧凑，轴向尺寸小，与现有产品零件通用化程度高，能大幅度降低容积损失与圆盘摩擦损失，提高泵的效率，且结构简单，制造成本低，使用安全可靠的泵的轴向力平衡装置。

本发明的这种泵的轴向力平衡装置由台阶式浮动密封套、叶轮、机体、旋转主轴、台阶式平衡鼓，机械密封动环、轴套、机械密封静环、密封盖及相关密封与连接件组成，其特征是：所述的台阶式浮动密封套通过密封套密封圈密封浮动安装在叶轮后端的机体的内腔上；所述的叶轮通过叶轮平键固定安装在旋转主轴上；所述的台阶式平衡鼓通过平衡鼓平键固定安装在叶轮后的旋转主轴上；所述的机械密封动环通过轴套、轴套密封圈装配在台阶式平衡鼓后端的旋转主轴上；所述的机械密封静环通过密封盖、密封盖密封圈、螺栓装配在机体上。

其中，台阶式浮动密封套可以为一个台阶式浮动密封，也可以由台阶式浮动密封下套与台阶式浮动密封上套联合组成，台阶式浮动密封套在两端压力变化作用下条件下能够自动轴向位移，保持与叶轮之间的浮动间隙。

其中，在机械密封动环外侧台阶式平衡鼓上开了密封进液孔，通过压差循环用于改善密封的润滑冷却状况。

其中，在台阶式浮动密封套上部外侧机体上与外部连通开了减压孔，用于泄漏液回流与泄压。

本发明的工作原理是：在叶轮后端的机体上，装有一个台阶式浮动密封套，或一套由台阶式浮动密封下套与台阶式浮动密封上套联合组成的台阶式浮动密封套，工作时，该台阶式浮动密封套能够在两端压力变化的状况下自动调节与叶轮之间的轴向间隙，具有降低泄漏流量，自动平衡轴向力的效果；在叶轮后端的旋转主轴上与台阶式浮动密封套相配合，装有一个台阶式平衡鼓，其作用既配合了台阶式浮动密封套实现自动调节与叶轮之间的轴向间隙的功能，又保留了传统平衡鼓的一般功能，并且具有迷宫式间隙密封效果。

本发明与现有技术产品相比效果主要体现为以下：1、采用台阶式浮动密封套自动调节与叶轮之间的轴向间隙，理论上甚至可以做到基本无泄漏，不仅密封与降低泄漏流量效果优于传统平衡盘结构，而且避免了传统平衡盘结构工作时设备转子部分的整体轴向移动与脉动，有利于提高轴封效果，延长轴封与水泵其它构件使用寿命；2、采用台阶式浮动密封套自动调节与叶轮之间的轴向间隙，在允许少许泄漏的条件下，工作时台阶式浮动密封套与叶轮之间没有摩擦，因此，摩擦面材料选用及工件加工与装配精度要求远低于采用静环补偿式平衡型机封结构；3、台阶式浮动密封套工作时不随主轴转动，平衡盘被精简设计在叶轮背端，与传统平衡盘结构相比没有圆盘损失；4、在台阶式浮动密封套正常工作情况下，浮动式轴向密封与相对更小的泄漏流量能够有效减低平衡鼓的圆盘摩擦损失；5、在台阶式浮动密封套不能正常工作的情况下，台阶式平衡鼓保留了传统平衡鼓的一般功能，并且具有迷宫式间隙密封效果，与《泵用轴向平衡与密封装置》结构相比，保证了使用过程更加安全可靠。

附图说明

图1是本发明所述的实施例1的结构示意图。

图2是本发明所述的实施例2的结构示意图。

图中符号说明：1台阶式浮动密封套、2密封套密封圈、3叶轮、4机体、5叶轮平键、6旋转主轴、7台阶式平衡鼓、8平衡鼓平键、9机械密封动环、10轴套、11轴套密封圈、12机械密封静环、13密封盖、14密封盖密封圈、15螺栓、16密封进液孔、17减压孔、21台阶式浮动密封下套、22台阶式浮动密封上套、31密封下套密封圈、32密封上套密封圈。

具体实施方式

下面结合附图1对本发明所述的实施例1进行说明：

在本实施例1中，本发明的这种泵的轴向力平衡装置由台阶式浮动密封套1、叶轮3、机体4、旋转主轴6、台阶式平衡鼓7，机械密封动环9、轴套10、机械密封静环12、密封盖13及相关密封与连接件组成，所述的台阶式浮动密封套1通过密封套密封圈2密封浮动安装在叶轮3后端的机体4的内腔上，台阶式浮动密封套1与叶轮3的轴向密封与轴向力平衡依靠台阶式浮动密封套1在压力变化作用下自动轴向位移，台阶式浮动密封套1保持与叶轮3之间的浮动间隙来实现；所述的叶轮3通过叶轮平键5固定安装在旋转主轴6上；所述的台阶式平衡鼓7通过平衡鼓平键8固定安装在叶轮3后的旋转主轴6上，台阶式平衡鼓7与台阶式浮动密封套1之间留有较小的径向间隙与不影响台阶式浮动密封套1轴向位移的轴向间隙；所述的机械密封动环9通过轴套10、轴套密封圈11装配在台阶式平衡鼓7后端的旋转主轴6上；所述的机械密封静环12通过密封盖13、密封盖密封圈14、螺栓15装配在机体4上；所述的台阶式平衡鼓7上的密封进液孔16通过压差循环用于改善密封的润滑冷却状况；所述的机体4上的减压孔17用于泄漏液回流与泄压。

下面结合附图2对本发明所述的实施例2进行说明：

在本实施例2中，本发明的这种泵的轴向力平衡装置由台阶式浮动密封下套21、台阶式浮动密封上套22、叶轮3、机体4、旋转主轴6、台阶式平衡鼓7，机械密封动环9、轴套10、机械密封静环12、密封盖13及相关密封与连接件组成，所述的台阶式浮动密封下套21通过密封下套密封圈31浮动安装在叶轮3后端的机体4的内腔下端；台阶式浮动密封上套22通过密封上套密封圈32密封浮动安装在叶轮3后端的机体4的内腔上端，台阶式浮动密封下套21与叶轮3的轴向密封与轴向力平衡依靠台阶式浮动密封下套21在压力变化作用下自动轴向位移，台阶式浮动密封下套21保持与叶轮3之间的浮动间隙来实现；所述的叶轮3通过叶轮平键5固定安装在旋转主轴6上；所述的台阶式平衡鼓7通过平衡鼓平键8固定安装在叶轮3后的旋转主轴6上，台阶式平衡鼓7与台阶式浮动密封下套21、台阶式浮动密封上套22之间留有较小的径向间隙与不影响台阶式浮动密封套1轴向位移的轴向间隙；所述的机械密封动环9通过轴套10、轴套密封圈11装配在台阶式平衡鼓7后端的旋转主轴6上；所述的机械密封静环12通过密封盖13、密封盖密封圈14、螺栓15装配在机体4上；所述的台阶式平衡鼓7上的密封进液孔16通过压差循环用于改善密封的润滑冷却状况；所述的机体4上的减压孔17用于泄漏液回流与泄压。

本发明具体实施例2与实施例1的主要区别是：1、在实施例2中，台阶式浮动密封套由台阶式浮动密封下套21与台阶式浮动密封上套22联合组成，由于台阶式浮动密封下套21可以采用平衡型结构，结构的平衡敏感性能与对叶轮的轴向追随性能优于实施例1中的台阶式浮动密封套1的整体结构，台阶式浮动密封套与叶轮之间浮动间隙可以设计得更小，轴向间隙密封性能更好，泄漏量更小，因此，能降低容积损失与圆盘摩擦损失，提高设备效率；2、实施例1中，台阶式浮动密封套1采用了整体结构，与实施例2中的台阶式浮动密封套分体为台阶式浮动密封下套21与台阶式浮动密封上套22结构相比，具有设计更加简单，安装更加方便，制造成本低，轴向尺寸可以进一步缩短的优点。

Claims

1.一种泵的轴向力平衡装置，由台阶式浮动密封套、叶轮、机体、旋转主轴、台阶式平衡鼓，机械密封动环、轴套、机械密封静环、密封盖及相关密封与连接件组成，其特征是：所述的台阶式浮动密封套通过密封套密封圈密封浮动安装在叶轮后端的机体的内腔上；所述的叶轮通过叶轮平键固定安装在旋转主轴上；所述的台阶式平衡鼓通过平衡鼓平键固定安装在叶轮后的旋转主轴上；所述的机械密封动环通过轴套、轴套密封圈装配在台阶式平衡鼓后端的旋转主轴上；所述的机械密封静环通过密封盖、密封盖密封圈、螺栓装配在机体上。

2.按权利要求1所述的泵的轴向力平衡装置，其特征是：所述的台阶式浮动密封套为一个台阶式浮动密封套。

3.按权利要求1所述的泵的轴向力平衡装置，其特征是：所述的台阶式浮动密封套由台阶式浮动密封下套与台阶式浮动密封上套联合组成。

4.按权利要求3所述的泵的轴向力平衡装置，其特征是：所述的台阶式浮动密封下套通过密封下套密封圈浮动安装在叶轮后端的机体的内腔下端；台阶式浮动密封上套通过密封上套密封圈密封浮动安装在叶轮后端的机体的内腔上端。

5.按权利要求1所述的泵的轴向力平衡装置，其特征是：所述的机械密封动环外侧的台阶式平衡鼓上开了密封进液孔。

6.按权利要求1所述的泵的轴向力平衡装置，其特征是：所述的台阶式浮动密封套的上部外侧的机体上与外部连通开了减压孔。