CN101949391A

CN101949391A - 立式自吸离心泵自备水冷机械密封结构

Info

Publication number: CN101949391A
Application number: CN 201010505521
Authority: CN
Inventors: 俞志君; 王辉; 许海明; 唐晓晨
Original assignee: JIANGSU ZHENHUA PUMP INDUSTRY MANUFACTURING Co Ltd
Current assignee: JIANGSU ZHENHUA PUMP INDUSTRY MANUFACTURING Co Ltd
Priority date: 2010-10-02
Filing date: 2010-10-02
Publication date: 2011-01-19

Abstract

本发明公开了一种立式自吸离心泵自备水冷机械密封结构，它包括泵轴封、压水组件和接管三部分。所述泵轴封位于叶轮之上，压水组件位于叶轮之下，两者通过传动轴实现联动。压水组件中的壳体为有底的蓄水容器，内置间隙配合的内圈和外圈，内圈的外壁和外圈的内壁设有尺寸相同、旋向相反的多头矩形螺纹，旋转的内圈相对静止的外圈构成泵结构。内圈内置间隙配合的衬套作支承，衬套与内置的芯轴键配合，芯轴底端面与壳体连接。所述接管两端分别连接压水组件的水出口和泵轴封的水进口。当泵再次启动时，因壳体内自然蓄水，随泵轴转动的压水组件第一时间将所蓄的水输出供泵轴封水冷，避免发生摩擦副干摩擦，大大提高机械密封使用寿命。

Description

立式自吸离心泵自备水冷机械密封结构

技术领域

本发明涉及一种水冷机械密封结构，具体地讲，本发明涉及一种立式自吸离心泵自备水冷机械密封结构。

背景技术

机械密封是一种具有自动补偿密封功能的新型轴封产品，广泛应用于泵轴封结构中。船用立式泵因工作环境特殊，对泵轴封的要求较高，当代船用立式泵的轴封结构首选机械密封。

立式自吸离心泵在初期启动时需向泵体内注水，其主要目的为泵抽水创造自吸条件，同时也为泵轴上配装的机械密封提供启动阶段的冷却水立式自吸泵正常运转后机械密封仍得到充分的水冷却。停机后泵体内及管道内的水在大气压作用下逐渐回落，处在泵体之上的机械密封首先处在无水区。当泵再次启动时，泵叶轮利用泵体下部贮存的水经40S～120S高速旋转即可再次自吸抽水。但是，在泵未实现自吸阶段内，机械密封的动环、静环摩擦副处于干摩擦状态。常规情况下，机械密封旋转的线速度在9m/s～16m/s之间，在此线速度下干摩擦的机械密封易被烧环，即使没有被烧坏，也在泵实现自吸后与常温的水接触时因温差大而造成动环、静环开裂，从而导致密封失效。现有技术中还有一种利用压缩气体射流原理实现自吸的离心泵，在排气过程中机械密封的摩擦副也处于干摩擦状态，当泵实现自吸后同样会发生机械密封被烧损或开裂事故。总之，现有技术中尚没有一种确保立式自吸离心泵不发生机械密封干摩擦的最佳技术方案。

发明内容

本发明主要针对现有立式自吸离心泵配置的机械密封在后续启动阶段易产生摩擦副干摩擦的不足，提出一种结构简单、供水快捷、水量充足、冷却可靠，确保摩擦副不产生干摩擦的立式自吸离心泵自备水冷机械密封结构。

本发明通过下述技术方案实现技术目标。

立式自吸离心泵自备水冷机械密封结构，它包括泵轴封、压水组件和接管三部分。所述泵轴封位于叶轮的上部，它包括竖置泵轴配装的机械密封、叶轮、锁紧螺母，以及与叶轮配合的法兰。其改进之处在于：所述压水组件设在叶轮之下的壳体内腔中，壳体为有底的蓄水容器，朝上端面通过法兰与泵轴封连接，传动轴通过两端的榫结构分别与锁紧螺母和内圈连接，构成压水组件中的内圈随泵轴转动的结构。静止的外圈塞装在壳体内孔中，外圈内孔壁和内套装的内圈外壁上设有尺寸相同、旋向相反的多头矩形螺纹，旋转的内圈相对静止的外圈构成泵结构。内圈内置间隙配合的衬套构成滑动轴承结构。衬套内孔配装芯轴，两者通过键止旋，芯轴底端面与壳体连接，芯轴底端面凹坑内和衬套壁上设有相联通的孔，该孔为滑动轴承结构的水润滑通道。所述接管两端分别沟通压水组件的水出口和泵轴封的水进口，形成水冷回路。

上述结构中，设在外圈内孔壁和内圈外壁上矩形螺纹的螺距为50mm～80mm，头数为2～13。

本发明与现有技术相比，具有以下积极效果：

1、注水组件与泵轴联动结构简单，制造容易；

2、压水组件通过接管直接向泵轴封供有一定压力的水源，水冷效果好；

3、注水组件位于泵的底部，蓄水的壳体为注水组件提供再次启动阶段的冷却水，水源充足、供水快捷、水冷可靠，机械密封在起动阶段不发生干摩擦，提高了机械密封的使用寿命。

附图说明

图1是本发明结构示意图。

图2是本发明中注水组件结构放大示意图。

图3是图2中的内圈结构示意图。

图4是图3的俯视图。

图5是图2中的外圈结构示意图。

图6是图5的俯视图。

具体实施方式

下面根据附图所示并结合实施例，对本发明作进一步说明。

图1所示的立式自吸离心泵自备水冷机械密封结构，它包括泵轴封、压水组件和接管三部分。所述泵轴封位于叶轮1.3的上部，它包括竖置泵轴1.1配装的机械密封1.2、叶轮1.3、锁紧螺母1.4，以及与叶轮1.3配合的法兰1.5。本发明在泵轴封底部设有压水组件，其壳体2.1为有底的蓄水容器，朝上的端面通过法兰1.5与泵轴封连接。传动轴2.2通过两端的榫结构分别与锁紧螺母1.4和内圈2.3.1连接，构成压水组件中的内圈2.3.1随泵轴1.1转动的结构。静止的外圈2.3.5塞装在壳体2.1内孔中，外圈2.3.5与内圈2.3.1间隙配合，内圈2.3.1的外壁和外圆2.3.5内壁设有尺寸相同、旋向相反的多头矩形螺纹，该矩形螺纹的螺距为50mm～80mm，头数为2～13。本发明中压水组件输出的冷却水量及压力，取决于内圈2.3.1和外圈2.3.5相配合面上的矩形螺纹参数。本实施例立式泵流量为100m³/h，扬程80m，其泵轴封尺寸较大，再次启动阶段所需冷却水量偏大，故选用螺距为65.5mm，头数为11的矩形螺纹。旋转的内圈2.3.1相对静止的外圈2.3.5构成泵结构，利用大导程的矩形螺纹相对运动将水输出。为了内圈2.3.1稳定旋转，在内圈2.3.1内置间隙配合的衬套2.3.2构成滑动轴承结构。衬套2.3.2内孔配装芯轴2.3.3，两者通过键2.3.4止旋，芯轴2.3.3底端面与壳体2.1连接。芯轴2.3.3底端面凹坑内和衬套2.3.2壁上设有相联通的孔2.3.6，该孔为滑动轴承结构的水润滑通道。所述接管3两端分别连接压水组件的水出口和泵轴封的水进口，实现压水组件向泵轴封直供水，确保泵轴封在再次启动阶段得到充分的水冷，避免发生摩擦副干摩擦，大大提高机械密封使用寿命。

本发明中压水组件位于叶轮1.3之下，壳体2.1内自然蓄水，当泵再次启动时，压水组件随泵轴1.1转动将所蓄的水逐步输出，接管3将压水组件输出的水即引至泵轴封处而实现水冷。泵正常运转时，位于底部的壳体2.1自然又蓄满水，为下次泵启动备足冷却水。

Claims

1.一种立式自吸离心泵自备水冷机械密封结构，它包括泵轴封、压水组件和接管三部分；所述泵轴封位于叶轮(1.3)的上部，它包括竖置泵轴(1.1)配装的机械密封(1.2)、叶轮(1.3)、锁紧螺母(1.4)，以及与叶轮(1.3)配合的法兰(1.5)；其特征在于：所述压水组件设在叶轮(1.3)之下的壳体(2.1)内腔中，壳体(2.1)为有底的蓄水容器，朝上端面通过法兰(1.5)与泵轴封连接，传动轴(2.2)通过两端的榫结构分别与锁紧螺母(1.4)和内圈(2.3.1)连接，构成压水组件中的内圈(2.3.1)随泵轴(1.1)转动的结构；静止的外圈(2.3.5)塞装在壳体(2.1)内孔中，外圈(2.3.5)内孔壁和内套装的内圈(2.3.1)外壁上设有尺寸相同、旋向相反的多头矩形螺纹，旋转的内圈(2.3.1)相对静止的外圈(2.3.5)构成泵结构；内圈(2.3.1)内置间隙配合的衬套(2.3.2)构成滑动轴承结构；衬套(2.3.2)内孔配装芯轴(2.3.3)，两者通过键(2.3.4)止旋，芯轴(2.3.3)底端面与壳体(2.1)连接，芯轴(2.3.3)底端面凹坑内和衬套(2.3.2)壁上设有相联通的孔(2.3.6)，该孔为滑动轴承结构的水润滑通道；所述接管(3)两端分别沟通压水组件的水出口和泵轴封的水进口，形成水冷回路。

2.根据权利要求1所述的立式自吸离心泵自备水冷机械密封结构，其特征在于：所述外圈(2.3.5)内孔壁和内圈(2.3.1)外壁上的矩形螺纹螺距为50mm～80mm，头数为2～13。