CN102434497B - 用于离心泵泵芯轴向定位的自紧方法及其自紧装置 - Google Patents

Abstract

一种用于离心泵泵芯轴向定位的自紧方法是：先将一自紧环紧紧地镶入该泵的外筒体内的环形加工槽内，再用上螺钉将自紧环固定块安装在该外筒体上，且自紧环固定块与自紧环相接，对自紧环进行径向定位；再用下螺钉依次穿过自紧环固定块和定位套并安装在该泵的泵盖上，对自紧环进行轴向定位；再依次分别同样安装多组的自紧环、自紧环固定块和定位套，实现泵芯的轴向定位。其自紧装置是：在该泵的外筒体内的环形加工槽内装有自紧环，外筒体上通过上螺钉装有自紧环固定块，且自紧环固定块与自紧环相接；在自紧环固定块与该离心泵的泵盖之间装有定位套，该自紧环固定块与定位套通过下螺钉装在所述泵盖上。本发明使用管理方便，操作、维修、拆卸快捷，降低了离心泵的制造及使用维护成本。

Description

用于离心泵泵芯轴向定位的自紧方法及其自紧装置

技术领域

本发明涉及一种应用于多级离心泵(双壳体)泵芯轴向定位的自紧方法及其自紧装置。其特别适应在非高温场合使用的高压双壳体多级离心泵，例如用于高压切焦、管道输油、加氢进料、陆上和海上注水或者烃类介质集输等或者其类似非高温场合。

背景技术

本泵类产品涉及的是一种用于高压双壳体多级离心泵内的泵芯轴向定位的自紧方法及其自紧装置。目前，国内使用的卧式双壳体多级离心泵泵芯的轴向定位的传统方式，如图4、图5所示，为所谓的端盖螺栓结构，即泵外壳筒体与具有集装整体结构的内泵芯的轴向定位是依靠大端盖螺栓24的拉紧来实行的。这种双壳体多级离心泵的高压静密封关键部位是在外壳筒体21与泵盖23的接触平面(M平面)，此处用高压金属缠绕垫22进行密封。为了保证静密封的可靠性，在泵盖上密布了多个大端盖螺栓来拉紧，从而使离心泵的外壳筒体和泵盖的直径做得很大，并使结构复杂化，提高了泵的制造成本。

随着同类产品向大型化和高压力泵发展，使得大端盖螺栓的压紧力越来越大，大端盖螺栓的尺寸越来越大，用手动扳子拧紧不但困难，甚至是行不通。为了使每个大端盖螺栓承受到足够、合适、均匀的拉紧力，为了降低劳动强度，在装拆该螺栓时必需采用特殊工具，例如液压装置、电动扭矩扳手、电加热装置等。为了确保高压端盖密封性能的可靠性，为了方便用户的使用，泵产品出厂时需要随机配带专用的拆卸工具，这使泵的维修和管理复杂化，使维护成本提高。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足，而提供一种操作、拆卸和维修快捷方便、使得离心泵重量较轻的用于离心泵泵芯轴向定位的自紧方法及其自紧装置。

本发明为解决其技术问题所采用的技术方案是：一种用于离心泵泵芯轴向定位的自紧方法是：先将一自紧环紧紧地镶入该离心泵的外筒体内的环形加工槽内，再用上螺钉将自紧环固定块安装在该外筒体上，且自紧环固定块与自紧环相接，对自紧环进行径向定位；然后再用下螺钉依次穿过自紧环固定块和定位套并安装在该离心泵的泵盖上，对自紧环进行轴向定位；最后再依次分别在所述外筒体、泵盖上同样安装多组的自紧环、自紧环固定块和定位套，从而实现离心泵泵芯的轴向定位。

如所述的用于离心泵泵芯轴向定位的自紧方法所采用的用于离心泵泵芯轴向定位的自紧装置，包括上螺钉，在该离心泵的外筒体内的环形加工槽内装有自紧环，所述外筒体上通过上螺钉装有自紧环固定块，且自紧环固定块与自紧环相接，对自紧环进行径向定位；在所述自紧环固定块与该离心泵的泵盖之间装有定位套，该自紧环固定块与定位套通过下螺钉装在所述泵盖上，对自紧环进行轴向定位。

采用本发明后，自紧环的作用是承受由泵出口压力形成的作用在泵盖上的轴向载荷，对离心泵内的泵芯部件实现轴向定位。由于自紧环承受的轴向力能自动定位，上螺钉和下螺钉不是高压主承压件，而只是起到连接和定位作用的标准紧固件，使用普通工具即可操作、拆卸，故装配拆卸时不需要配置特殊的拆卸工具。从而不需要将离心泵的外筒体和泵盖的直径做得很大，相对而言就使得该离心泵结构简单、尺寸变小、重量减轻，泵盖重量比传统结构低35％左右(原螺栓泵盖的重量为1250kg)，降低了泵的制造成本。

本发明使用管理方便，操作、维修、拆卸快捷，从而降低了离心泵的使用维护成本。本发明已在高压切焦水泵上得以应用，其主要技术参数是：泵出口压力为28MPa；泵额定流量为255m³/h；自紧环直径D为φ560，自紧环厚度T为45，自紧环材质为3Cr13。

附图说明

下面结合附图与实施方式对本发明作进一步的详细说明。

图1为本发明用于离心泵泵芯轴向定位的自紧装置的结构示意图。

图2为图1的A-A剖视图。

图3为本发明与外筒体、泵盖、泵芯等组装的纵剖面结构图。

图4为公知的离心泵泵芯轴向定位的端盖螺栓结构示意图。

图5为图4的B-B剖视图。

具体实施方式

如图1、图2所示，本发明用于离心泵泵芯轴向定位的自紧方法是：先将一自紧环2紧紧地镶入该离心泵的外筒体1内的环形加工槽内，再用上螺钉3(两件)将自紧环固定块4(扇形)安装在该外筒体1上，且自紧环固定块4与自紧环2相接，对自紧环进行径向定位；然后再用下螺钉5(三件)依次穿过自紧环固定块4(扇形)和定位套6并安装在该离心泵的泵盖7上，对自紧环进行轴向定位；最后再依次分别在所述外筒体、泵盖上(使用上螺钉、下螺钉)同样安装多组的自紧环2、自紧环固定块4和对应的定位套6(相互对应配合)，从而实现离心泵泵芯的轴向定位。

其中，所述自紧环固定块4的外形为扇形，设计为扇形的作用在于在保证提供上螺钉和下螺钉紧凑安装位置的同时，为泵盖上安装其它机构元素提供尽量大的空间；所述定位套6处于泵盖7与自紧环固定块4之间，起到对自紧环进行轴向定位作用；所述自紧环2、自紧环固定块4和对应的定位套6安装在所述外筒体、泵盖上共为四组，其互为间隔90°，以达到优越的轴向定位效果。

采用美国ASME VIII第一章“压力容器规范”，对自紧环、外筒体和泵盖进行初步的强度计算和应力分析；结合本研究实例的其它相关结构特点进行优化设计；根据泵盖上承受的轴向压力及作用面积，根据作用在自紧环受剪切直径处的面积，根据材料的力学性能，计算自紧环的厚度；并由此推算自紧环的其它特征尺寸、外筒体的环槽尺寸和泵盖的厚度尺寸等。

参照图1、图2所示，如所述的用于离心泵泵芯轴向定位的自紧方法所采用的用于离心泵泵芯轴向定位的自紧装置，包括上螺钉3，在该离心泵的外筒体1内的环形加工槽内装有自紧环2，所述外筒体1上通过上螺钉3装有自紧环固定块4(扇形)，且自紧环固定块4与自紧环2相接，对自紧环进行径向定位；在所述自紧环固定块4与该离心泵的泵盖7之间装有定位套6，该自紧环固定块4与定位套6通过下螺钉装在所述泵盖7上，对自紧环进行轴向定位。

所述上螺钉3和下螺钉5是起到连接和定位作用的标准紧固件，其装卸就无需特殊的拆装工具。如图2所示，在所述外筒体1的内孔与泵盖7的插口面上装有金属缠绕垫8和“O型”密封圈9，以密封该离心泵的出口压力P。在外筒体1高压端端面N的360°圆周上均布安装四个扇形自紧环固定块，并用上螺钉3和下螺钉5分别与外筒体1与泵盖7进行轴向定位。

外筒体1、泵盖7和自紧环2的强度计算参照美国ASME压力容器设计规范。自紧环的厚度T由作用在泵盖上轴向载荷F和作用在自紧环直径φD上的剪切应力计算得出。由计算得到的自紧环的厚度T，可以推算出自紧环的其它尺寸及外筒体上对应环形加工槽的尺寸。

如图3所示，该离心泵的泵芯由转子部件11、前轴承部件12、集装机械密封部件13、吸入函体14、中段15、导叶16和后轴承部件19等零部件组成。首先将该泵芯组装完毕，然后将其部分插入到外筒体1内，并用泵盖7盖住。再将所述自紧装置按照上述自紧方法安装在外筒体1与泵盖7上，以实现离心泵泵芯的轴向定位。

Claims (5)

1.一种用于离心泵泵芯轴向定位的自紧方法，其特征在于：先将一自紧环(2)紧紧地镶入该离心泵的外筒体(1)内的环形加工槽内，再用上螺钉(3)将自紧环固定块(4)安装在该外筒体(1)上，且自紧环固定块(4)与自紧环(2)相接，对自紧环进行径向定位；然后再用下螺钉(5)依次穿过自紧环固定块(4)和定位套(6)并安装在该离心泵的泵盖(7)上，对自紧环进行轴向定位；最后再依次分别在所述外筒体、泵盖上同样安装多组的自紧环(2)、自紧环固定块(4)和对应的定位套(6)，从而实现离心泵泵芯的轴向定位。

2.如权利要求1所述的用于离心泵泵芯轴向定位的自紧方法，其特征在于：所述自紧环固定块(4)的外形为扇形；所述定位套(6)处于泵盖(7)与自紧环固定块(4)之间。

3.如权利要求1或2所述的用于离心泵泵芯轴向定位的自紧方法，其特征在于：所述自紧环固定块(4)和对应的定位套(6)安装在所述外筒体、泵盖上共为四组，其互为间隔90°。

4.如权利要求1所述的用于离心泵泵芯轴向定位的自紧方法所采用的用于离心泵泵芯轴向定位的自紧装置，其特征在于：包括上螺钉(3)，在该离心泵的外筒体(1)内的环形加工槽内装有自紧环(2)，所述外筒体(1)上通过上螺钉(3)装有自紧环固定块(4)，且自紧环固定块(4)与自紧环(2)相接，对自紧环进行径向定位；在所述自紧环固定块(4)与该离心泵的泵盖(7)之间装有定位套(6)，该自紧环固定块(4)与定位套(6)通过下螺钉装在所述泵盖(7)上，对自紧环进行轴向定位。

5.如权利要求4所述的用于离心泵泵芯轴向定位的自紧装置，其特征在于：在所述外筒体(1)的内孔与泵盖(7)的插口面上装有金属缠绕垫(8)和“O型”密封圈(9)。

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