CN103527506B - 一种用于多级离心泵间隙可调的节流衬套 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于多级离心泵间隙可调的节流衬套；包括中间衬套（20），所述中间衬套（20）内套装有外密封套（24），在外密封套（24）内套装有内密封套（25）；所述外密封套（24）和内密封套（25）之间设置有活动空间（35）；所述外密封套（24）和中间衬套（20）之间通过O型密封圈（21）进行密封和减震。

Description

一种用于多级离心泵间隙可调的节流衬套

技术领域

本发明涉及多级离心泵领域，具体地说是一种用于多级离心泵间隙可调的节流衬套。

背景技术

多级离心泵广泛运用于化工、石油等领域，多级离心泵压差大，扬程高，为更好的平衡轴向力，通常采用叶轮背靠背布置，中间设置节流衬套。节流衬套作为多级离心泵的重要组成部分，影响着泵轴运行的稳定性和安全性。由于泵轴的高速旋转，与静止衬套之间的流体作着复杂的运动，此时间隙内流动流体对于泵轴将起到支撑作用，同时也会对泵轴产生相应的流体作用力，并且不同间隙大小下的流体作用力也会不同，进而影响泵轴的临界转速。当泵轴转速工作于临界转速及其附近转速时，轴系振动剧烈，严重影响多级离心泵机组和操作人员的安全，因此必须防止此类情况发生。

目前，多级离心泵节流衬套多采用中间衬套与轴系配合的形式，结构单一，并且无法对节流衬套的间隙大小进行调节，也就无法对轴系的临界转速进行调整，尽管在设计多级离心泵泵轴时会考虑到泵轴的临界转速而尽量避免泵轴工作转速接近泵轴设计临界转速，由于国内对湿转子临界转速分析能力不够成熟，分析时考虑问题不够全面以及加工中产生的误差等因素，导致实际工程操作中依然存在轴系工作转速接近泵轴临界转速的危险。因此工程中须保证轴系临界转速偏离其工作转速，减少多级离心泵轴系振动，确保多级离心泵机组工作于稳定工况。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种结构简单的用于多级离心泵间隙可调的节流衬套。

为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于多级离心泵间隙可调的节流衬套，包括中间衬套，所述中间衬套内套装有外密封套，在外密封套内套装有内密封套；所述外密封套和内密封套之间设置有活动空间；所述外密封套和中间衬套之间通过O型密封圈进行密封和减震。

作为对本发明的用于多级离心泵间隙可调的节流衬套的改进：所述外密封套上设置有环形凹面，相对应于外密封套的环形凹面，在内密封套上设置有环形凸面；所述环形凹面上设置有以两个为一组的间隙调整螺纹孔，所述的任意一组中的两个间隙调整螺纹孔均以经过外密封套圆心的轴线为界线对称分布；相对应于任意一组中的两个间隙调整螺纹孔，在环形凸面上设置有相对应的沟槽；所述环形凸面卡入环形凹面后，外密封套和内密封套之间形成活动空间，再通过间隙调整螺钉依次穿过沟槽和间隙调整螺纹孔后，将内密封套和外密封套相互固定。

作为对本发明的用于多级离心泵间隙可调的节流衬套的进一步改进：所述环形凹面上的间隙调整螺纹孔数量均为八个；所述八个间隙调整螺纹孔中任意相邻的两个间隙调整螺纹孔之间的弧度均为π/4。

作为对本发明的用于多级离心泵间隙可调的节流衬套的进一步改进：相对应于O型密封圈，分别在中间衬套的内侧面以及外密封套的外侧面设置有环形半圆槽；所述O型密封圈固定在中间衬套内侧面的环形半圆槽以及外密封套外侧面的环形半圆槽组成环形槽内。

作为对本发明的用于多级离心泵间隙可调的节流衬套的进一步改进：所述O型密封圈以中间衬套和外密封套的中截面为基准，左、右对称分布。

作为对本发明的用于多级离心泵间隙可调的节流衬套的进一步改进：所述内密封套的内侧面上设置有耐磨镀铬层。

作为对本发明的用于多级离心泵间隙可调的节流衬套的进一步改进：所述耐磨镀铬层的厚度为0.8mm。

本发明的技术效果：本发明一种多级离心泵间隙可调的节流衬套，通过改变其密封间隙大小来改变节流衬套流体对于泵轴的作用力，可对现有泵轴的临界转速进行调节，拓宽了转子临界转速范围，改善了其振动性能，避免了泵轴工作转速接近泵轴设计临界转速的问题，保证了多级离心泵机组运行的安全性和可靠性，同时内密封套的镀铬层提高了节流衬套的耐磨性能和使用寿命。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。

图1为应用本发明的多级离心泵的整体结构示意图；

图2为本发明的半开剖视图；

图3为图1中的活动空间35的放大结构示意图；

图4为本发明外密封套圆周对称螺纹孔示意图；

图5为本发明内密封套中截面剖分结构示意图；

图6为本发明间隙调整螺钉连接方式剖分和正视图的局部放大图；

图7为本发明实施例的间隙调整原理简化示意图；

图8为图1所示的节流衬套在一个方向上的调整示意图（编号a）；

图9为图1所示的节流衬套在一个方向上的调整示意图（编号b）；

图10为图1所示的节流衬套在一个方向上的调整示意图（编号c）；

图11为图1所示的节流衬套在一个方向上的调整示意图（编号d）。

具体实施方式

实施例1、图2～图11给出了一种用于多级离心泵间隙可调的节流衬套；包括中间衬套20、外密封套24和内密封套25；中间衬套20的外侧壁上设置能够与多级离心泵相互固定的固定装置；中间衬套20内套装有外密封套24，外密封套24内套装有内密封套25；外密封套24的外侧面开有环形凹面，相对应于外密封套24的环形凹面，在内密封套25的内侧面开有与环形凹面相契合的环形凸面（指的是形状相互契合，外密封套24的内径大于内密封套25的外径，通过外密封套24的内径和内密封套25的外径只差形成活动空间35）；环形凸面卡入环形凹面后，外密封套24和内密封套25之间留有活动空间35，通过活动空间35保证外密封套24和内密封套25之间能够做相对的运动；环形凹面的左、右两端均设置有相互对应的间隙调整螺纹孔28，间隙调整螺纹孔28以两个为一组，至少设置一组，每一组中的两个间隙调整螺纹孔28以经过圆心的轴线为界对称分布；如图4所示，环形凹面的左、右两端的间隙调整螺纹孔28数量均为八个，以上述对称分布的两个间隙调整螺纹孔28为一组，组成四组；八个间隙调整螺纹孔28中任意相邻的两个间隙调整螺纹孔28之间的弧度均为π/4。相对应于任意一组中的两个间隙调整螺纹孔28，在环形凸面的左、右两端均设置有相对应的沟槽29；环形凸面卡入环形凹面后，形成外密封套24和内密封套25之间的活动空间35，再通过间隙调整螺钉23依次穿过沟槽29和间隙调整螺纹孔28后，将内密封套25和外密封套24相互固定。

外密封套24和中间衬套20之间通过O型密封圈21进行密封和减震，相对应于O型密封圈21，分别在中间衬套20的内侧面以及外密封套24的外侧面设置有环形半圆槽；所述O型密封圈21固定在中间衬套20内侧面的环形半圆槽以及外密封套24外侧面的环形半圆槽组成环形槽内。O型密封圈21以中间衬套20和外密封套24的中截面为基准，左、右对称分布。

内密封套25的内侧面上设置有耐磨镀铬层22，耐磨镀铬层22的厚度为0.8mm。防止内密封套25与中间轴套32产生磨损而损坏内密封套25，加上镀铬层22后不仅提高了节流衬套的耐磨性，也延长了节流衬套的使用寿命。

本发明的用于多级离心泵间隙可调的节流衬套具体的使用时，通过多级离心泵来进行进一步的描述：

如图1所示的多级离心泵结构示意图，左端滚动轴承1和右端滚动轴承26支撑泵轴2转动，左端防尘盖4和左毛毡圈3防止灰尘或其余杂质进入到左端迷宫密封5，右端防尘盖11和右毛毡圈13防止灰尘或其余杂质进入到右端迷宫密封12，同时左毛毡圈3和右毛毡圈13能够进一步起到密封作用，左端防尘盖4和左端迷宫密封5用螺栓与左端盖6固定，右端防尘盖11和右端迷宫密封12与右端盖10固定。流体介质由与壳体8以焊接方式连接的入口法兰7流道流入，流经高速旋转的三个左叶轮19流道及各级叶轮间导叶17的级间入口流道18后，通过与第三级叶轮出口法兰16连通的外接管道15进入第四级叶轮入口法兰流道14，并经过三级右叶轮27进一步增压后通过出口法兰9流道流出多级离心泵。

如图2和图3所示，内密封套25和中间轴套32之间间隙即为节流衬套间隙，由于三个左叶轮19和三个右叶轮27的高速旋转对流体不断做功加压，导致节流衬套两端存在着较大压差，此时间隙内流体由于泵轴2的旋转带动作着复杂的运动，运动效果是会对旋转泵轴2产生流体作用力，改变泵轴2的振动特性。

本发明的中间衬套20嵌入泵壳体8中，当外部螺栓将壳体8进行连接时，由于外部螺栓的旋紧使壳体8对中间衬套20产生相应的压紧力压紧固定，再通过O型密封圈21实现外密封套24的轴向定位，同时防止外密封套24在轴向方向上的窜动。不仅如此，O型密封圈21能够承受由中间衬套20传递的压紧力（如上文所述，外部螺栓的旋紧使壳体8对中间衬套20产生相应的压紧力），保证了中间衬套20与外密封套24接触面存在小间隙及左右两级叶轮间较大压差情况下也能具有良好的密封性能，同时能吸收中间衬套32传递的壳体8振动，减小壳体8振动对节流衬套间隙的影响。如图2所示，本实施例中O型密封圈21的个数为四。

如图4所示，本实施例可调整四个不同方向上的间隙值，通过四组间间隙调整螺纹孔28、沟槽29和间隙调整螺钉23之间的配合实现。以上所述的外密封套24与内密封套25之间的活动空间35的值应大于镀铬层22与中间轴套32之间的节流衬套间隙值，保证节流衬套间隙调整范围为最大。

实施例中调节节流衬套间隙具体过程如下（如图8和图11所示）：旋转间隙调整螺钉23将外密封套24和内密封套25连接固定前，需确定节流衬套间隙调整方向，再旋转内密封套25，使内密封套25的沟槽29与外密封套24确定调整方向上的间间隙调整螺纹孔28对应好；选好调整的方向后，旋入间隙调整螺钉23，插入已对应好的间间隙调整螺纹孔28，此时内密封套25将被限制住而不能进行周向旋转，只能够沿着沟槽29方向进行滑动，当调整好所需的间隙值后再彻底旋入旋紧间隙调整螺钉23，压紧并固定好外密封套24和内密封套25，完成对节流衬套间隙的调整。通过以上过程便可分别对a、b、c、d中四个任意不同方向上的节流衬套间隙进行调整，节流衬套间隙调整改变后，间隙流体对于泵轴2的作用力也将随之改变，进而改变其临界转速。

以上所述中间衬套20、外密封套24和内密封套25均为剖分式结构，外密封套24和内密封套25轴向中截面分别开有以该中截面对称的外密封套连接螺纹孔33和内密封套连接螺纹孔34。以图4所示的内密封套中截面剖分结构示意图为例，内密封套25由内密封套连接螺钉30将上下两部分连接为一整体。本实施例中为尽量减少连接时产生安装误差，内密封套25的剖分平面31应避开沟槽23，沟槽23中心连线与剖分平面31相互垂直。同样，外密封套24也采用相应连接螺钉进行连接，与内密封套25的连接形式一样。

最后，还需要注意的是，以上列举的仅是本发明的一个具体实施例。显然，本发明不限于以上实施例，还可以有许多变形。本领域的普通技术人员能从本发明公开的内容直接导出或联想到的所有变形，均应认为是本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种用于多级离心泵间隙可调的节流衬套；其特征是：包括中间衬套(20)，所述中间衬套(20)内套装有外密封套(24)，在外密封套(24)内套装有内密封套(25)；所述外密封套(24)和内密封套(25)之间设置有活动空间(35)；

所述外密封套(24)和中间衬套(20)之间通过O型密封圈(21)进行密封和减震。

2.根据权利要求1所述的用于多级离心泵间隙可调的节流衬套，其特征是：所述外密封套(24)上设置有环形凹面，相对应于外密封套(24)的环形凹面，在内密封套(25)上设置有环形凸面；

所述环形凹面上设置有以两个为一组的四组间隙调整螺纹孔(28)，所述的四组间隙调整螺纹孔(28)中任意一组的两个间隙调整螺纹孔(28)均以经过外密封套(24)圆心的轴线为界线对称分布；

相对应于任意一组中的两个间隙调整螺纹孔(28)，在环形凸面上设置有相对应的沟槽(29)；

所述环形凸面卡入环形凹面后，外密封套(24)和内密封套(25)之间形成活动空间(35)，再通过间隙调整螺钉(23)依次穿过沟槽(29)和间隙调整螺纹孔(28)后，将内密封套(25)和外密封套(24)相互固定。

3.根据权利要求2所述的用于多级离心泵间隙可调的节流衬套，其特征是：所述任意环形凹面上的间隙调整螺纹孔(28)数量均为八个；

所述任意环形凹面上八个间隙调整螺纹孔(28)中任意相邻的两个间隙调整螺纹孔(28)之间的弧度均为π/4。

4.根据权利要求3所述的用于多级离心泵间隙可调的节流衬套，其特征是：相对应于O型密封圈(21)，分别在中间衬套(20)的内侧面以及外密封套(24)的外侧面设置有环形半圆槽；所述O型密封圈(21)固定在中间衬套(20)内侧面的环形半圆槽以及外密封套(24)外侧面的环形半圆槽组成环形槽内。

5.根据权利要求4所述的用于多级离心泵间隙可调的节流衬套，其特征是：所述O型密封圈(21)以中间衬套(20)和外密封套(24)的中截面为基准，左、右对称分布。

6.根据权利要求4所述的用于多级离心泵间隙可调的节流衬套，其特征是：所述内密封套(25)的内侧面上设置有耐磨镀铬层(22)。

7.根据权利要求6所述的用于多级离心泵间隙可调的节流衬套，其特征是：所述耐磨镀铬层(22)的厚度为0.8mm。