CN106015012A - 新型立式多级泵 - Google Patents

Abstract

一种新型立式多级泵，包括泵体壳体，泵体壳体内安装有泵轴，泵轴上安装多个叶轮，位于叶轮顶部的泵轴上安装有半集装式机械密封，其结构为：包括机封轴套，机封轴套上设置有卡槽，卡槽内部镶嵌动环；机封轴套在动环上面的外圆周面套有静环座，其底部开有槽，槽内紧配合镶嵌有静环，静环与动环的摩擦面紧贴；静环座的外圆周面上设置有两个台阶，分别为大台阶和小台阶，大台阶处通过多个小弹簧与机封压盖连接，同时，小台阶处通过密封圈与机封压盖密封；半集装式机械密封的外侧与泵体壳体内壁面之间是高压腔，泵体壳体的一端下部是输入口，泵体壳体的一端上部是输出口，输出口与末级叶轮的出口连通。可靠性好和使用寿命长。

Description

新型立式多级泵

技术领域

本发明涉及水泵技术领域，尤其是新型立式多级泵。

背景技术

立式多级泵是一种大幅提升液体能量的动力设备，其工作压力比较大，现有技术中的立式多级泵，其结构为：包括壳体，所述壳体内安装有泵轴，所述泵轴上安装叶轮，位于叶轮顶部的泵轴上安装有平衡鼓或平衡盘，所述平衡鼓或平衡盘的顶部通过轴封密封；每个叶轮的进口压力小于出口压力，到平衡鼓位置时，下部的压力大于上部的压力，平衡鼓或平衡盘平衡部分轴向力，由于平衡鼓或平衡盘通过间隙泄压，平衡室与进水室低压腔相通，泄漏严重，对于小流量高扬程多级泵效率降低的影响特别明显。

小流量高扬程立式多级泵，末级叶轮后的压力非常高，不采取平衡轴向力措施会对轴承造成很大载荷压力，不利于泵的正常运行，传统设计一般采用如上所述的平衡鼓或平衡盘结构，可以平衡部分轴向力，但泄漏量很大，使泵效率降低很多。

发明内容

本申请人针对上述现有生产技术中的缺点，提供新型立式多级泵，从而使转子在高压腔内受的力互相抵消，平衡轴向力，有效的防止泄漏的现象。

本发明所采用的技术方案如下：

一种新型立式多级泵，包括泵体壳体，所述泵体壳体内安装有泵轴，所述泵轴上安装多个叶轮，每个叶轮的进口压力小于出口压力，位于叶轮顶部的泵轴上安装有半集装式机械密封，所述半集装式机械密封的结构为：包括机封轴套，所述机封轴套上设置有卡槽，所述卡槽内部通过防转销镶嵌动环；机封轴套在动环上面的外圆周面套有静环座，所述静环座底部开有槽，所述槽内紧配合镶嵌有静环，所述静环与动环的摩擦面紧贴；所述静环座的外圆周面上设置有两个台阶，分别为大台阶和小台阶，所述大台阶处通过多个小弹簧与机封压盖连接，同时，小台阶处通过密封圈与机封压盖密封；所述半集装式机械密封的外侧与泵体壳体内壁面之间是高压腔，所述泵体壳体的一端下部是输入口，所述泵体壳体的一端上部是输出口，所述输出口与末级叶轮的出口连通，同时，所述高压腔与末级叶轮出口连通。

作为上述技术方案的进一步改进：

所述高压腔顶部的机封压盖上开有排气孔，所述排气孔连接排气阀；

所述机封压盖顶部的机封轴套上开有槽口，所述槽口内嵌入一挡片，所述挡片通过螺栓连接到机封压盖上；

每级叶轮上设计有密封环，所述密封环的直径为a，静环座的小台阶的最小承压直径为b，静环与动环摩擦面紧贴部分的最大外圆直径，即摩擦副外径为c，其中b=（0.9-0.95）a，c>b；

所述半集装式机械密封上部的机封压盖上开有回水孔，所述回水孔内通过回水管与输入口连通，所述回水管上安装有常闭阀门；

所述密封圈为O型密封圈。

本发明的有益效果如下：

本发明结构紧凑、合理，操作方便，通过对半集装式机械密封承压直径的巧妙设计，在高压腔内完成对转子作用力的互相抵消，达到平衡轴向力，有效防止泄漏的现象发生，提高使用可靠性和使用寿命。

本发明在末级叶轮后的泵轴上安装有半集装式机械密封，所述半集装式机械密封有轴套、动环、静环、弹簧、O型圈等组成，动环通过防转销与紧配合安装在轴套底部，静环与动环结合面的最大直径（摩擦副外径）与机械密封最小承压直径和密封环直径接近，使泵内的高压在转子上的作用力成为内力两两抵消，从结构上平衡了轴向力。使转子作用在轴承上的轴向力大大降低，动静环密封使平衡轴向力装置的泄漏量为零。泵效率大大提高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为图1中A部的局部放大图。

其中：1、泵体壳体；2、排气阀；3、机封压盖；4、静环；5、动环；6、高压腔；7、输出口；8、叶轮；9、泵轴；10、输入口；11、机封轴套；12、密封圈；13、挡片；14、小弹簧；15、防转销；16、排气孔；17、静环座；18、回水管。

具体实施方式

下面结合附图，说明本发明的具体实施方式。

如图1和图2所示，本实施例的新型立式多级泵，包括泵体壳体1，泵体壳体1内安装有泵轴9，泵轴9上安装多个叶轮8，每片叶轮8的进口压力小于出口压力，位于叶轮8顶部的泵轴9上安装有半集装式机械密封，半集装式机械密封的结构为：包括机封轴套11，机封轴套11上设置有卡槽，卡槽内部通过防转销15镶嵌动环5；机封轴套11在动环5上面的外圆周面套有静环座17，静环座17底部开有槽，槽内紧配合镶嵌有静环4，静环4与动环5的摩擦面紧贴；静环座17的外圆周面上设置有两个台阶，分别为大台阶和小台阶，大台阶处通过多个小弹簧14与机封压盖3连接，同时，小台阶处通过密封圈12与机封压盖3密封；半集装式机械密封的外侧与泵体壳体1内壁面之间是高压腔6，泵体壳体1的一端下部是输入口10，泵体壳体1的一端上部是输出口7，输出口7与末级叶轮8的出口连通，同时，高压腔6与末级叶轮8出口连通。

高压腔6顶部的机封压盖3上开有排气孔16，排气孔16连接排气阀2。高压腔6内的空气从排气孔16排出，确保动环5和静环4摩擦副贴合面间有液体形成液膜润滑而不是有空气夹在中间干摩擦。

机封压盖3顶部的机封轴套11上开有槽口，槽口内嵌入一挡片13，挡片13通过螺栓连接到机封压盖3上。挡片13为辅助安装件，安装完成后必须移出槽口。

每级叶轮8上设计有密封环，密封环的直径为a，静环座17的小台阶的最小承压直径为b，静环4与动环5摩擦面紧贴部分的最大外圆直径，即摩擦副外径为c，其中b=（0.9-0.95）a，c>b。

泵内首级叶轮8小于叶轮密封环直径a的区域为低压区，其他叶轮8该区域压力由前后叶轮8两两抵消，叶轮8上大于该直径的区域压力由叶轮8前后盖板自行抵消，在机封与泵体构成的高压腔6内大于该直径的区域作用在转子即机封上的压力上下相互抵消，介于最小承压直径b与密封环的直径a之间的区域其压力无法抵消，使转子承受方向向下的轴向力，数值较小，由布置在机封轴套11上部的轴承承受，c>b的设计，确保静环4在高压腔6中所受合力方向向下，保障摩擦面紧密贴合，这样的设计使机封在使用过程中弹簧处于浮动状态，有利于延长机封的使用寿命。

半集装式机械密封上部的机封压盖3上开有回水孔，回水孔内通过回水管18与输入口10连通，回水管18上安装有常闭阀门。作为备用功能，万一机封摩擦面泄漏，其细小的间隙起到泄压作用，与进口低压区连通起到平衡鼓的作用，且因其间隙特别小，泄漏量小于传统平衡鼓结构

密封圈12为O型密封圈。

本发明在泵轴9上安装多个叶轮8，每片叶轮8的进口压力小于出口压力，如此设计，多级泵的最后一级叶轮后的压力很高，对密封要求大大增加，且高压作用在转子部件上的向下轴向力很大，对轴承的载荷要求高，传统做法是在末级叶轮8后加一平衡鼓或平衡盘平衡部分轴向力，减低轴承载荷要求，再在低压环境下做密封，密封压力小，但其缺点是平衡鼓和平衡盘通过间隙泄压，泄漏量大大增加，影响泵效率，特别是小流量高扬程的多级泵，效率损失就更明显。本发明则设计一种直接在高压腔6密封的多级泵，通过高压腔6内转子作用力的自平衡，减低轴承压力。

本实用新所述的半集装式机械密封，所谓半集装式机封，即机封自行装配成一体直接装入水泵，无需像普通机封那样要在泵装配过程中调整弹性元件的压缩量，装配完成后撤下动静部件间的挡片13即可。

本发明将静环4与动环5的摩擦面紧贴，这样设计的好处是：紧贴的摩擦面阻止液体从高压泄漏向低压区。

本发明所述的机封压盖3采用密封圈12进行密封，有效的阻止液体从高压腔6通过静环4和机封压盖3的间隙向外泄漏。

本发明设计挡片13的作用：挡片13一端固定在机封压盖3上，另一端嵌入机封轴套11槽口，将机封压盖3、机封轴套11、动环5和静环4连成一体，内部有夹在机封压盖3和静环座17间的小弹簧14的反弹张力使动静环摩擦面紧密贴合，保证安装精度，形成集装式机封部件，待转子部件安装到位后再拆除此挡片13。

本发明所述的动环5和静环4，动环5是跟着转子部件一起旋转的。静环4静止不动。

通过本发明的巧妙设计，在高压腔6内，高压对转子作用力大部分互相抵消，平衡轴向力，减轻了轴承的载荷压力。

本发明采用集装式平衡型机械密封，直接平衡轴向力，其工作可靠性好，使用寿命长。

以上描述是对本发明的解释，不是对发明的限定，本发明所限定的范围参见权利要求，在本发明的保护范围之内，可以作任何形式的修改。

Claims (6)

1.一种新型立式多级泵，包括泵体壳体（1），所述泵体壳体（1）内安装有泵轴（9），所述泵轴（9）上安装多个叶轮（8），每片叶轮（8）的进口压力小于出口压力，其特征在于：位于叶轮（8）顶部的泵轴（9）上安装有半集装式机械密封，所述半集装式机械密封的结构为：包括机封轴套（11），所述机封轴套（11）上设置有卡槽，所述卡槽内部通过防转销（15）镶嵌动环（5）；机封轴套（11）在动环（5）上面的外圆周面套有静环座（17），所述静环座（17）底部开有槽，所述槽内紧配合镶嵌有静环（4），所述静环（4）与动环（5）的摩擦面紧贴；所述静环座（17）的外圆周面上设置有两个台阶，分别为大台阶和小台阶，所述大台阶处通过多个小弹簧（14）与机封压盖（3）连接，同时，小台阶处通过密封圈（12）与机封压盖（3）密封；所述半集装式机械密封的外侧与泵体壳体（1）内壁面之间是高压腔（6），所述泵体壳体（1）的一端下部是输入口（10），所述泵体壳体（1）的一端上部是输出口（7），所述输出口（7）与末级叶轮（8）的出口连通，同时，所述高压腔（6）与末级叶轮（8）出口连通。

2.如权利要求1所述的新型立式多级泵，其特征在于：所述高压腔（6）顶部的机封压盖（3）上开有排气孔（16），所述排气孔（16）连接排气阀（2）。

3.如权利要求1所述的新型立式多级泵，其特征在于：所述机封压盖（3）顶部的机封轴套（11）上开有槽口，所述槽口内嵌入一挡片（13），所述挡片（13）通过螺栓连接到机封压盖（3）上。

4.如权利要求1所述的新型立式多级泵，其特征在于：每级叶轮（8）上设计有密封环，所述密封环的直径为（a），静环座（17）的小台阶的最小承压直径为（b），静环（4）与动环（5）摩擦面紧贴部分的最大外圆直径，即摩擦副外径为（c），其中b=(0.9-0.95)a，c>b。

5.如权利要求1所述的新型立式多级泵，其特征在于：所述半集装式机械密封上部的机封压盖（3）上开有回水孔，所述回水孔内通过回水管（18）与输入口（10）连通，所述回水管（18）上安装有常闭阀门。

6.如权利要求1所述的新型立式多级泵，其特征在于：所述密封圈（12）为O型密封圈。