CN109595176A - 一种蓄能式机械密封高温熔盐泵 - Google Patents

Abstract

本发明适用于机械工程泵技术领域，提供了一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，包括泵体，泵体连接泵轴，泵轴的上部套接密封组件；泵体的出口连接出液管和蓄能式储液罐，蓄能式储液罐包括外壳和内壳，内壳中设有蓄能式活塞、介质腔和缓冲腔，缓冲腔中填充有缓冲液；蓄能式储液罐还包括介质入口管和缓冲液出口管，介质入口管的一端连接介质腔，另一端连接泵体的出口；缓冲液出口管的一端连接缓冲腔，另一端连接密封组件。借此，本发明结构简单、设计可靠，能够有效阻止介质向密封组件处的泄露，提高密封组件的密封性，提高熔盐泵的工作效率，同时能够延长机械密封的使用寿命。

Description

一种蓄能式机械密封高温熔盐泵

技术领域

本发明涉及机械工程泵技术领域，尤其涉及一种蓄能式机械密封高温熔盐泵。

背景技术

高温熔盐泵是熔盐介质的输送泵，广泛应用于化工行业、核能及太阳能领域。在化工领域，熔盐泵一般用于三聚氰胺、制盐、制碱或尿素等化工产品的制备流程，输送温度在400～460℃之间的硝酸盐、烧碱等介质；由于工作环境主要是高温场所，介质温度较高，传统熔盐泵无法配备机械密封，导致介质泄漏量大，降低了熔盐泵的工作效率；有少量熔盐泵使用机械密封，但是机械密封的密封效果不好，仍然受介质的影响，且机械密封零部件间磨损严重，减少了熔盐泵的使用寿命。

CN107355389 A公布了一种太阳能热发电高温长轴熔盐泵，包括泵轴，泵轴从下向上依次设置有水力部件、支撑减震结构、流体密封结构和轴承冷却装置；水力部件的前端设有吸入段，吸入段前端设置有叶栅式过滤器，水力部件的末端设有末级导流壳，末级导流壳的末端筒支撑减震结构的支撑管前端连接固定；虽然该发明将传统熔盐泵设计成为中心出流形式，保证高温状态下热膨胀均匀，但是并未改变使用填料密封的形式，泄漏量大，熔盐泵工作效率不高。

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

发明内容

针对上述的缺陷，本发明的目的在于提供一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，其结构简单、设计可靠，能够有效阻止介质向密封组件处的泄露，使得密封组件中的机械密封不会受高温介质的影响，提高密封组件的密封性，提高熔盐泵的工作效率，同时可以对机械密封进行润滑，减小了机械密封零部件间的摩擦，延长了机械密封的使用寿命。

为了实现上述目的，本发明提供一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，包括泵体，所述泵体连接泵轴，所述泵轴的上部套接密封组件，所述密封组件包括相互固接的上密封盖和下密封盖，所述上密封盖和下密封盖靠近所述泵轴的内侧部分形成机械腔，所述机械腔中设有套接所述泵轴的轴套，所述机械腔中还设有机械密封；所述下密封盖设有与所述机械腔连通的进液孔；

所述泵体的出口连接出液管和蓄能式储液罐，所述蓄能式储液罐包括外壳和设置在所述外壳内部的内壳，所述内壳中设有蓄能式活塞，所述内壳中蓄能式活塞上面的部分形成介质腔，所述内壳中蓄能式活塞下面的部分形成缓冲腔，缓冲腔中填充有缓冲液；所述蓄能式储液罐还包括介质入口管和缓冲液出口管，所述介质入口管的一端连接所述介质腔，所述介质入口管的另一端连接所述泵体的出口；所述缓冲液出口管的一端连接所述缓冲腔，所述缓冲液出口管的另一端连接所述进液孔。

根据本发明的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，所述机械密封包括连接在所述轴套上的动环和连接在所述下密封盖内侧的静环。

根据本发明的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，所述静环与所述下密封盖内侧之间的孔隙中设有密封圈。

根据本发明的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，所述外壳和所述内壳之间设有冷却盘管，所述冷却盘管分别连接冷却入口管和冷却出口管。

根据本发明的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，所述蓄能式活塞包括上塞板和下塞板，所述上塞板和所述下塞板之间夹设若干根弹簧。

根据本发明的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，所述上塞板和所述下塞板的面积相等。

根据本发明的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，所述上塞板的面积大于所述下塞板的面积。

根据本发明的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，所述上塞板的面积与所述下塞板的面积之比为1.08～1.3:1。

根据本发明的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，所述上塞板的面积与所述下塞板的面积之比为1.1:1。

根据本发明的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，所述上塞板的上面还连接配重块。

本发明的有益效果为：

1、本发明设置蓄能式储液罐，蓄能式储液罐的介质腔连接泵体的出口，蓄能式储液罐的缓冲腔连接密封组件的机械腔，介质腔和缓冲腔之间还设有蓄能式活塞，使缓冲腔的压力永远大于介质腔的压力，也就是密封组件机械腔的压力永远大于泵体的压力，有效阻止介质向密封组件处的泄露，使得密封组件中的机械密封不会受高温介质的影响，提高密封组件的密封性，提高熔盐泵的工作效率。

2、本发明设置蓄能式储液罐，蓄能式储液罐的缓冲腔中的缓冲液进入到机械腔中，可以对机械密封进行润滑，减小了机械密封零部件间的摩擦，延长了机械密封的使用寿命。

3、本发明结构简单、设计可靠，操作简便，安全可靠。

附图说明

图1是本发明结构示意图；

图2是图1中A部分结构示意图；

图3是本发明机械密封结构示意图；

图4是本发明蓄能式储液罐一实施例结构示意图；

图5是图4的蓄能式活塞结构示意图；

图6是本发明蓄能式储液罐一实施例结构示意图；

图7是图6的蓄能式活塞结构示意图；

图8是本发明配重块一实施例结构示意图；

图9是本发明配重块一实施例结构示意图；

在图中，1-轴承悬架，2-泵轴，3-密封组件，4-底板，5-下接管，6-泵盖，7-叶轮，8-泵体，9-出液管，10-蓄能式储液罐，11-支架，12-上密封盖，13-下密封盖，14-进液孔，15-机械密封，16-轴套，17-动环，18-静环，19-外壳，20-内壳，21-冷却盘管，22-介质入口管，23-冷却入口管，24-缓冲液出口管，25-冷却出口管，26-蓄能式活塞，261-上塞板，262-下塞板，263-弹簧，264-配重块。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，本发明提供了一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，包括泵体8，泵体8通过键和叶轮7连接泵轴2，泵轴2向上依次穿过泵盖6、下接管5、底板4和轴承悬架1，泵轴2的顶端连接驱动电机；下接管5的下端连接泵盖6，上端连接底板4的下面；底板4的上面固定轴承悬架1，轴承悬架1支撑设置于其上的驱动电机和轴承；泵轴2位于底板4上面的部分套接密封组件3，密封组件3的底部连接底板4。

参见图2和图3，密封组件3包括相互固接的上密封盖12和下密封盖13，上密封盖12和下密封盖13靠近泵轴2的内侧部分形成机械腔，机械腔中设有套接泵轴2的轴套16，机械腔中还设有机械密封15；机械密封15包括连接在轴套16上的动环17和连接在下密封盖13内侧的静环18，静环18与下密封盖13之间的孔隙中设有密封圈；下密封盖13的外侧设有与机械腔连通的进液孔14。

参见图1，泵体8的出口连接出液管9的一端，出液管9的另一端穿过底板4并固定于底板4上；底板4还固接支架11，支架11上设有蓄能式储液罐10。

参见图4和图6，蓄能式储液罐10包括外壳19和设置在外壳19内部的内壳20，内壳20中设有具有一定压力的蓄能式活塞26，蓄能式活塞26包括上塞板261和下塞板262，上塞板261和下塞板262之间夹设若干根弹簧263；内壳20中蓄能式活塞26上面的部分形成介质腔，介质腔中的介质压力为P1，上塞板261活动密封介质腔，保证介质腔中的介质不会向下泄露；内壳20中蓄能式活塞26下面的部分形成缓冲腔，缓冲腔中填充有缓冲液，缓冲液的压力为P2，下塞板262活动密封缓冲腔，保证缓冲腔中的缓冲液不会向上泄露；蓄能式储液罐10还包括介质入口管22和缓冲液出口管24，介质入口管22的一端穿过外壳19和内壳20连接介质腔，另一端连接泵体8的出口；缓冲液出口管24的一端穿过外壳19和内壳20连接缓冲腔，另一端连接进液孔14。

外壳19和内壳20之间还设有冷却盘管21，对蓄能式储液罐10中的介质进行降温，冷却盘管21分别连接冷却入口管23和冷却出口管25，冷却入口管23连接外壳19的上部，冷却出口管25连接外壳19的下部；冷却盘管21中的冷却介质为水或者油。

本发明的工作原理是：当熔盐泵需要运输介质时，介质通过泵体8的入口进入到熔盐泵中，并从泵体8的出口进入出液管9输送排出，部分介质会经下接管5向密封组件3中泄露，对密封组件3造成损害；本发明设置蓄能式储液罐10，介质通过泵体8的出口进入介质入口管22，然后进入介质腔，此时，泵体8、介质入口管22和介质腔中的介质压力都为P1；由于蓄能式活塞26始终具有一定向下的压力，缓冲腔中缓冲液的压力为P2，则P2始终大于P1；由于缓冲液出口管24连通缓冲腔和进液孔14，也就是连通缓冲腔和机械腔，因此，机械腔的压力也为P2；由于P2始终大于P1，则机械腔的压力始终大于泵体8中的压力，因此能够阻止介质经过下接管5向密封组件3处的泄露，使得密封组件3中的机械密封15不会受高温介质的影响，提高密封组件3的密封性。同时，缓冲腔中的缓冲液通过缓冲液出口管24和进液孔14进入到机械腔中，可以对机械密封15进行润滑，延长了机械密封15的使用寿命。

参见图4和图5，作为一种实施例，蓄能式活塞26中上塞板261和下塞板262的面积相等；由于蓄能式活塞26具有一定向下的重力，则蓄能式活塞26具有一定向下的压强P3，则P2＝P1+P3，P2>P1，但是，压强P3的大小只能随蓄能式活塞26重力大小的变化而变化，也就是P2与P1的压力差受限于蓄能式活塞26的重力，密封组件3的密封效果受限。

参见图6和图7，作为另一种实施例，蓄能式活塞26中上塞板261的面积大于下塞板262的面积；当介质腔中的介质给蓄能式活塞26一定的压力后，弹簧263具有一定的压缩量，则具有一定的弹力F，上塞板261受弹簧向上的弹力F，下塞板262受弹簧向下的弹力F，根据P＝F/S，上塞板261向上的压强P5小于下塞板262向下的压强P6，则P2＝P1+P6-P5，由于P6>P5，则P2>P1；P6与P5压力差的大小可以根据上塞板261与下塞板262的面积大小来调节控制，密封组件3的密封效果可以进行适当的调节；上塞板261的面积与下塞板262的面积之比为1.08～1.3:1，例如，上塞板261的面积与下塞板262的面积之比可以为1.08:1、1.1:1、1.14:1、1.17:1、1.2:1、1.25:1、1.3:1，本发明经过多次试验，上塞板261的面积与下塞板262的面积之比为1.1:1时，密封效果最好。

参见图8和图9，上塞板261的上面还连接配重块264，此时，蓄能式活塞26具有一定向下的压强P4，则P2＝P1+P4，P2>P1，压强P4的大小可以根据蓄能式活塞26重力的大小、上塞板261与下塞板262的面积大小以及配重块264的重力大小三种途径调节，提高了密封组件3的密封效果和密封性。

综上，本发明通过设置蓄能式储液罐，蓄能式储液罐的介质腔连接泵体的出口，蓄能式储液罐的缓冲腔连接密封组件的机械腔，介质腔和缓冲腔之间还设有蓄能式活塞，使缓冲腔的压力永远大于介质腔的压力，也就是密封组件机械腔的压力永远大于泵体的压力，有效阻止介质向密封组件处的泄露，使得密封组件中的机械密封不会受高温介质的影响，提高密封组件的密封性，提高熔盐泵的工作效率；蓄能式储液罐的缓冲腔中的缓冲液进入到机械腔中，可以对机械密封进行润滑，减小了机械密封零部件间的摩擦，延长了机械密封的使用寿命；另外本发明结构简单、设计可靠，操作简便，安全可靠。

当然，本发明还可有其它多种实施例，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些相应的改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，其特征在于，包括泵体，所述泵体连接泵轴，所述泵轴的上部套接密封组件，所述密封组件包括相互固接的上密封盖和下密封盖，所述上密封盖和下密封盖靠近所述泵轴的内侧部分形成机械腔，所述机械腔中设有套接所述泵轴的轴套，所述机械腔中还设有机械密封；所述下密封盖设有与所述机械腔连通的进液孔；

所述泵体的出口连接出液管和蓄能式储液罐，所述蓄能式储液罐包括外壳和设置在所述外壳内部的内壳，所述内壳中设有蓄能式活塞，所述内壳中蓄能式活塞上面的部分形成介质腔，所述内壳中蓄能式活塞下面的部分形成缓冲腔，缓冲腔中填充有缓冲液；所述蓄能式储液罐还包括介质入口管和缓冲液出口管，所述介质入口管的一端连接所述介质腔，所述介质入口管的另一端连接所述泵体的出口；所述缓冲液出口管的一端连接所述缓冲腔，所述缓冲液出口管的另一端连接所述进液孔。

2.根据权利要求1所述的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，其特征在于，所述机械密封包括连接在所述轴套上的动环和连接在所述下密封盖内侧的静环。

3.根据权利要求2所述的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，其特征在于，所述静环与所述下密封盖内侧之间的孔隙中设有密封圈。

4.根据权利要求1所述的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，其特征在于，所述外壳和所述内壳之间设有冷却盘管，所述冷却盘管分别连接冷却入口管和冷却出口管。

5.根据权利要求1～4任意一项所述的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，其特征在于，所述蓄能式活塞包括上塞板和下塞板，所述上塞板和所述下塞板之间夹设若干根弹簧。

6.根据权利要求5所述的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，其特征在于，所述上塞板和所述下塞板的面积相等。

7.根据权利要求5所述的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，其特征在于，所述上塞板的面积大于所述下塞板的面积。

8.根据权利要求7所述的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，其特征在于，所述上塞板的面积与所述下塞板的面积之比为1.08～1.3:1。

9.根据权利要求8所述的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，其特征在于，所述上塞板的面积与所述下塞板的面积之比为1.1:1。

10.根据权利要求6～9任意一项所述的一种蓄能式机械密封高温熔盐泵，其特征在于，所述上塞板的上面还连接配重块。