CN116624435A - 反向冲洗的中心出液式液下泵、立式筒袋泵 - Google Patents

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Abstract

本发明为解决现有中心出液结构的液下泵、立式筒袋泵在输送介质过程含有的颗粒及杂质对滑动轴承等摩擦副造成磨损等问题，提供了一种反向冲洗的中心出液式液下泵、立式筒袋泵。其包括由动力机构驱动旋转的主轴、固定在主轴上的叶轮组件以及支撑主轴的滑动轴承，其特殊之处在于：所述主轴为空心结构，主轴上设置有过滤组件，主轴及滑动轴承上开设有冲洗通道，冲洗通道贯穿主轴侧壁和滑动轴承的旋转部以使过滤后的干净介质能够通过冲洗通道进入滑动轴承的旋转部和固定部之间进行冲洗。本发明在不影响泵工作的情况下，可反向冲洗叶轮组件的滑动轴承处，从而保证颗粒无法在摩擦副中堆积，运行可靠，实现安全、高效生产。

Description

反向冲洗的中心出液式液下泵、立式筒袋泵
技术领域
本发明属于非变容式泵领域的中心出液式液下泵和立式筒袋泵，具体涉及反向冲洗的中心出液式液下泵、立式筒袋泵。
背景技术
中心出液式的液下泵、立式筒袋泵，其结构复杂、滑动轴承易磨损、介质需通过滑动轴承后进行对外输送，其结构形式限制无法输送含有颗粒的介质，只适合输送各种清洁的、无颗粒的、中性或有腐蚀性介质，若其中存在颗粒及工艺杂质严重影响泵的使用寿命及现场生产安全。
常规中心出液式的液下泵、立式筒袋泵只需要考虑产品的经济性与实用性即可，并未考虑在乙烯和烷基化等化工行业中工况变化等情况，使得常规中心出液式的液下泵、立式筒袋泵无法满足在乙烯、烷基化等石油化工行业中使用要求，在以上应用领域中，由于工艺不稳定、原料质量的不合格、介质在反应釜中反应不完全并有杂质颗粒晶体析出等原因，导致在输送介质过程中经常会存在杂质颗粒、及因低温、高压而析出的晶体和反应釜中未完全反应的工艺杂质。过多的颗粒及工艺杂质对于中心出液式的液下泵、立式筒袋泵的滑动轴承造成磨损，导致中心出液式的液下泵、立式筒袋泵在短时间内经常性发生抱死、振动、能耗高，发生不可逆的损伤，严重故障时甚至会发生爆炸，缩短了泵的使用寿命，严重影响到安全性及使用性能，造成无可挽回的经济损失。
中心出液式的液下泵、立式筒袋泵在生产装置中通常采用连续化生产，不仅要求具备优越的连续运转能力，更需要确保在各种生产工艺、恶劣多变的工况下运行可靠，以实现安全、高效生产。
根据上述所示，如何解决中心出液式的液下泵、立式筒袋泵在输送介质过程中产生的颗粒及工艺杂质对滑动轴承造成磨损及如何过滤出装置中的颗粒、工艺杂质，以实现中心出液式的液下泵、立式筒袋泵主轴在高速旋转中在轴衬(滑动轴承的固定部)与轴之间形成可靠的液膜给予支撑，即为本发明需要解决的技术难点。
发明内容
本发明为了解决背景技术中现有中心出液式的液下泵、立式筒袋泵在输送介质过程中存在的杂质颗粒对滑动轴承造成磨损等问题，提供了一种反向冲洗的中心出液式液下泵和立式筒袋泵。
反向冲洗的中心出液式液下泵，包括由动力机构驱动旋转的主轴3、固定在主轴3上的叶轮组件以及支撑主轴的滑动轴承，其特殊之处在于：所述主轴3为空心结构，主轴3上设置有过滤组件6，主轴及滑动轴承上开设有冲洗通道45，冲洗通道45贯穿主轴侧壁和滑动轴承的旋转部44，介质经过过滤组件6过滤后进入主轴内并通过冲洗通道45进入滑动轴承的旋转部44和固定部43之间。
具体的，上述过滤组件6包括但不限于开设在主轴上的至少一个通孔61以及固定在通孔61上的分离过滤筛网62。
上述过滤组件6的优选位置为泵内压力最高位置且靠近液下泵的出口22位置，出口设置在液下泵的出口段2上。
上述叶轮组件优选多级叶轮组件，也可以选择首级下沉的叶轮组件。具体的，首级下沉的叶轮组件包括与主轴3固定连接的次级叶轮41和首级叶轮51，次级叶轮41容纳于中段壳体4中，中段壳体4固定安装在液下泵的出口段2上，主轴3通过滑动轴承安装在中段壳体4上，主轴与滑动轴承的旋转部44固定连接，滑动轴承的固定部43与中段壳体固定连接。首级叶轮51固定在主轴上并通过滑动轴承安装在首级导流壳5内，首级导流壳5与中段壳体4固定连接；首级叶轮51与滑动轴承的旋转部44固定连接，滑动轴承的旋转部固定在主轴3上，滑动轴承的固定部43与首级导流壳5固定连接。
作为本发明的进一步改进，上述首级导流壳5与中段壳体4之间通过接管7固定连接。
作为本发明的进一步改进，上述接管7的内壁和/或首级导流壳5的内壁和/或中段壳体4的内壁开设有凹槽81，凹槽81处开设有至少一个除杂孔85，除杂孔85与除杂管路86联通。
作为本发明的进一步改进，上述凹槽81的深度随着主轴外介质流动方向越来越深。
作为本发明的进一步改进，除杂管路86还与液下泵的出口22联通。不需要引用外来压力源，根据伯努利推论，利用液下泵的出口22处的高压将低压处的除杂管路86中的杂质排出泵体。
作为本发明的进一步改进，上述除杂孔85和除杂管路86之间还设置有迂回通路82。具体的，上述迂回通路82中设置有至少一个挡板83，挡板83在迂回通路82的内侧和外侧间隔设置。
由于立式筒袋泵属于中心出液式的液下泵的一种，因此，本发明的改进可以应用到立式筒袋泵结构中，即本发明还提供一种反向冲洗的立式筒袋泵，包括设置有进口21和出口22的进出口段、与进出口段固定连接的筒袋23、由动力机构驱动旋转的主轴3、固定在主轴3上的叶轮组件以及支撑主轴3的滑动轴承，其特征在于：所述主轴3为空心结构，主轴3上设置有过滤组件6，主轴3及滑动轴承上开设有冲洗通道45，冲洗通道45贯穿主轴3侧壁和滑动轴承的旋转部44，介质经过过滤组件6过滤后进入主轴内并通过冲洗通道45进入滑动轴承的旋转部44和固定部43之间。
立式筒袋泵的主轴3结构、过滤组件6、叶轮组件、颗粒收集减压机构8的设置可采用与反向冲洗的中心出液式液下泵相同的结构。
与现有技术相比，本发明有以下技术效果：
(1)本发明主轴上开设通孔61，通孔处覆盖分离过滤筛网，杂质颗粒被阻挡在主轴外，干净的介质进入到主轴内部，由于泵的出口22处压力大于进口处压力，为主轴内介质的反向冲洗提供了压力差，反向冲洗次级叶轮和首级叶轮的滑动轴承处，从而保证颗粒无法在摩擦副中堆积，在不影响中心出液式液下泵、筒袋泵工作的情况下，进行反向自清洁。
(2)主轴外介质的流向可将附着在分离过滤筛网上的颗粒冲刷并带到出口22排出出口段2，避免堵塞分离过滤筛网。
(3)本发明的颗粒收集减压机构能够将泵体内的颗粒进行收集并通过伯努利原理排出泵及管路之外，进行自清洁，在泵体压力过大的时候还可以减小泵体内压力。
(4)凹槽的深度随着主轴外介质流动方向越来越深，便于更多的杂质颗粒可以聚集在凹槽中。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为实施例一的整体结构剖面图；
图2为实施例一中过滤组件结构示意图；
图3为实施例一中与次级叶轮对应的冲洗通道位置示意图；
图4为实施例一中与首级叶轮对应的冲洗通道位置示意图；
图5为实施例二的整体结构剖面图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“首级”、“次级”仅用于区别描述，而不能理解为必须同时存在。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例一
如图1，反向冲洗的中心出液式液下泵，包括由动力机构驱动旋转的主轴3、固定在主轴3上的叶轮组件以及支撑主轴的滑动轴承。
动力机构包括电机1、膜片式联轴器9和驱动轴，电机1通过膜片式联轴器9与驱动轴连接，驱动轴与主轴3通过接轴套及接轴卡环连接。
主轴3为空心结构，主轴3上设置有过滤组件，主轴及滑动轴承上开设有冲洗通道45，冲洗通道45贯穿主轴侧壁和滑动轴承的旋转部44，介质经过过滤组件6过滤后进入主轴内并通过冲洗通道45进入滑动轴承的旋转部44和固定部43之间。
优选的，过滤组件6的优选位置为泵内压力最高位置且靠近液下泵的出口22位置，出口设置在液下泵的出口段2上，因此介质的流向将附着在分离过滤筛网上的颗粒直接带到出口22排出出口段2。如图2，过滤组件包括开设在主轴上的至少一个通孔61以及固定在通孔61上的分离过滤筛网62，可以是整张分离过滤筛网62覆盖多个通孔61。另外，过滤组件也可采用其他形式的过滤结构。
叶轮组件可以是一级，也可以是多级。叶轮组件优选多级叶轮组件，更优选择首级下沉的叶轮组件。如图1和图2，叶轮组件包括与主轴3固定连接的一组次级叶轮41，次级叶轮共4个，次级叶轮41容纳于中段壳体4中，中段壳体4固定安装在出口段2上，主轴3通过一组滑动轴承安装在中段壳体4的支架42上，具体的，滑动轴承的旋转部44与主轴3固定连接，滑动轴承的固定部43与旋转部44滑动连接，滑动轴承的固定部43与中段壳体4的支架42固定连接。如图4，叶轮组件还包括一组首级叶轮51，首级叶轮51固定在主轴上并通过两组滑动轴承安装在首级导流壳5上，首级导流壳5与中段壳体4固定连接。更具体的，上述首级叶轮51与滑动轴承的旋转部44固定连接，滑动轴承的旋转部44固定在主轴3上，滑动轴承的固定部与首级导流壳5固定连接。主轴3上对应该滑动轴承的位置开设有冲洗通道45，冲洗通道45贯穿主轴侧壁和滑动轴承的旋转部44，介质经过过滤组件6过滤后进入主轴内并通过冲洗通道45进入滑动轴承的旋转部44和固定部43之间。因此，图1中的冲洗通道45共三组，分别冲洗中段壳体4上的一组滑动轴承的固定部43和旋转部44之间、首级叶轮处的两组滑动轴承的固定部43和旋转部44之间。
优选的，将次级叶轮布置在近靠近出口22处，有助于增加轴系的稳定性。
优选的，为了将泵内的杂质排出泵外，上述首级导流壳5与中段壳体4之间通过接管7固定连接，以便增加颗粒收集减压机构8。由于介质中，杂质颗粒的惯性大于介质本身，杂质容易向出口段内壁碰撞，因此，在接管7的内壁和/或首级导流壳5的内壁和/或中段壳体4的内壁开设有凹槽81，凹槽81处开设有至少一个除杂孔85，除杂孔85与除杂管路86联通，杂质颗粒可以聚集在凹槽81中，并通过除杂管路86排出出口段2。凹槽81、除杂孔85、除杂管路86共同构成颗粒收集减压机构8。更进一步的，除杂管路86还与液下泵的出口22联通，不需要引用外来压力源，根据伯努利推论，利用液下泵的出口22处的高压将低压处的除杂管路86中的杂质排出泵体。颗粒收集减压机构能够将泵体内的颗粒进行收集并排出泵体，在泵体压力过大的时候还可以减小泵体内压力。原理：管路中压力大，则管路中液体流速快，接管7中的液体介质通过颗粒收集减压机构8减压后，液体流速度慢，根据伯努利推论：等高流动时，流速大，压强就小，故除杂管路86中的固液混合介质与泵的出口22处产生气压差，进而产生上升力，将筒袋泵中的颗粒杂质全部排出工艺装置。
更优选的，上述凹槽81的深度随着主轴外介质流动方向越来越深(深度为凹槽侧壁距离主轴中心轴线的垂直距离)，从图3中看，凹槽的截面为梯形，便于更多的杂质颗粒可以聚集在凹槽81中。
作为本发明的进一步改进，除杂孔85和除杂管路86之间还设置有迂回通路82。具体的，上述迂回通路82中设置有至少一个挡板83，挡板83在迂回通路82的内侧(靠近主轴为内侧，远离主轴为外侧)和外侧间隔设置。迂回通路82还可以与出口段2的出口22联通，将杂质一并排出出口段2。
本发明的原理是：介质通过首级叶轮51得到提升，通过接管7进到次级叶轮(共4个)，然后在出口22处流出。介质通过叶轮组件做功后打出，部分杂质正好附着在分离过滤筛网上，主轴中间开通孔，通过分离过滤筛网，干净的介质进入到主轴3内部，反向冲洗次级叶轮41和首级叶轮的滑动轴承处，从而保证颗粒无法在摩擦副中堆积。由于各级叶轮做功，次级叶轮处的压力是五个叶轮做功以后所得到的，远大于首级叶轮处的压力，为主轴内的反向冲洗提供了压力差。
实施例二
由于立式筒袋泵属于中心出液式的液下泵的一种，因此，实施例一中的改进可以应用到筒袋泵结构中。具体的，一种反向冲洗的立式筒袋泵，包括设置有进口21和出口22的进出口段、与进出口段固定连接的筒袋23、由动力机构驱动旋转的主轴3、固定在主轴3上的叶轮组件以及支撑主轴3的滑动轴承，进出口段和筒袋23构成内部中空的筒体，主轴3、叶轮组件、滑动轴承位于筒体内。其改进之处是：所述主轴3为空心结构，主轴3上设置有过滤组件6，主轴3及滑动轴承上开设有冲洗通道45，冲洗通道45贯穿主轴3侧壁和滑动轴承的旋转部44，介质经过过滤组件6过滤后进入主轴内并通过冲洗通道45进入滑动轴承的旋转部44和固定部43之间。
主轴3结构、过滤组件6、叶轮组件、颗粒收集减压机构8的设置可以与实施例一相同。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.反向冲洗的中心出液式液下泵，包括由动力机构驱动旋转的主轴(3)、固定在主轴(3)上的叶轮组件以及支撑主轴(3)的滑动轴承，其特征在于：所述主轴(3)为空心结构，主轴(3)上设置有过滤组件(6)，主轴(3)及滑动轴承上开设有冲洗通道(45)，冲洗通道(45)贯穿主轴(3)侧壁和滑动轴承的旋转部(44)，介质经过过滤组件(6)过滤后进入主轴内并通过冲洗通道(45)进入滑动轴承的旋转部(44)和固定部(43)之间。
2.根据权利要求1所述的反向冲洗的中心出液式液下泵，其特征在于：所述过滤组件(6)包括开设在主轴(3)上的至少一个通孔(61)以及固定在通孔(61)上的分离过滤筛网(62)。
3.根据权利要求1或2所述的反向冲洗的中心出液式液下泵，其特征在于：所述过滤组件(6)位于泵内压力最高位置且靠近液下泵的出口(22)位置。
4.根据权利要求3所述的反向冲洗的中心出液式液下泵，其特征在于：所述叶轮组件包括与主轴(3)固定连接的次级叶轮(41)和首级叶轮(51)，次级叶轮(41)容纳于中段壳体(4)中，中段壳体(4)固定安装在液下泵的出口段(2)上，主轴(3)通过滑动轴承安装在中段壳体(4)上；首级叶轮(51)固定在主轴上并通过滑动轴承安装在首级导流壳(5)内，首级导流壳(5)与中段壳体(4)固定连接。
5.根据权利要求4所述的反向冲洗的中心出液式液下泵，其特征在于：首级导流壳(5)与中段壳体(4)之间通过接管(7)固定连接。
6.根据权利要求5所述的反向冲洗的中心出液式液下泵，其特征在于：所述接管(7)的内壁和/或首级导流壳(5)的内壁和/或中段壳体(4)的内壁开设有凹槽(81)，凹槽(81)处开设有至少一个除杂孔(85)，除杂孔(85)与除杂管路(86)联通。
7.根据权利要求6所述的反向冲洗的中心出液式液下泵，其特征在于：所述凹槽(81)的深度随着主轴外介质流动方向越来越深。
8.根据权利要求7所述的反向冲洗的中心出液式液下泵，其特征在于：所述除杂管路(86)还与液下泵的出口(22)联通。
9.根据权利要求8所述的反向冲洗的中心出液式液下泵，其特征在于：所述除杂孔(85)和除杂管路(86)之间还设置有迂回通路(82)；迂回通路(82)中设置有至少一个挡板(83)，挡板(83)在迂回通路(82)的内侧和外侧间隔设置。
10.一种反向冲洗的立式筒袋泵，包括进出口段、由动力机构驱动旋转的主轴(3)、固定在主轴(3)上的叶轮组件以及支撑主轴(3)的滑动轴承，其特征在于：所述主轴(3)为空心结构，主轴(3)上设置有过滤组件(6)，主轴(3)及滑动轴承上开设有冲洗通道(45)，冲洗通道(45)贯穿主轴(3)侧壁和滑动轴承的旋转部(44)，介质经过过滤组件(6)过滤后进入主轴内并通过冲洗通道(45)进入滑动轴承的旋转部(44)和固定部(43)之间。
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