CN201003505Y - 节段自平衡双壳体离心泵静密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种节段自平衡双壳体离心泵静密封结构，包括后轴承部件、后托架、大盖螺母、大盖、高压进水段、高压导流体、外壳体、后叶轮、出水段、轴、前叶轮、低压导流体、进水段、前托架、前轴承部件、泵进口、泵出口；其中：出水段、外壳体、高压导流体、大盖以及高压进水端之间形成的内流腔的密封结构，是在出水段与外壳体相接触部位，设置缠绕密封垫，在外壳体与大盖之间相接触部位，设置自紧式密封圈、大盖O型密封圈。本实用新型的静密封结构，根据各个位置、压力等级不同，采用不同的密封结构形式；能降低整个大盖提供给静密封的预紧力，降低预紧时的应力，从而缩小泵的结构尺寸，降低生产成本及使用成本；密封效果很好，提高泵运行可靠性。

Description

节段自平衡双壳体离心泵静密封结构

技术领域

本实用新型涉及一种双壳体离心泵的密封，尤其是节段自平衡双壳体离心泵静密封结构。

背景技术

在离心泵领域，多级离心泵常采用单壳体节段式、双壳体轴向剖分式，双壳体节段式等多种结构形式。高压力(泵扬程25Mpa以上)的多级离心泵，多采用双壳体结构，多级离心泵的扬程25Mpa以上时，其转子部件轴向力基本都在100吨以上，采用平衡盘(或平衡鼓)结构的泵，常会发生平衡机构失效而使轴断裂或泵壳损坏的重大事故，因此，高压双壳体离心泵现在发展趋势是，采用轴向力自平衡结构，通过转子部件上叶轮背靠背装配而使转子部件上的轴向力自动平衡。轴向力自平衡结构的泵现在大量采用的是轴向剖分的内壳体整体铸造，该类泵的最大弱点是泵的适应范围狭窄，当用户使用参数不能用现有壳体变化叶轮直径达到要求时，必须重新制作泵壳体模型，使泵的生产成本提高，难以推广。当采用节段式(径向剖分)内壳体轴向力自平衡结构时，完全克服了整体铸造内壳体自平衡泵结构的弱点，但此种结构的泵要在内外壳体间密封形成进水腔、内流腔(流体转向流动腔)、高压进水腔、出水腔等四个完全独立的密封腔室，这是该类泵成功与否的关键。要在同一轴向同时实现六个密封面的密封而形成四个独立密封腔将非常困难，需大盖提供的密封力随着泵压力的升高而呈数倍加大，为使泵的内壳体有足够强度传递大盖提供的密封力给各密封面，则必须加大泵的内壳体、外壳体，内壳体和外壳体笨重、浪费材料等，从而大大提高生产成本，降低节段式自平衡双壳体泵的优势。

发明内容

本实用新型针对现有的节段式自平衡双壳体泵的四个独立密封腔密封困难、内壳体和外壳体笨重等不足，提供一种由多种静密封组合而成的节段式自平衡双壳体静密封结构形式，以降低整个大盖提供给静密封的预紧力，从而大大缩小泵的结构尺寸，降低生产成本及使用成本，提高泵运行可靠性。

本实用新型的技术方案：节段自平衡双壳体离心泵静密封结构，包括后轴承部件、后托架、大盖螺母、大盖、高压进水段、高压导流体、外壳体、后叶轮、出水段、轴、前叶轮、低压导流体、进水段、前托架、前轴承部件、泵进口、泵出口；其特征在于：所述的出水段、外壳体、高压导流体、大盖以及高压进水端之间形成的内流腔的密封结构，是在出水段与外壳体相接触部位，设置缠绕密封垫，在外壳体与大盖之间相接触部位，设置自紧式密封圈、大盖O型密封圈。

本实用新型的节段式自平衡双壳体泵静密封结构，其特点在于：

1、根据各个位置、压力等级不同，采用不同的静密封结构形式，以多种静密封组合构成静密封结构形式。

2、能降低整个大盖提供给静密封的预紧力，降低了内壳体传递预紧力时的应力，从而大大缩小泵的结构尺寸，降低生产成本及使用成本。

3、密封效果很好，有效防止泵体内流体渗漏，提高泵运行可靠性。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1是本实用新型结构简图；

图2是自紧式密封圈(件6)结构简图。

具体实施方式

如图1中，1-后轴承部件，2-后托架，3-大盖螺母，4-大盖，5-大盖O型密封圈，6-自紧式密封圈，7-高压进水段，8-高压导流体，9-外壳体，10-后叶轮，11-出水段，12-缠绕密封垫，13-轴，14-前叶轮，15-低压导流体，16-包覆密封垫，17-进水段，18-径向O型密封圈，19-轴向O型密封圈，20-前托架，21-前轴承部件，22-泵进口，23-泵出口，24-进流腔，25-内流腔，26-出流腔，30-密封压块，31-螺钉；

图1所示的节段自平衡双壳体离心泵结构中，包括后轴承部件1、后托架2、大盖螺母3、大盖4、高压进水段7、高压导流体8、外壳体9、后叶轮10、出水段11、轴13、前叶轮14、低压导流体15、进水段17、前托架20、前轴承部件21、泵进口22、泵出口23等，前轴承部件21、后轴承部件1分别安装在前托架20、后托架2上，支承整个泵的转动部件。驱动机驱动轴13旋转，流体经泵进口22流入进流腔24后进入前叶轮14，轴13转动所传递的机械能由前叶轮14、后叶轮10转换成流体压力能，将流体逐级加压，到出水段11的输水流道形成中压流体，经该输水流道进入内流腔25，再经高压进水段7的流道进入后叶轮10，经后叶轮10逐级加压形成高压流体流入出水段11，经流道进入泵出口23的出流腔26，由泵出口23排出泵体。离心泵运转时单个叶轮(后叶轮10、前叶轮14)的轴向力始终向叶轮进口边，在泵低压侧6个前叶轮14产生的轴向力指向泵驱动端，泵高压侧6个后叶轮10产生的轴向力指向泵非驱动端，因泵转子上的叶轮尺寸相同、个数相等，这两个轴向力大小相等、方向相反，在泵正常运转时转子部件上的轴向力完全平衡，达到自平衡。以上作为现有技术，在此不再详述。

本实用新型的改进，关键点在进流腔24、内流腔25、出流腔26三个腔的形成及密封。进流腔24是泵的进水段17与外壳体9之间形成的低压流体进入泵体的通道，在进水段17与外壳体9接触而需要密封部位，设置包覆密封垫16、径向O型密封圈18、轴向O型密封圈19，径向O型密封圈18、轴向O型密封圈19经密封压块30、螺钉31压紧在接触部位；采用上述三种密封件将其需要密封部位密封起来。内流腔25是泵的出水段11、外壳体9、高压导流体8、大盖4以及高压进水段7之间形成的中压流体进入泵体后段(高压段)的通道，在出水段11与外壳体9相接触而需要密封部位，设置缠绕密封垫12，在外壳体9与大盖4之间相接触而需要密封部位，设置自紧式密封圈6、大盖O型密封圈5，采用上述三种密封件将其需要密封部位密封起来。出流腔26是出水段11与外壳体9、低压导流体15之间形成的高压流体流出泵体的通道，在出水段11与外壳体9相接触而需要密封部位，设置缠绕密封垫12，在外壳体9与低压导流体15相接触而需要密封部位，设置包覆密封垫16，采用上述二种密封件将其需要密封部位密封起来。

如图2中，35-凹槽，36-外凸起；

图2所示的自紧式密封圈6的结构中，自紧式密封圈6内部设置有凹槽35，外部表面设置有外凸起36。工作时，凹槽35与流体相接触，有压力的流体作用在凹槽35的侧壁，使凹槽35向两侧边的方向扩展，使其具有自紧作用。外部表面上的外凸起36能与待密封的缝隙表面保持良好接触，起到良好的密封作用。

本实用新型的离心泵，通过将流体通道设置成三个彼此独立的、相互密封的进流腔24、内流腔25、出流腔26，使流体从泵进口22经进流腔24进入泵体的低压段，经前叶轮14加压成中压流体，再经内流腔25进入高压段，经后叶轮10加压成高压流体，最后经出流腔26、泵出口23流出泵体。进流腔24采用包覆密封垫16、径向O型密封圈18、轴向O型密封圈19密封，内流腔25采用缠绕密封垫12、自紧式密封圈6、大盖O型密封圈5密封，出流腔26采用缠绕密封垫12、包覆密封垫16密封，能起到良好的密封作用，满足使用要求。

实际密封压力的实施例：在图1中：A密封(包覆密封垫16)的计算压力32MPa，B密封(缠绕密封垫12)的计算压力32MPa，C密封为自紧密封垫6，C密封仅需要提供很小的密封力；A密封、B密封为垫密封，其密封系数为3，即计算密封压力均为96MPa。以A密封外径Φ635、内径Φ600计算，其密封力需325吨；以B密封外径Φ675、内径Φ635计算，其密封力需346吨，加上各导流体的密封力及大盖的液压力，需大盖提供及导流体传递的力在1552吨。如果C密封再使用密封垫，大盖螺母的预紧力将达2270吨，需要大大增加泵的结构尺寸，必须加大泵的内壳体、外壳体厚度等。

本实用新型的大盖O型密封圈5、缠绕密封垫12、包覆密封垫16、径向O型密封圈18、轴向O型密封圈19等都可以采用现有技术，能实现密封作用即可，在此不作进一步的介绍。

Claims (5)

1、节段自平衡双壳体离心泵静密封结构，包括后轴承部件(1)、后托架(2)、大盖螺母(3)、大盖(4)、高压进水段(7)、高压导流体(8)、外壳体(9)、后叶轮(10)、出水段(11)、轴(13)、前叶轮(14)、低压导流体(15)、进水段(17)、前托架(20)、前轴承部件(21)、泵进口(22)、泵出口(23)；其特征在于：所述的出水段(11)、外壳体(9)、高压导流体(8)、大盖(4)以及高压进水段(7)之间形成的内流腔(25)的密封结构，是在出水段(11)与外壳体(9)相接触部位，设置缠绕密封垫(12)，在外壳体(9)与大盖(4)之间相接触部位，设置自紧式密封圈(6)、大盖O型密封圈(5)。

2、根据权利要求1所述的节段自平衡双壳体离心泵静密封结构，其特征在于：所述的进水段(17)与外壳体(9)之间形成的进流腔(24)的密封结构，是在进水段(17)与外壳体(9)接触部位，设置包覆密封垫(16)、径向O型密封圈(18)、轴向O型密封圈(19)，径向O型密封圈(18)、轴向O型密封圈(19)经密封压块(30)、螺钉(31)压紧在接触部位。

3、根据权利要求1或2所述的节段自平衡双壳体离心泵静密封结构，其特征在于：所述的出水段(11)与外壳体(9)、低压导流体(15)之间形成的出流腔(26)的密封结构，是在出水段(11)与外壳体(9)相接触部位，设置缠绕密封垫(12)，在外壳体(9)与低压导流体(15)相接触部位，设置包覆密封垫(16)。

4、根据权利要求1或2所述的节段自平衡双壳体离心泵静密封结构，其特征在于：所述的自紧式密封圈(6)内部设置有凹槽(35)，外部表面设置有外凸起(36)。

5、根据权利要求3所述的节段自平衡双壳体离心泵静密封结构，其特征在于：所述的自紧式密封圈(6)内部设置有凹槽(35)，外部表面设置有外凸起(36)。

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