CN212774896U - 一种双向曲路密封消除电泵轴向力平衡装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种双向曲路密封消除电泵轴向力平衡装置，包括第一甩沙器、第二甩沙器、密封套、密封座、防沙圈和联接盘，密封套套接在电泵的电机轴上，密封座和防沙圈卡接，通过螺钉固定在联接盘内侧，第二甩沙器套接在密封座和防沙圈之间的环形空间内，第一甩沙器设在防沙圈和联接盘之间形成的环形空间内，套接在第二甩沙器和防沙圈外侧，密封套和密封座相接有平衡环，联接盘上设有多个径向的气孔，联接盘一端与套接在电机轴上的连接座相接，另一端与水泵上的封水套、泵壳相接。本实用新型能够达到双向曲路密封，有效消除电泵内腔轴向力，提高潜水电泵使用寿命，且不损失电泵流量、扬程。

Description

一种双向曲路密封消除电泵轴向力平衡装置

技术领域

本实用新型涉及潜水电泵应用技术领域，具体的说是一种安装在矿用隔爆型潜水排沙电泵上的轴、径双向曲路密封，能够消除电泵轴向力的平衡装置。

背景技术

众所周知，立式高扬程矿用隔爆型潜水排沙电泵结构主要包括电机轴1、连接座2、机械密封3、第一甩沙器、第二甩沙器、密封座、防沙圈、封水套、叶轮19、上导叶14以及泵壳17。电机轴1与连接座2之间设有多个机械密封3，且保留一定的密封腔。电机轴1上套设叶轮19，叶轮19与上导叶14相接，叶轮与泵壳17之间设有口环18，电泵运行时，电机轴1转动，叶轮19与上导叶14随之转动，电泵产生的高水压会顺着叶轮轮毂与上导叶、口环间隙上窜到密封腔内，水压折射的轴向反作用力瞬间会将第一套机械密封打开产生密封泄漏，受泄露后的高压作用不久将导致第二套密封失效，电机内腔进水造成线包烧毁，严重制约电泵的使用寿命。虽然设置第一甩沙器、第二甩沙器、密封座、防沙圈、封水套套设在电机轴1外侧，能起到一定的阻挡作用，但是效果不理想。电泵轴向力的平衡一直是难以克服的技术难题，严重制约电泵的使用寿命，也是行业内共性的没有功克的技术难关。

为攻克该技术难关，各个厂家使出浑身解数各自为阵，采用多种结构诸如螺旋密封或借鉴卧式离心泵的平衡盘，但效果不佳也未能彻底摆脱轴向力的困扰。

目前，有些友商发明出一种结构类似于平衡鼓的平衡装置，安装在叶轮后盖板的轮毂上，作为转动件同叶轮一起旋转，然后密封腔内与外界焊有两根2寸水管与大气相通，密封腔内产生的高压液流经导叶与平衡鼓之间的间隙，直接通过这两根水管排出，该装置虽然能克服一定的轴向力，但也损失了很大一部分流量，会直接影响到电泵的技术性能指标。

实用新型内容

本实用新型的目的是为解决上述技术问题的不足，提供一种能够有效消除电泵内腔轴向力，使其达到平衡，提高潜水电泵使用寿命，且不损失电泵流量、扬程的双向曲路密封平衡装置。

本实用新型为解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种双向曲路密封消除电泵轴向力平衡装置，包括第一甩沙器、第二甩沙器、密封套、密封座、防沙圈和联接盘，所述密封套套接在电泵的电机轴上，所述密封座和防沙圈卡接，通过螺钉固定在联接盘内侧，密封座与密封套相接，密封座和防沙圈之间、防沙圈和联接盘之间形成两个环形空间，所述第二甩沙器套接在密封座和防沙圈之间的环形空间内，所述第一甩沙器设在防沙圈和联接盘之间形成的环形空间内，套接在第二甩沙器和防沙圈外侧，所述密封套和密封座相接有平衡环，密封座和密封套与平衡环接触位置、密封座和防沙圈与第二甩沙器接触位置、第一甩沙器与防沙圈接触位置均留有间隙，所述联接盘上设有多个径向的气孔，联接盘一端与套接在电机轴上的连接座相接，使得连接座与电机轴之间形成的密封腔通过气孔能够与外界连通，联接盘另一端与水泵上的封水套、泵壳相接。

进一步地，所述联接盘上还设有轴向的连接孔，所述联接盘通过连接孔和连接件与连接座相接。

更进一步地，所述联接盘与连接座相接位置均设有密封圈。

进一步地，所述联接盘与封水套、泵壳相接位置均设有密封圈。

更进一步地，所述平衡环右侧与电泵上的叶轮、封水套相接。

本实用新型的有益效果是：1、本实用新型在电泵泵体上设置联接盘，联接盘内设置一套由第一甩沙器、第二甩沙器、密封套、密封座和防沙圈组成的轴向、径向双向曲路密封装置，联接盘、双向曲路密封装置与连接座形成密封腔，本实用新型在电泵转子部件的带动下第一甩沙器、第二甩沙器、密封套、平衡环与非转子部件密封座、防沙圈之间形成许多曲折的小室，泄露液体在曲路中流动时会因液体粘性而产生摩擦，液体沿流道的沿程摩擦和局部磨阻构成了磨阻效应，使流速减慢，流量(泄漏量)减少；几经转折的曲路迫使多个小室内的压力沿液体流向缓慢降低，达到轴向、径向的双向密封效果；由曲路排至密封腔内的压力通过水泵联接盘上的气孔与外部大气压贯通，使其得以释放，达到内外压力平衡，彻底有效消除内腔轴向力；

2、电泵安装本实用新型结构的平衡装置后，经反复测试电泵流量、扬程、电泵效率等各项技术指标均达到MT/T671-2005标准规定要求，不损失电泵流量、扬程。

附图说明

图1是本实用新型的剖视结构示意图。

图2是图1中A处放大结构示意图。

图3是本实用新型联接盘的结构示意图。

图4是本实用新型联接盘的剖视结构示意图。

图5是本实用新型第一甩沙器的剖视结构示意图。

图6是本实用新型第二甩沙器的剖视结构示意图。

图7是本实用新型防沙圈的剖视结构示意图。

图8是本实用新型密封座的剖视结构示意图。

图9是本实用新型平衡环的剖视结构示意图。

图中标记：1、电机轴，2、连接座，3、机械密封，4、弹性挡圈，5、第一甩沙器，6、第二甩沙器，7、防沙圈，8、密封座，9、密封圈，10、联接盘，11、连接件，12、螺钉，13、密封套，14、上导叶，15、封水套，16、平衡环，17、泵壳，18、口环，19、叶轮，20、气孔，21、连接孔。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的结构设置及应用做详细的说明。

本实用新型是一套安装在矿用隔爆型潜水排沙电泵(立式)上，在电泵与电机连接处安装在密封腔内的一种轴向、径向双向曲路密封消除电泵轴向力的平衡装置。本实施例不改变立式高扬程矿用隔爆型潜水排沙电泵的原有的电机轴1、连接座2、机械密封3、弹性挡圈4、叶轮19、上导叶14、泵壳17以及口环18的结构。如图1所示，电泵的电机轴1上套设有连接座2和弹性挡圈4，电机轴1与连接座2之间设有机械密封3并形成一个机械密封室，叶轮19也套设在电机轴1上，叶轮19外侧设有上导叶14、泵壳17，在叶轮19与泵壳17的连接处设有口环18。为了防止电泵运行时腔内产生的高压会顺叶轮轮毂与导叶口环间隙上窜至机械密封室从而导致机械密封泄露失效、电机烧毁，现有的电泵在机械密封室与叶轮连接处设置了密封装置，但其效果都不理想。

如图1和图2所示，本实施例将密封装置设置为一套由第一甩沙器5、第二甩沙器6、密封套13、密封座8、防沙圈7和平衡环16组成的双向曲路密封结构，并在密封装置外部增设联接盘10。如图6、图8和图9所示，本实施例的第二甩沙器6、密封座8和平衡环16均设为台阶式的环形，如图5和图7所示，本实施例的第一甩沙器5防沙圈7均设为半剖面成L型的环形。如图1所示，本实施例的双向曲路密封消除电泵轴向力平衡装置，是将密封套13套接在电泵的电机轴1上，密封座8和防沙圈7卡接，通过螺钉12固定在联接盘10内侧，密封座8与密封套13相接，且密封座8与密封套13左端对齐，密封座8和防沙圈7之间、防沙圈7和联接盘10之间形成两个环形空间，第二甩沙器6套接在密封座8和防沙圈7之间的环形空间内，第一甩沙器5设在防沙圈7和联接盘10之间形成的环形空间内，套接在第二甩沙器6和防沙圈7外侧。密封套13和密封座8右侧相接有平衡环16，平衡环16套接在电机轴1上，其右侧上下两端分别与电泵上的叶轮19、封水套15相接。如图2所示，密封座8和密封套13与平衡环16接触位置、密封座8和防沙圈7与第二甩沙器6接触位置、第一甩沙器5与防沙圈7接触位置均留有间隙，能够形成许多曲折的小室，泄露的高压液体在通过曲折小室时能够使流速减慢，压力不断降低，达到轴向、径向的双向密封效果。

如图3和图4所示，联接盘10上设有多个径向的气孔20，联接盘10一端与套接在电机轴1上的连接座2相接，使得连接座2与电机轴1形成的密封腔通过气孔20能够与外界连通，联接盘10另一端上下两侧分别与封水套15、泵壳17相接。联接盘10与连接座2相接位置、联接盘10与封水套15、泵壳17相接位置均设有密封圈9。所述封水套15套接在叶轮上，其右侧与上导叶14相接。联接盘10上还设有轴向的连接孔21，联接盘10通过连接孔21和连接件11与连接座2相接。

在本实用新型具体应用时，将第一甩沙器5、第二甩沙器6、防沙圈7、密封座8、联接盘10和密封套13按照上述结构设置组装好后套接在电机轴1上，再在其右侧将平衡环16套接在电机轴1上，安装好叶轮19、封水套15、上导叶14、口环18、泵壳17以及电泵上原有的其他零部件，本实施例在安装过程中要注意调整第一甩沙器5、第二甩沙器6、防沙圈7、密封座8、螺钉12和封水套15各零部件的尺寸长度、间隙，使得转子部件第一甩沙器5、第二甩沙器6、密封套13、平衡环16和非转子部件防沙圈7、密封座8之间形成许多曲折的小室。第一甩沙器5、第二甩沙器6、防沙圈7、密封座8、联接盘10和平衡环16组成一套轴向、径向的双向曲路密封装置，与联接盘10、连接座2构成一个密封腔。电泵工作时，电泵的电机轴1转动，电泵上的叶轮19转动，带动平衡环16、密封套13、甩沙器I5和甩沙器II6转动，电泵运行时产生的高压液体将会顺叶轮轮毂与导叶口环间隙泄露至本实施例的双向曲路密封装置。而本实施例的转子部件第一甩沙器5、第二甩沙器6、密封套13、平衡环16和非转子部件防沙圈7、密封座8之间有许多曲折的小室，使得泄露减少，并且泄露液体在曲路中流动时，因液体粘性而产生的摩擦，流体沿流道的沿程摩擦和局部磨阻构成了磨阻效应，使流速减慢，流量(泄漏量)减少，几经转折的曲路迫使高压液体沿流程方向压力缓慢降低，本实施例的密封装置达到轴向、径向的双向密封效果。通过本实施例的密封装置后泄露到密封腔内的压力及液体已大大减少，对于泄露到密封腔内的压力将会通过联接盘10上的气孔20与外部大气压贯通使其得以释放达到内外平衡，彻底有效消除内腔轴向力，使其电泵使用寿命得到提高。

采用本实施例的平衡装置的电泵不仅达到上述的双向曲路密封和消除电泵轴向力的效果，而且经反复测试电泵流量、扬程、电泵效率等各项技术指标均达到MT/T671-2005标准规定要求。

本实施例的平衡装置在银川客户的BQS80-135/3-55/B机组上进行了改装试运行，一举获得成功，效果难以置信，电泵使用寿命提高2倍以上。整机装配后通过型式试验事实证明，电泵各项性能指标均满足设计要求，完全符合煤炭部MT/T671-2005标准规定。目前，本实用新型已批量在BQS矿用隔爆型潜水排沙电泵上配套使用，功率从30kW到220kW的电泵，使用寿命均得到成倍提高。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变型，这些也应视为本实用新型的保护范围。

本实用新型使用到的零部件均可以从市场上购买，异形件根据说明书的和附图的记载均可以进行订制，各个零件的具体连接方式未做说明的均采用现有技术中成熟的螺栓、铆钉、焊接等常规手段，机械和设备均采用现有技术中常规的型号，加上设备电路连接采用现有技术中常规的连接方式，在此不再详述，本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。

尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种双向曲路密封消除电泵轴向力平衡装置，其特征在于：包括第一甩沙器(5)、第二甩沙器(6)、密封套(13)、密封座(8)、防沙圈(7)和联接盘(10)，所述密封套(13)套接在电泵的电机轴(1)上，所述密封座(8)和防沙圈(7)卡接通过螺钉(12)固定在联接盘(10)内侧，所述第二甩沙器(6)套接在密封座(8)和防沙圈(7)之间的环形空间内，所述第一甩沙器(5)套接在第二甩沙器(6)和防沙圈(7)外侧，所述密封套(13)和密封座(8)相接有平衡环(16)，密封座(8)和密封套(13)与平衡环(16)接触位置、密封座(8)和防沙圈(7)与第二甩沙器(6)接触位置、第一甩沙器(5)与防沙圈(7)接触位置均留有间隙，所述联接盘(10)上设有多个径向的气孔(20)，联接盘(10)一端与套接在电机轴(1)上的连接座(2)相接，使得连接座(2)与电机轴(1)形成的密封腔通过气孔(20)能够与外界连通，联接盘(10)另一端与水泵上的封水套(15)、泵壳(17)相接。

2.如权利要求1所述的一种双向曲路密封消除电泵轴向力平衡装置，其特征在于：所述联接盘(10)上还设有轴向的连接孔(21)，所述联接盘(10)通过连接孔(21)和连接件(11)与连接座(2)相接。

3.如权利要求1或2所述的一种双向曲路密封消除电泵轴向力平衡装置，其特征在于：所述联接盘(10)与连接座(2)相接位置均设有密封圈(9)。

4.如权利要求1所述的一种双向曲路密封消除电泵轴向力平衡装置，其特征在于：所述联接盘(10)与封水套(15)、泵壳(17)相接位置均设有密封圈。

5.如权利要求1或4所述的一种双向曲路密封消除电泵轴向力平衡装置，其特征在于：所述平衡环(16)右侧与电泵上的叶轮(19)、封水套(15)相接。

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