CN2130941Y - 新型耐用渣浆泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供的新型耐用渣浆泵是一种输送 含有渣浆流体的离心泵。它具有节能、高效、耐用等 优点。

本实用新型采用了强制循环式轴承润滑及冷却 系统。在该系统中，透平油必须经沉淀和冷却后才能 进行下一轮循环；水力分配器12的轴向射孔13伸 入集流通道25的入口；金属轴套15的表面有螺纹 线；木质轴套16由枫木制成，其上有加油孔17，里面 充满牛油；盘根室44的隔墙45和木质轴套16的凸 肩19组合成泄水通道20；油封轴套32的凸肩33与 油封盘根室43的隔墙30组合成折线型泄油通道 46。

Description

本实用新型涉及一种输送含有渣浆流体的离心泵。

渣浆泵广泛用于电力、造纸、洗煤、矿山等行业。这些行业都是大工业流水线作业。它要求渣浆泵必须连续正常地运行，才能保障整个作业系统的正常运行。而现有渣浆泵由于设计上的不合理，存在先天性缺点，远不能满足流水线作业的要求。现有渣浆泵不仅其自身耗能高，检修费用高，而且，由于渣浆泵故障停车造成整个作业系统陷于瘫痪的事，不乏其例，由此造成的损失无法估计。

本实用新型是在对以下厂家生产的渣浆泵进行创造性革新的基础上完成的。它们是石家庄工业水泵厂生产的ZJ系列渣浆泵，江苏靖江电力机械厂生产的200ZM－H－75A型灰渣泵。它们的主要缺点是：轴封和油封密封性差，泄漏率高；轴承润滑及冷却方式不当，轴承磨损大，寿命短；轴套和盘根磨损量大，寿命短；叶轮容易窜轴；泵的抗汽蚀性能低，容易产生汽蚀现象；护套与泵体加固方式不当，造成振幅大等。这些缺点致使现有渣浆泵寿命短，故障频发，维护量大，耗能高，效益低，不能满足安全生产的要求。

本实用新型的目的是要提供一种新型耐用渣浆泵。它具有寿命长，维护量小，安全可靠、节能、高效等优点。

本实用新型的的目的是这样实现的：

一、设计新型水力轴封装置

现有渣浆泵的水力轴封装置不能有效地阻止泵内流体泄漏，盘根的密封性也很差。该装置不仅泄漏率高，而且机械损失也大。仔细分析其结构，不难发现其有以下几点不合理：

1、水力分配器只有径向射水孔，轴封水只能沿径向射在轴套表面上，其向盘根方向和向泵内前进的压力和流量是相同的。

2、叶轮后导叶短、薄且直，后护板和与其对应的叶轮脖子缺少流线型。这种结构设计没有考虑到为轴封水铺平道路，使轴封水受阻，压力降低，不能有效地密封泵内流体。

3、轴套与盘根之间的磨损量最大，随着时间的推移，它们之间的间隙越来越大，而这个间隙正是轴封水向外泄漏的通道。所以，时间越长，泄漏量越大。

4、轴套与盘根之间缺少润滑，磨损量大，轴套和盘根寿命短，机械损失大。

5、压兰压紧盘根的力是沿轴向的，而盘根对轴封水通道的密封所加的力却是沿径向的。这两个力不在同一方向上，使盘根的密封性很差。

本实用新型对轴封装置作了以下革新：

1、水力分配器只保留一个径向射水孔，使轴封水中的一小部分通过它起到密封空气并对盘根进行冷却的作用。水力分配器增设了48个轴向射水孔。这些射水孔伸入集流通道的入口，使大部分轴封水沿轴向射出，用于密封泵内流体。

2、叶轮后导叶加长且与叶轮脖子衔接成流线型。叶轮后导叶加厚且弯曲其弯曲的角度和方向与叶轮相同。叶轮脖子与后护板相对应的部位设计成流线型，它们合二为一构成集流通道。这样，水力分配器的轴向射水孔伸入集流通道的入口，会使水力分配器与叶轮脖子之间的轴封水通道形成负压区，使绝大多数的轴封水都跑向泵内。这样，轴封水对泵内流体的密封作用加强了，而它向盘根方向的泄漏大大减少了。

3、把盘根与水力分配器隔开，使盘根室成为相对独立的空间，既保护盘根，又阻碍了轴封水向盘根方向的泄漏。

4、把轴套分成两段：一段为金属轴套，另一段为木质轴套。金属轴套表面车有梯形螺纹旋向与主轴旋向相反。木质轴套采用优质枫木制成，加工前先在牛油中浸过。在该轴套上还有一个加油孔，可定期加入牛油，牛油渗出轴套表面，大大增强了轴套和盘根的润滑性，降低了盘根和轴套之间的磨损和机械损失。该木质轴套上还有一凸肩，它正好与盘根室的隔墙组合在一起。这样，轴封水向盘根方向的泄漏通道由原来的沿轴套表面的直线型改为离开轴套表面的折线型。这一方面使轴封水受阻，压力降低，泄漏减少，另一方面使轴封水的泄漏通道的出口由原来的沿轴套表面改在盘根室中部。这样，压兰压紧盘根的力，和盘根对轴封水泄漏通道出口的作用力就在一个方向上了。所以盘根的密封性大大增强了。

二、设计新型的强制循环式轴承润滑及冷却系统

现有渣浆泵的轴承润滑及冷却系统由于设计不合理，致使润滑及冷却工质（透平油）在运行中自然形成了恶性循环，即从轴承流出的透平油未经沉淀和冷却又直接进入轴承。在轴承内部，由于机械摩擦产生的金属屑和热量不能及时带走，更加剧了轴承的摩损，使轴承耗能增大，寿命缩短。

本实用新型力图打破这一恶性循环，建立良性循环，使轴承得到良好的润滑和冷却。具体方案是：在轴承座内设置一个微型齿轮油泵，在主轴带动下旋转。齿轮油泵的出油管分别向两侧的轴承供油。在轴承内侧设计了对开式油坝，油坝的下半部分与轴承座成一体。下半部分油坝上均匀分布着五个喷咀，透平油就通过它喷入轴承内。油坝使进入轴承的透平油绝大多数回到沉淀室，而不是直接进入齿轮油泵。沉淀室形象倒梯形，利于沉淀物集中。在沉淀室底部有排油孔，可定期排出污油，补充新油。在沉淀室顶部有一块挡油板，挡油板中间开一长方形孔。它的作用是迫使从回油孔回到沉淀室中的油在这里充分沉淀和冷却后再进行下一轮循环。这样，进入轴承的透平油始终保持清洁和较低的温度。再说，由于齿轮油泵的出口是有一定油压的，透平油喷入轴承，可把轴承内的杂质清扫出去，使轴承内各部件得到良好的润滑和冷却，从而降低了能耗和磨损，延长了轴承的寿命。

三、设计新型的油封装置

现有渣浆泵的油封结构设计不合理，胶圈易老化。胶圈与主轴之间不可避免的间隙成为透平油泄漏的通道。这是渣浆泵油封致命的弱点。

本实用新型设计了一种新型油封装置。具体方案是：在主轴上再加上一个油封轴套，它的外端与主轴成静配合。该轴套上有一凸肩。在轴承端盖上设计一个盘根室，其隔墙与轴套的凸肩组合在一起，使泄油通道由原来沿主轴表面的直线型改成轴套上方的折线型。泄油通道的出口由原来的沿主轴表面改在盘根室中部。这样，压兰的压力通过盘根直接作用于泄油通道的出口。这样，油封就可承受一定的压力而确保不泄漏，而现有渣浆泵的油封不仅不能承压，而且泄漏率较高。这种新型油封装置为我们采用强制循环式轴承润滑及冷却系统提供了条件。

四、改变主轴与叶轮的联接方式

现有渣浆泵的主轴与叶轮都采用螺纹联接，目的是为了调整叶轮与前后护板之间的间隙，但由此带来的恶果是一旦轴套锁母松动，叶轮就会窜轴，造成事故停车。

本实用新型力图改变叶轮与主轴的联接方式，避免设备损坏。具体方案是：叶轮与主轴采用键联接，为了便于拆装，孔与轴以同一锥度倾斜，为了防止叶轮窜轴，在主轴上设轴肩。至于叶轮与前后护板的间隙完全可以从设计上确定，无需调整。消除了叶轮窜轴，不仅减少了故障，还减轻了轴套的负担，为我们采用木质轴套创造了条件。

五、提高泵的抗汽蚀性能

现有渣浆泵由于结构设计不合理，常发生汽蚀现象。所谓汽蚀现场就是在渣浆泵叶轮入口区的负压低于饱和水汽化压力时使水汽化，产生的汽泡进入叶轮高压区时受挤压在瞬间破裂，产生频率很高的超声冲击波，打击泵的部件表面，使其产生蜂窝状蚀洞，同时使泵的振幅和噪音增大，损坏部件。为了避免汽蚀现象，就必须提高泵的抗汽蚀性能。现有渣浆泵采用增大泵的入口直径，尽量使叶片入口边向入口倾斜的办法，但这毕竟是有限的，不能从根本上解决问题。

本实用新型采用新的办法提高泵的抗汽蚀性能。具体方案是：把叶轮锁母加长，使其伸入叶轮的负压区，调节负压区的压力，使其不低于饱和水汽化压力，避免负压区汽化。这样，渣浆泵的抗汽蚀性能就提高了。

六、加固护套 减少振幅

现有渣头泵的护套固定方式不当常引起振幅增大，使部件受损。

本实用新型采用新的固定方式，具体方案是：在护套外表面的上下左右四点设计四个凸台，在相对应的泵体上也设计四个平台，在两平台之间加斜垫铁。这样，护套就牢固不动了，渣浆泵的振幅自然也就降低了。

本实用新型的具体结构由以下实施例及其附图给出。

图1是根据实用新型提出的新型耐用渣浆泵的结构总图。

图2是根据实用新型或图1提出的新型耐用渣浆泵的部分剖视图，即图1上A－A部分的剖视图。

图3是根据实用新型或图1提出的新型耐用渣浆泵的部分剖视图，即图1上B－B部分的剖视图。

下面结合图1、图2和图3详细说明依据本实用新型提出的具体装置的细节及工作情况。

本实用新型由以下部件构成：

主轴1、叶轮2、轴承3、齿轮油泵4、轴承座5、轴承盖6、护套7、前护板8、后护板9、泵体10、泵盖11、水力分配器12、金属轴套15、木质轴套16、轴封盘根18、轴封压兰28、斜垫铁26、叶轮锁母27、油封盘根31、轴承端盖34、油封轴套32、油封压兰35、喷咀38、挡油板39、冷却水管40。

主轴1带动叶轮2旋转，叶轮2旋轮产生离心力使其入口处形成负压，于是流体被吸入负压区，并通过叶轮2输送出去。与此同时，主轴1还带动齿轮油泵4旋轮。齿轮油泵4吸入透平油并通过喷咀38把透平油喷入轴承3内，供给轴承3的润滑和冷却。上半油坝29和下半油坝37都分别与轴承盖6和轴承座5合为一体。上半油坝29和下半油坝37合在一起构成一个对开式油坝，以防止喷向轴承3的透平油未进入轴承3内便直接流回齿轮油泵4的入口，形成短路循环。喷咀38共有五个，它们均匀分布在下半油坝37上。由于从喷咀38喷出的透平油有一定的压力，所以它能把轴承3内的金属屑或其它杂质冲走，同时它还能带走轴承3由于机械摩擦产生的热量，并为轴承3提供润滑。从轴承3流出的透平油携带着杂质和热量经回油孔36回到沉淀室42中。由于受挡油板39的限制，这些回油不可能马上进行下一轮循环，而是在沉淀室42中充分沉淀和冷却后再进行下一轮循环。在沉淀室42中布有冷却水管40。它内部通有流动着的冷水，以便把回油中的热量带走。在沉淀室42的底部有一个排油孔41，可定期排出污油，以便补充新油。这样，从喷咀38喷出的透平油始终是干净的和温度较低的。所以，在这个循环中，轴承3始终得到良好的润滑和冷却，磨损量和机械损失大大降低。

主轴1旋转同时带动油封轴套32一起旋转。油封轴套32的凸肩33和轴承端盖34的油封盘根室隔墙30组合在一起，它们之间留有间隙为0.5mm的折线型通道，透平油就从这个通道进入油封盘根室43。油封压兰35直接压在油封盘根31上，油封盘根31又压在折线型通道的出口上。油封盘根31的密封性提高了。

主轴1带动叶轮2旋转，同时带动与叶轮2成一体的后导叶24一起旋转。轴封水通过进水管21进入水力分配器12，经其分配后，一部分轴封水沿径向射水孔14射出。沿径向射水孔14射出的轴封水用于密封空气，防止空气漏入泵内。轴向射水孔13伸入集流通道25的入口。轴封水从轴向射水孔13喷出使间隙22形成负压，使轴封水的绝大部分喷入集流通道25。集流通道25不仅为轴封水铺平了道路，而且强化了轴封水的作用。叶轮2的后导叶24的作用也是强化轴封水的密封性，使轴封水把泵内流体从叶轮2的后导叶24和后护板9的间隙中敢出去。这一方面使叶轮脖子23和后护板9、轴套15免遭泵内流体的冲蚀，另一方面减小了该间隙的圆盘摩擦损失。

金属轴套15和木质轴套16与主轴1一起旋转。金属轴套15的表面上有梯形螺纹，螺纹旋向与主轴1的旋转方向相反。在运转中，金属轴套15表面上的梯形螺纹把轴封水旋向间隙22处。木质轴套16采用优质枫木制成，其内充满牛油。木质轴套16与主轴1一起旋转时，必然与盘根18摩擦发热，使木质轴套16内的牛油溶化，并渗出该轴套表面，供给润滑，降低了盘根的磨损和机械损失。

盘根室44的隔墙45和木质轴套16的凸肩19组合在一起构成泄水通道20。一部分轴封水经泄水通道20进入盘根室44。轴封盘根18在轴封压兰28的作用下直接压在泄水通道20的出口上，轴封盘根18的密封性大大增强。

叶轮2与主轴1采用键联接，再加上主轴1上有轴肩卡住叶轮2，使叶轮2不会发生窜轴现象。叶轮2旋转时带动叶轮锁母27一起旋转，从而改善调节叶轮2的入口区的压力，避免汽蚀现象。

在叶轮2旋转时，产生的离心力使护套7振动，斜垫铁26加固护套7，振动就可大大减小。

Claims (8)

1、一种输送含有渣浆流体的离心泵，其特征在于水力分配器12设有轴向射水孔13；叶轮脖子23和后护板9组成集流通25；叶轮2的后导叶24延伸后与叶轮脖子23衔接；轴套分成两段；一段是金属轴套15，另一段是木质轴套16；盘根室44的隔墙45与木质轴套16的凸肩19组合成泄水通道20；护套7与泵体10之间采用斜垫铁26加固；上半油坝29和下半油坝37与主轴1对合在一起；喷咀38布置在下半油坝37上并对准轴承3下半部的中间；回油孔36倾斜插入沉淀室42；沉淀室42形状如倒梯形，底部有排油孔41，顶部有挡油板39，

2、根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于水力分配器12的轴向射水孔13的出口延长伸入集流通道25的入口。

3、根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于集流通道25呈缩放型。

4、根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于后导叶24与叶轮脖子23的衔接呈流线型。

5、根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于木质轴套16采用浸油木材加工而成，其上有加油孔17和凸肩19。

6、根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于泄水通道20由木质轴套16的凸肩19嵌入盘根室44的隔墙45组合而成，属折线型，其出口在隔墙45的中部。

7、根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于上半油坝29和下半油坝37分别与轴承盖6和轴承座5一体铸成，且设置在轴承3的内侧。

8、根据权利要求1所述的离心泵，其特征在于挡油板39的中间开一方孔。

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