CN217926392U - 高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于离心泵技术领域，特别是一种高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置，包括套筒、底座、圆柱凸台和螺栓托盘，底座的中间设有凸起，套筒的下端套设在凸起的外侧与底座固定连接，在套筒上方设置螺栓托盘，螺栓托盘的一端与套筒螺纹连接，螺栓托盘的另一端设有凸圆，在凸圆的中间设置与圆柱凸台相配合的凹槽，圆柱凸台与泵体底部固定连接。本实用新型在极端高温、高压的恶劣介质工况下实现了泵体变形可控，辅助支撑泵组，减小了泵组运转中的变形、振动破坏，增强了泵组的结构强度、运行可靠性和安全性。

Description

高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置

技术领域

本实用新型属于离心泵技术领域，特别是一种高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置。

背景技术

通常，离心泵按国家相关技术标准设计时，其介质一般都是按常温、常压工况条件，再加一些安全余量设计，泵在普通工况下运行时的变形量、应力都较小，结构强度也满足设计要求；但当使用离心泵输送高温、高压介质时，从泵的试验、工程实际应用案例和CAE结构热力耦合分析可知，高温、高压介质对泵结构强度的影响非常大，在高温、高压介质作用下，泵体和泵盖变形量、应力都非常大，几乎是输送普通常温、常压介质时的好几倍，最大变形主要在泵体前腔区域，最大应力主要发生在中间支撑座、筋板和泵体接触区域、泵盖环腔区域，很多部位安全系数都小于1，原因是材料各方面的性能在高温、高压下已经改变了，由弹塑性材料蠕变成了塑脆性材料，严重影响了泵体的强度，极易造成泵体变形，动静部件摩擦，损耗功率，泵轴承温升增加，破坏失效，卡死停机等；当泵体的变形进一步加剧时，甚至可能导致爆裂，引起介质泄漏甚至爆炸，危及人身、财产安全。

因此在高温、高压介质工况下运行时，需要确保离心泵的可靠性和安全性，专利名称为“高温高压重载荷离心泵”、专利号为“201920482169.3”的实用新型专利公开了一种离心泵，主要是增加了泵壳、轴承箱的结构强度，增加其表面热交换面积、热交换速度，使热交换效率提高了，从而使泵壳、轴承得到充分的冷却，使轴承得到充分的润滑，在一定程度上解决了重载荷离心泵耐高温、高压的问题；但由于该泵结构设计上为三个固定约束、两个可伸缩约束，泵体底部的垂直方向是自由悬空的，在极端高温、高压工况下，泵体局部变形量仍然有些大，特别是沿泵体底部的垂直方向，变形量一旦超过了泵组动静部件的间隙，就会发生机械摩擦，消耗电机功率，甚至可能使泵组卡死停机，严重的情况下，使泵体应力、应变超过材料的抗拉强度而爆裂，造成高温、高压介质泄露，发生事故，危及周围人的生命、财产安全。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺陷，本实用新型提出一种高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置，在极端高温、高压的恶劣介质工况下实现了泵体变形可控，辅助支撑泵组，增强了泵组的结构强度、运行可靠性和安全性。

本实用新型所要解决的技术问题是通过如下技术方案实现的：

一种高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置，包括套筒、底座、圆柱凸台和螺栓托盘，底座的中间设有凸起，套筒的下端套设在凸起的外侧与底座固定连接，在套筒上方设置螺栓托盘，螺栓托盘的一端与套筒螺纹连接，螺栓托盘的另一端设有凸圆，在凸圆的中间设置与圆柱凸台相配合的凹槽，圆柱凸台与泵体底部固定连接。

进一步地，圆柱凸台在泵组工作时与凹槽相接触。

进一步地，圆柱凸台在泵组不工作时与凹槽不接触。

进一步地，凸圆的直径大于套筒的外径。

具体地，在凸圆的外侧设置旋转把手，旋转把手与凸圆固定连接。

具体地，旋转把手的数量为2-6个。

具体地，圆柱凸台包括第一圆柱和第二圆柱，第一圆柱与泵体底部固定连接，第二圆柱形成凸台，凸台与螺栓托盘的凹槽嵌套啮合。

具体地，第一圆柱的直径大于凹槽的直径，第二圆柱的直径小于凹槽的直径。

更好地，在套筒与底座之间设置加强筋板。

更好地，加强筋板的数量为2-8条。

本实用新型在极端高温、高压的恶劣介质工况下实现了泵体变形可控，辅助支撑泵组，减小了泵组运转中的变形、振动破坏，增强了泵组的结构强度、运行可靠性和安全性。

附图说明

图1为本实用新型的安装示意图；

图2为图1的右视图；

图3为图1的剖面图；

图4为本实用新型的结构示意图；

图5为螺栓托盘的俯视图；

图6为圆柱凸台的结构示意图；

图7为套筒与底座连接的俯视图。

具体实施方式

图1为本实用新型的安装示意图；图2为图1的右视图；图3为图1的剖面图；图4为本实用新型的结构示意图。结合图1至图4所示，一种高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置，包括套筒20、底座21、圆柱凸台22和螺栓托盘23，底座21的中间设有凸起21.1，套筒20的下端套设在凸起21.1的外侧与底座21固定连接，在套筒20上方设置螺栓托盘23，螺栓托盘23的一端与套筒20螺纹连接，螺栓托盘23的另一端设有凸圆23.1，在凸圆23.1的中间设置与圆柱凸台22相配合的凹槽23.2，圆柱凸台22与泵体底部固定连接。

在泵组工作时，泵体由于受到高温、高压介质的作用而发生理化性能变化，向外膨胀变形，使得圆柱凸台22与凹槽23.2相接触，凹槽23.2起到包络圆柱凸台22、限制圆柱凸台22往XY方向移动的作用，从而限制泵体的水平方向移动，只能往垂直方向(Z方向)变形；在泵组不工作时，圆柱凸台22与凹槽23.2不接触，防止螺栓托盘23的螺纹长期受到泵体的预应力而与套筒20咬合，导致损坏螺纹。

图5为螺栓托盘的俯视图，如图4和图5所示，本实施例的螺栓托盘23类似于螺栓的零件，螺栓托盘23一端通过螺纹锁紧在套筒20内，螺栓托盘23另一端的凸圆23.1的直径大于套筒20的外径，在凸圆23.1的外侧设置旋转把手23.3，旋转把手23.3与凸圆23.1固定连接，旋转把手23.3的数量为2-6个，本实施例的旋转把手23.3为4个，旋转把手23.3与凸圆23.1焊接连接，通过旋转把手23.3能使螺纹前进或者后退，从而控制螺栓托盘23的凸圆23.1与圆柱凸台22之间的距离，最终控制泵体受到高温、高压介质作用而发生理化性能变化向外膨胀变形时在垂直方向(Z方向)的变形大小。

图6为圆柱凸台的结构示意图，如图6所示，圆柱凸台22包括第一圆柱22.1和第二圆柱22.2，第一圆柱22.1与泵体底部固定连接，第二圆柱22.2形成凸台，凸台与螺栓托盘23的凹槽23.2嵌套啮合，第一圆柱22.1的直径大于凹槽23.2的直径，第二圆柱22.2的直径小于凹槽23.2的直径，第一圆柱22.1形成止口，其作用是限制泵体最大变形量为L。

图7为套筒与底座连接的俯视图，如图7所示，本实施例的套筒20与底座21焊接连接，在套筒20与底座21之间设置加强筋板24，加强筋板24的数量为2-8条，本实施例的加强筋板24为4条，4条加强筋板24将底座21与套筒20连接更牢靠，使结构支撑更加强壮有力、稳固。

参见图3所示，本实施例的离心泵包括泵体1、泵盖2、轴承箱3、轴承4、泵轴5、叶轮6、机封7、冷却风扇8、轴承箱支架9、带伸缩管的进口管道10及出口管道11、第一支座12和第二支座13，本实施例的圆柱凸台22与泵体1的底部一体成型，套筒20设置在泵体1的底部下方，装配组合在一起形成泵组系统；在泵组工作时，本实用新型起着防止大变形、辅助支撑、加强结构、减小振动等作用，保证了泵组在极端高温、高压工况下运行时的可靠性与安全性。

与“201920482169.3”的实用新型专利以及传统的普通离心泵相比，本实用新型具有以下有益效果：

1、泵体变形可控。变形大小S＝L-KP，其中，P为螺栓托盘23的螺纹螺距，K为螺纹系数，0≤S≤L，S值可通过旋转把手23.3控制螺纹的前进或者后退来确定，L为圆柱凸台22下端面与螺栓托盘23的上端面之间的最大距离，该值等于泵体受极端高温高压载荷时经CAE分析得出的最大安全变形量；它的作用有：(1)防止变形量S超过动静部件泵体与叶轮、泵盖与叶轮的间隙，发生机械摩擦，消耗电机功率，或者卡死停机。(2)防止泵体应力超过材料的抗拉强度而爆裂，避免高温高压介质泄露，发生事故。

2、引导泵体变形往单一方向。根据CAE分析，高温高压工况时，泵体变形虽然主要发生在泵体底部的垂直方向(通常在三坐标系中为-Z方向)，但其它方向的变形也有，通过螺栓托盘23与泵体圆柱凸台22的间隙配合，第二圆柱22.2与凹槽23.2的包络作用，螺栓托盘23相当于导轨，将泵体其它方向的变形引导到垂直方向上，将各变形合并为矢量和，再通过控制螺栓托盘23与圆柱凸台22之间的距离，最终控制泵体变形量。

3、给泵体增加一个辅助支撑。即在泵体底部的垂直方向(通常在三坐标系中为-Z方向)上增加一个约束，全方位加强了泵组结构。原泵组为轴承箱支架9、进口管道10、出口管道11、第一支座12和第二支座13，总共5个支撑(5个约束)；本实用新型使泵体底部的垂直方向(通常在三坐标系中为-Z方向)上多了一个可伸缩支撑，加起来总共6支撑(6约束)，即分别为3个固定支撑、3个可伸缩缓冲支撑，全方位增强了泵组的结构强度、运行可靠性和安全性。

4、加强筋板24使结构支撑更加强壮有力、稳固。

总之，本实用新型在极端高温、高压的恶劣介质工况下实现了泵体变形可控，辅助支撑泵组，减小了泵组运转中的振动破坏，增强了泵组的结构强度、运行可靠性和安全性。

Claims (10)

1.一种高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置，其特征是，包括套筒、底座、圆柱凸台和螺栓托盘，所述底座的中间设有凸起，所述套筒的下端套设在所述凸起的外侧与所述底座固定连接，在所述套筒上方设置螺栓托盘，所述螺栓托盘的一端与所述套筒螺纹连接，所述螺栓托盘的另一端设有凸圆，在所述凸圆的中间设置与所述圆柱凸台相配合的凹槽，所述圆柱凸台与泵体底部固定连接。

2.根据权利要求1所述的高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置，其特征是，所述圆柱凸台在泵组工作时与所述凹槽相接触。

3.根据权利要求1所述的高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置，其特征是，所述圆柱凸台在泵组不工作时与所述凹槽不接触。

4.根据权利要求1所述的高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置，其特征是，所述凸圆的直径大于所述套筒的外径。

5.根据权利要求4所述的高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置，其特征是，在所述凸圆的外侧设置旋转把手，所述旋转把手与所述凸圆固定连接。

6.根据权利要求5所述的高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置，其特征是，所述旋转把手的数量为2-6个。

7.根据权利要求1所述的高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置，其特征是，所述圆柱凸台包括第一圆柱和第二圆柱，所述第一圆柱与泵体底部固定连接，所述第二圆柱形成凸台，所述凸台与所述螺栓托盘的凹槽嵌套啮合。

8.根据权利要求7所述的高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置，其特征是，所述第一圆柱的直径大于所述凹槽的直径，所述第二圆柱的直径小于所述凹槽的直径。

9.根据权利要求1所述的高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置，其特征是，在所述套筒与底座之间设置加强筋板。

10.根据权利要求9所述的高温高压泵的变形可控及辅助支撑装置，其特征是，所述加强筋板的数量为2-8条。

Images