CN2205880Y

CN2205880Y - 蒸发循环泵

Info

Publication number: CN2205880Y
Application number: CN 94227188
Authority: CN
Inventors: 魏宗胜; 张选刚; 陈道银; 何光国
Original assignee: State Run Jingjiang Chemical Machinery Pump Valve General Factory
Current assignee: State Run Jingjiang Chemical Machinery Pump Valve General Factory
Priority date: 1994-02-15
Filing date: 1994-02-15
Publication date: 1995-08-23
Anticipated expiration: 2004-02-15

Abstract

本实用新型是一种大型强制循环蒸发器用的悬臂轴流式循环泵，其技术特征是：(1)叶轮端部固定空心流线型导流罩，利用浮力减小轴挠度；(2)泵体有防偏流叶片，减小流场不均匀度，提高水力效率和抗汽蚀性；(3)设非接触式止逆节流环，用随动调压阀控制内冲洗液和填料冲洗水压力，轴封条件改善，寿命长； (4)用带环形密封刃和凸形侧面的可充气密封圈，辅以检漏孔，实现蒸发器不放料、不折泵，就能安全迅速地更换轴封。

Description

本实用新型涉及一种轴流式循环泵，它可输送含有晶体或固体颗粒的腐蚀性高温液体，是制盐、氧化铝、烧碱和无机盐等行业中使用的大型强制循环蒸发器配套用的蒸发循环泵。

目前，大型蒸发循环泵已改双支撑式为悬臂式，如近二十年来一直在美国工业泵行业中排行第一的Goulds泵公司就是采用的悬臂轴流式蒸发循环泵（见该公司1988年出版的泵手册第五版，p241～254）。悬臂轴流式蒸发循环泵与原双支撑轴流式蒸发循环泵相比，虽然具有结构简化，耐腐蚀金属用量少，故障率低，轴封数量少，泵造价低等优点，但仍然存在一些问题：①由于叶轮外端采用平盖密封，当液体通过叶轮从悬臂端流出时，将产生脱流和漩涡损失；当液体从叶轮悬臂端进入时，又将产生有害冲击，而这两种流向都要降低泵的水力效率；②流体经90度泵体转弯处时会出现二次回流，且泵轴会对液流产生干扰，使进入叶轮的液流分布不均，这不仅要降低泵的水力效率，还要降低泵的抗汽蚀性能；③无论采用填料密封，还是机械密封，都要直接密封温度高、又含固体颗粒的腐蚀性料液，轴封条件苛刻，加之泵轴的悬臂长度大，叶轮重，使之轴套处挠度大，轴封寿命不长；④更换轴封填料时，必须放空蒸发器内的物料，蒸发装置停产损失大。为此，Goulds泵公司提出了在轴封腔底部装设可充气胶胎式停车密封圈。但该密封圈与轴套的接触面积大，轴套上有固体颗粒时，密封效果仍然很差，更关键的是检修人员无法判断该密封圈是否发挥作用，如贸然在蒸发器未放净物料的情况下更换轴封填料，有高温腐蚀性料浆外喷的危险性；⑤检修周期短，使用者深为更换轴封和轴承耗资费力所困扰。

本实用新型的任务是为大型蒸发器提供一种悬臂式轴流循环泵，该泵的水力效率和容积效率高，能大幅度减小轴的挠度，改善轴封条件，延长轴封寿命，并能真正实现蒸发器不放料，不拆泵，就能安全迅速地更换填料。

本实用新型的任务是由下述技术方案完成的：

本技术方案揭示的蒸发循环泵，主要包括泵体、叶片、轮毂、轴、轴封部件和轴承箱。轴一端由轴承箱支撑固定，另一端穿过泵体壁悬于泵体内。叶片通过轮毂固定于轴的悬臂端，轮毂的端头固定有空心导流罩。该导流罩呈流线型，一方面可消除料液流出叶轮时的脱流和漩涡损失，或料液进入叶轮时的有害冲击，另一方面由于其为空心件，故可利用其在液体中的浮力平衡叶轮的大部分重量，减小了轴的挠度，使叶片与泵体的径向可取得小，从而提高了泵的容积效率。泵体内转弯处设置有防偏流叶片，该叶片给液流起导向作用，以减小流场的不均匀度，提高水力效率。轴封部件位于泵体壁外侧的轴上，其轴封腔内除安放有常规的填料密封环和水封环外，还安放有冲洗供液环。从冲洗供液环进入的工艺清液压力略大于密封介质压力，水封环进入的常温清水压力又略高于工艺清液压力，这样就可阻止输送介质中的晶体或固体颗粒进入轴封腔，改善轴封条件，延长轴封寿命，又能限制清水进入蒸发器。在轴封部件与泵体壁连接处设置的可充气密封圈后端的重合部位开有检漏孔，该孔口可用螺塞封住。当停泵需更换填料时，先往可充气密封圈内供压缩空气，然后打开螺塞，通过检漏孔判断其密封可靠性，从而能在蒸发器不放料的情况下，不拆泵就能安全地更换填料。

附图说明：

图1是本实用新型的剖视结构示意图；

图2是叶轮和导流罩的剖视结构示意图；

图3是轴封部件的剖视结构示意图。

下面结合附图给出实施例并对本实用新型作进一步说明。

如图1所示，本实用新型主要包括泵体（1）、叶片（2）、轮毂（3）、轴（11）、轴封部件（12）和轴承箱（30）。

泵体（1）是一件呈90度的弯管，水平段对应的泵体（1）壁上开有轴孔。轴（11）一端由轴承箱（30）支撑固定，另一端穿过轴孔悬于泵体（1）内。泵体（1）轴（11）两侧的内壁转弯处铸有一个防偏流叶片（10），叶片（10）的铸造位置与泵体（1）轴线重合，以减小液流转弯时的回流和泵轴干扰造成的流场不均匀。叶片（10）的尾部有一缺口，以不影响叶轮工作。

轴（11）的悬臂端固定有轮毂（3）、叶片（2）和导流罩（6），如图2所示。轮毂（3）在已有技术基础上，其端壁延伸形成一段空腔。为加强空腔的强度和刚度，腔内铸有筋板（4）。叶片（2）固定于轮毂（3）空腔段的外壁上。导流罩（6）形如一个空心弹头，尾端插入轮毂（3），并通过尾部罩壁上的定位台阶（7）用螺栓（31）与轮毂（3）相连，头顶端开有试压用的螺纹孔（8）。当泵装配完后，可通过该孔按最大工作压力的1.5倍进行水压试验，再按最大工作压力的1.3倍进行气密性试验。合格后用涂覆了密封胶的螺塞（9）将螺纹孔（8）封住。为了可靠地密封轮毂（3）、导流罩（6）气室内的空气，导流罩（6）和轮毂（3）之间、叶片（2）和轮毂（3）之间、轮毂（3）和轴套（32）之间均用0形圈（5）密封。这样轮毂（3）和导流罩（6）形成的气室在液体中产生的浮力，可平衡叶轮的大部分重量，大大减小轴悬臂端的径向力，而使得：①叶轮的挠度减小，叶片与泵体之间的径向间隙减小，从而提高泵的容积效率；②轴套处的动挠度减小，延长了轴封寿命；③轴承载荷减轻，延长了轴承的寿命。

轴封部件（12）位于泵体（1）壁外侧的轴（11）上，见图1。它是由止逆节流环（13）、冲洗供液环（15）、填料环（16）、水封环（17）、轴封套（18）、压盖（23）构成，见图3。轴封套（18）前端内倒形成一隔壁（19），止逆节流环（13）、冲洗供液环（15）、填料环（16）顺次排列安装于轴封套（18）和轴套（32）形成的轴封腔内，水封环（17）位于各填料环（16）的中间。在冲洗供液环（15）对应的轴封套（18）壁上开有进液口（20），水封环（17）对应的轴封套（18）壁上开有进、出水口（21、22）。止逆节流环（13）采用耐磨的碳纤维增强的聚四氟乙烯材料制作，正常工作时，其唇部（14）与轴套（32）间有微小间隙。压盖（23）呈T形，盖脚插入轴封套（18）内，抵在填料环（16）上，盖脚下部一侧的壁上开有出水口（22）。压盖（23）通过盖沿用连接件与轴封套（18）相连。工作时，泵输送液经旋流器分离了固体颗粒后，在随动调压阀的控制下，以略大于密封介质的压力进入供液环（15）。从供液环（15）进入轴封腔内的液体，经止逆节流环的唇部（14）和置放于隔离壁（19）前端处的可充气密封圈（25）的密封刃（26）的节流、均布后，以较少的内冲洗液量均匀流入泵内，以有效地阻止密封介质中的固体颗粒进入轴封腔。从水封环（17）进口进入的常温清水，也用随动调压阀控制，其压力比内冲洗液压力略高，只允许极微量的水进入蒸发系统而绝大部分水将由轴封套（18）上的出水口（22）和压盖（23）脚上的出水口（22）流走。随动调压阀可使内冲洗液压力和常温清水压力随密封介质的压力自动变化，始终保持恒定压差。万一压力失控，止逆节流环的唇部（14）将在密封介质的压力下，与轴套（32）紧贴，阻止密封介质进入填料腔。由于填料环（16）只密封常温清水，密封条件温和，故使用寿命长。

为了在蒸发器不放料、不拆泵的情况下，更换填料环（16），在轴封套（18）端头隔壁（19）与泵体（1）壁连接处的空腔中设置了一个可充气密封圈（25），见图3。该密封圈（25）的截面形状为长圆形，内为空心。与已有技术不同的是内圈面上有三条凸起的环形密封刃（26），其断面呈半圆形。当往可充气密封圈（25）内充压缩空气时，密封刃（26）与轴套（32）呈线性接触，由于接触面积小，接触压力大，停车密封可靠。加之可充气密封圈（25）两侧面也为凸形，故可获得有效密封。可充气密封圈（25）的外圈面上有一条环形开口，开口两端内壁凸起，开口处安放有一个金属支撑环（27），该环为T形，环中部分布有一排进气孔（28），两端头下方凸起，以与可充气密封圈（25）的开口处的内凸起配合，保证可充气密封圈（25）的形状稳定性和密封可靠性。

为了安全更换填料环（16），便于判断停车密封是否发挥作用，在可充气密封圈（25）外侧的轴封套（18）隔壁（19）和泵体（1）壁连接端的重合部位开有检漏孔（24）。检漏孔（24）用螺塞（9）封住。当需要更换轴封填料环时，先停泵，然后通过泵体（1）壁连接端壁上的进气口（29）往可充气密封圈（25）内充压缩空气，其压力约为密封介质压力的2倍。密封圈（25）的三条环形密封刃（26）即与轴套（32）贴紧。这时，拧下螺塞（9），向冲洗供液环（15）通清水，检漏孔（24）有清水流出即表明此孔未堵塞。然后停供清水，检漏孔（24）如无密封介质流出，表明密封可靠，可以更换填料。

本实用新型与现有技术相比有如下优点：

1、由于在叶轮端部增加了流线型的导流罩，使出叶轮后的流道断面逐渐扩大，液体轴面速度逐渐减小，将液体的一部分动能转变为压力能，消除了现有技术中的脱流和漩涡损失，提高了水力效率。

2、薄壁空心的导流罩和轮毂在液体中的浮力可平衡转子悬臂端的大部分重量，大幅度减小悬臂端的径向负荷，延长轴封和轴承的使用寿命。加之叶片与泵体的径向间隙可取得较小，故同时又提高了泵的容积效率。

3、泵体中的防偏流叶片减小了液流转弯时的二次回流和泵轴干扰引起的流场不均匀度，提高了泵的水力效率和抗汽蚀性能。

4、轴封部位增加的止逆节流环和内冲洗措施，使轴封条件大为改善，延长了轴封寿命。

5、可充气密封圈辅以检漏孔，确保了停车密封的可靠性，能真正实现蒸发器不放料、不拆泵，就能安全地更换轴封填料，以最简单可靠的方法取得蒸发系统停产损失最小的重大经济效益。

Claims

1、一种蒸发循环泵，包括泵体(1)、叶片(2)、轮毂(3)、轴(11)、轴封部件(12)和轴承箱(30)、轴(11)一端由轴承箱(30)支撑固定，另一端穿过泵体(1)壁悬于泵体内，叶片(2)通过轮毂(3)固定于轴(11)的悬臂端，轴封部件(12)位于泵体(1)壁外侧的轴(11)上，内有填料环(16)和水封环(17)，轴封部件(12)与泵体(1)壁的连接处设置有可充气密封圈(25)，其特征在于轮毂(3)的端头固定有空心导流罩(6)；泵体(1)内转弯处设置有防偏流叶片(10)；在泵体(1)壁连接端与轴封部件(12)连接端的重合部位开有检漏孔(24)，孔口有螺塞(9)；轴封部件(12)内设置有冲洗供液环(15)。

2、根据权利要求1所述的蒸发循环泵，其特征在于导流罩（6）形如一个空心弹头，头顶端开有螺纹孔（8），孔口可用螺塞（9）封住，尾端插入轮毂（3），并通过尾部罩壁上的定位台阶（7）用螺栓（31）与轮毂相连；轮毂（3）端壁延伸形成空腔，腔内有筋板（4），叶片（2）固定于轮毂（3）空腔段的外壁上；导流罩（6）和轮毂（3）之间、叶片（2）和轮毂（3）之间、轮毂（3）轴套（32）之间用O形圈（5）密封。

3、根据权利要求1或2所述的蒸发循环泵，其特征在于防偏流叶片（10）铸在轴（11）两侧的泵体（1）内壁上，并与泵体（1）轴线重合，尾部有一缺口。

4、根据权利要求1或2所述的蒸发循环泵，其特征在于可充气密封圈（25）的截面形状为长圆形，内为空心，内圈面上有三条凸起的环形密封刃（26），其断面呈半圆形，外圈面上有一条环形开口，开口两端内壁凸起，开口处安放有金属支撑环（27），该环为T形环，环两端头下方凸起，以与可充气密封圈（25）的开口处的内凸起配合，环中部分布有一排进气孔（28）。

5、根据权利要求3所述的蒸发循环泵，其特征在于可充气密封圈（25）的截面形状为长圆形，内为空心，内圈面上有三条凸起的环形密封刃（26），其断面呈半圆形，外圈面上有一条环形开口，开口两端内壁凸起，开口处安放有金属支撑环（27），该环为T形环，环两端头下方凸起，以与可充气密封圈（25）的开口处的内凸起配合，环中部分布有一排进气孔（28）。

6、根据权利要求1或2所述的蒸发循环泵，其特征在于轴封部件（12）还包括止逆节流环（13）、压盖（23）、轴封套（18），轴封套（18）前端内倒形成一隔壁（19），止逆节流环（13）、冲洗供液环（15）、填料环（16）、水封环（17）顺次排列安放在轴套（32）与轴封套（18）之间，尾端连接压盖（23），止逆节流环（13）正常工作时，其唇部（14）与轴套（32）间有微小间隙。

7、根据权利要求5所述的蒸发循环泵，其特征在于轴封部件（12）还包括止逆节流环（13）、压盖（23）、轴封套（18），轴封套（18）前端内倒形成一隔壁（19），止逆节流环（13）、冲洗供液环（15）、填料环（16）、水封环（17）顺次排列安放在轴套（32）与轴封套（18）之间，尾端连接压盖（23），止逆节流环（13）正常工作时，其唇部（14）与轴套（32）间有微小间隙。