專利名稱：?jiǎn)挝x心泵及用于單吸離心泵的機(jī)械密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及通過工作介質(zhì)進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻的單吸離心泵的機(jī)械密封裝置以及采用該機(jī)械密封裝置的單吸離心泵。
背景技術(shù)：
目前國(guó)內(nèi)外化工生產(chǎn)領(lǐng)域中多采用單吸離心泵作為生產(chǎn)線的工作介質(zhì)輸送設(shè)備。單吸離心泵的主軸密封多采用機(jī)械密封方式。機(jī)械密封的冷卻和潤(rùn)滑大部分利用單吸離心泵輸送的工作介質(zhì)實(shí)現(xiàn)，而不用另外配置單獨(dú)的一套循環(huán)系統(tǒng)，從而簡(jiǎn)化了單吸離心泵的結(jié)構(gòu)且降低了使用成本。現(xiàn)有技術(shù)的單吸離心泵的機(jī)械密封裝置的潤(rùn)滑和冷卻方式是，從泵出口端引出高壓工作介質(zhì)，經(jīng)專用管路進(jìn)入機(jī)械密封腔體；進(jìn)入機(jī)械密封腔后的工作介質(zhì)對(duì)機(jī)械密封裝置的動(dòng)靜和靜環(huán)進(jìn)行沖洗、潤(rùn)滑、冷卻；完成沖洗任務(wù)以后的工作介質(zhì)，通過泵軸與蝸殼之間的只有O. 8毫米左右的環(huán)形縫隙返回蝸殼中心區(qū)。這樣的潤(rùn)滑和冷卻方式對(duì)于不含顆粒的工作介質(zhì)可保證對(duì)機(jī)械密封裝置的潤(rùn)滑和冷卻效果。然而，對(duì)于含有顆粒的工作介質(zhì)，這些顆粒隨著工作介質(zhì)進(jìn)入機(jī)械密封腔以后，因后端的環(huán)形通道過窄而無法順利返回到蝸殼內(nèi)，就在機(jī)械密封的腔體內(nèi)堆積起來。這些堆積物不僅破壞機(jī)械密封裝置的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的密封面，還會(huì)堵塞管道，使機(jī)械密封徹底失效。另外，由于工作介質(zhì)從泵的出口引出，機(jī)械密封組件要承受與單吸離心泵出口同樣的壓力，這就在性能上提高了對(duì)組件的整體耐壓要求，也等于在一定程度上縮短了各密封件的使用壽命。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供能夠避免用于潤(rùn)滑和冷卻的帶有顆粒的工作介質(zhì)堆積的單吸離心泵的機(jī)械密封裝置和具有該機(jī)械密封裝置的單吸離心泵。為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種用于單吸離心泵的機(jī)械密封裝置，該機(jī)械密封裝置包括動(dòng)環(huán)，為環(huán)狀，固定地套接在主軸上，并且隨該主軸旋轉(zhuǎn)；靜環(huán)，為環(huán)狀，可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地套接在該主軸上，在壓蓋的壓力的作用下使其一個(gè)端部抵靠在所述動(dòng)環(huán)的端部，以與所述動(dòng)環(huán)配合形成機(jī)械密封對(duì)；機(jī)械密封腔，由從蝸殼平行于所述主軸延伸出來的柱狀圓筒、套接在所述主軸上的所述壓蓋、所述主軸以及固定連接在所述主軸的端部上的葉輪的背板組成的腔體圍成；循環(huán)管路，從所述機(jī)械密封腔的對(duì)應(yīng)于所述機(jī)械密封對(duì)位置的側(cè)壁連接到所述單吸離心泵的進(jìn)口處，使所述機(jī)械密封腔與所述單吸離心泵的所述進(jìn)口流體相通。在本實(shí)用新型的一個(gè)技術(shù)方案中，所述循環(huán)管路的內(nèi)腔的截面面積大于所述葉輪的所述背板與所述蝸殼的內(nèi)壁之間的過流面積。在本實(shí)用新型的一個(gè)技術(shù)方案中，所述循環(huán)管路從所述機(jī)械密封腔的對(duì)應(yīng)于所述機(jī)械密封對(duì)位置的下側(cè)側(cè)壁連接到所述單吸離心泵的進(jìn)口處。[0009]本實(shí)用新型還提供一種單吸離心泵，其包括如上所述的機(jī)械密封裝置。本實(shí)用新型的機(jī)械密封裝置使得用于潤(rùn)滑和冷卻的工作介質(zhì)內(nèi)的顆粒無法在機(jī)械密封的腔體內(nèi)堆積，保證了密封性能并提高了各密封件的使用壽命。

圖I是根據(jù)本實(shí)用新型的單吸離心泵及其機(jī)械密封裝置的示意圖；以及圖2是現(xiàn)有技術(shù)的單吸離心泵及其機(jī)械密封裝置的示意圖。
具體實(shí)施方式
圖I是根據(jù)本實(shí)用新型的單吸離心泵及其機(jī)械密封裝置的示意圖。如圖I所示，根據(jù)本實(shí)用新型的單吸離心泵100包括蝸殼10和可旋轉(zhuǎn)地容放在蝸殼10的內(nèi)腔11內(nèi)的葉輪20。單吸離心泵100還包括一端與葉輪20連接而另一端與電動(dòng)機(jī)(未示出)連接的主軸30。主軸30由一對(duì)軸承31支撐。蝸殼10包括進(jìn)ロ 12、出口 13和容放葉輪20的內(nèi)腔11。工作介質(zhì)從進(jìn)ロ 12進(jìn)入蝸殼10內(nèi)，在葉輪20的旋轉(zhuǎn)離心力的作用下增壓，并且通過出口 13排放到高壓管路(未示出)中，該高壓管路例如為化工生產(chǎn)線的管路。如圖I所示，蝸殼10的內(nèi)腔11的側(cè)壁與葉輪20的背板21之間存在間隙，因此由葉輪20增壓的工作介質(zhì)將在內(nèi)外壓差下通過間隙向外泄漏。如上所述，為了避免工作介質(zhì)在內(nèi)外壓差下通過間隙向外泄漏，在蝸殼10和主軸30之間設(shè)置機(jī)械密封裝置40以阻擋工作介質(zhì)向外泄漏。機(jī)械密封裝置40包括動(dòng)環(huán)41，為環(huán)狀，固定地套接在主軸30上，并且隨主軸30旋轉(zhuǎn)；靜環(huán)42，為環(huán)狀，可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地套接在主軸30上，在壓蓋43的壓カ的作用下使其ー個(gè)端部抵靠在動(dòng)環(huán)41的端部，以與動(dòng)環(huán)41配合形成機(jī)械密封對(duì)；機(jī)械密封腔，由從蝸殼10平行于主軸30延伸出來的大體柱狀的圓筒44、套接在主軸30上的壓蓋43、主軸以及固定連接在主軸30的端部上的葉輪20的背板21組成的腔體圍成；以及循環(huán)管路50，從機(jī)械密封腔的對(duì)應(yīng)于機(jī)械密封對(duì)位置的側(cè)壁連接到單吸離心泵的進(jìn)ロ處，使機(jī)械密封腔與單吸離心泵的進(jìn)ロ 12流體相通。通過采用上述的機(jī)械密封裝置40，從蝸殼10的內(nèi)腔11的側(cè)壁與葉輪20的背板21之間的間隙流入機(jī)械密封腔的工作介質(zhì)經(jīng)由機(jī)械密封對(duì)通過循環(huán)管路50返回到單吸離心泵100的蝸殼10的進(jìn)ロ 12。通過上述的工作介質(zhì)循環(huán)，對(duì)機(jī)械密封對(duì)的動(dòng)環(huán)41和靜環(huán)42的端面摩擦副進(jìn)行潤(rùn)滑，并且將其間在相對(duì)運(yùn)動(dòng)中產(chǎn)生的熱量由工作介質(zhì)帶走，從而對(duì)機(jī)械密封對(duì)冷卻。對(duì)于用于帶有顆粒的工作介質(zhì)的單吸離心泵的機(jī)械密封裝置，優(yōu)選地，循環(huán)管路50的內(nèi)腔的截面面積大于葉輪20的背板21與蝸殼10的內(nèi)壁之間的過流面積，使通過葉輪20的背板21與蝸殼10的內(nèi)壁之間的有效流道流入機(jī)械密封腔的工作介質(zhì)比較容易地通過循環(huán)管路50返回到蝸殼10的進(jìn)ロ 12。也就是，工作介質(zhì)從蝸殼10的內(nèi)腔11的側(cè)壁與葉輪20的背板21之間的間隙流入機(jī)械密封腔的工作介質(zhì)經(jīng)由機(jī)械密封對(duì)通過循環(huán)管路50返回到單吸離心泵100的蝸殼10的進(jìn)ロ 12，經(jīng)歷了流道面積大體上由小變大的流動(dòng)過程。因?yàn)榱魅霗C(jī)械密封腔的工作介質(zhì)比較容易地通過循環(huán)管路50返回到蝸殼10的進(jìn)ロ 12，所以工作介質(zhì)中的顆粒也比較容易地隨著工作介質(zhì)的流動(dòng)返回到蝸殼10的進(jìn)ロ 12。因此，避免工作介質(zhì)中的顆粒淤積在機(jī)械密封腔中。然而，對(duì)于用于不帶有顆粒的工作介質(zhì)的單吸離心泵的機(jī)械密封裝置，循環(huán)管路50的內(nèi)腔的截面面積沒有特別限定，可根據(jù)用于潤(rùn)滑和冷卻的工作介質(zhì)的流量適當(dāng)確定。另外，為了控制用于潤(rùn)滑和冷卻的工作介質(zhì)的流量而實(shí)現(xiàn)節(jié)能，可在循環(huán)管路50上設(shè)置用于流量控制的閥門51。為了避免工作介質(zhì)中的任何顆粒在自重下淤積在機(jī)械密封腔中，優(yōu)選地，循環(huán)管路50從機(jī)械密封腔的對(duì)應(yīng)于機(jī)械密封對(duì)位置的下側(cè)側(cè)壁連接到離心泵的進(jìn)口 12處。本實(shí)用新型的發(fā)明人對(duì)某種單吸離心泵實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)出口 13的壓力為約O. 6兆帕?xí)r，葉輪20的背板21的中心區(qū)域的壓力為約O. 25兆帕，并且蝸殼10的進(jìn)口 12的壓力近似為零?？梢姡鶕?jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的機(jī)械密封對(duì)在工作介質(zhì)的壓力為O至O. 25兆帕之間的壓力下工作。而在傳統(tǒng)的單吸離心泵中，如背景技術(shù)中介紹的圖2的單吸離心泵所示， 機(jī)械密封對(duì)在工作介質(zhì)的壓力為O. 25至O. 6兆帕之間的壓力下工作。與傳統(tǒng)的單吸離心泵相比，本實(shí)用新型的單吸離心泵的機(jī)械密封對(duì)的工作介質(zhì)壓力明顯降低，從而改善了機(jī)械密封對(duì)的工作環(huán)境。實(shí)驗(yàn)表明，在同樣的工作介質(zhì)的情況下，當(dāng)出口 13的壓力為約O. 6兆帕，葉輪20的背板21的中心區(qū)域的壓力為約O. 25兆帕，并且蝸殼10的進(jìn)口 12的壓力近似為零時(shí)，對(duì)于同樣的機(jī)械密封對(duì)，在現(xiàn)有技術(shù)的單吸離心泵中的使用壽命為6至8天，而在本實(shí)用新型的單吸離心泵100中的使用壽命可上升至21天左右。可見，采用根據(jù)本實(shí)用新型的單吸離心泵的機(jī)械密封，因?yàn)闈?rùn)滑和冷卻的工作介質(zhì)的工作壓力比現(xiàn)有技術(shù)的下降約50%，使用壽命明顯提高。根據(jù)本實(shí)用新型的單吸離心泵的機(jī)械密封裝置與現(xiàn)有技術(shù)的單吸離心泵的機(jī)械密封裝置(如圖2所示)相比，用于潤(rùn)滑和冷卻的工作介質(zhì)在機(jī)械密封腔中的流動(dòng)方向彼此相反，根據(jù)本實(shí)用新型的單吸離心泵的機(jī)械密封裝置的機(jī)械密封對(duì)經(jīng)受的工作壓力比現(xiàn)有技術(shù)的單吸離心泵的機(jī)械密封裝置下降約50%。根據(jù)本實(shí)用新型的單吸離心泵的機(jī)械密封裝置的工作介質(zhì)在流經(jīng)機(jī)械密封腔的過程中經(jīng)歷了流道面積大體上從小到大的過程，從而工作介質(zhì)中包含的顆粒順利返回到單吸離心泵的蝸殼的進(jìn)口，重新進(jìn)入工作介質(zhì)循環(huán)，并且直徑大于葉輪的背板與蝸殼內(nèi)腔的側(cè)壁之間的最小間隙的顆粒被擋在機(jī)械密封腔之外不能進(jìn)入機(jī)械密封腔。而現(xiàn)有技術(shù)的單吸離心泵的機(jī)械密封裝置的工作介質(zhì)在流經(jīng)機(jī)械密封腔的過程中經(jīng)歷了流道面積從大到小的過程，從而工作介質(zhì)中包含的顆粒易于淤積在機(jī)械密封腔內(nèi)。根據(jù)本實(shí)用新型的單吸離心泵的機(jī)械密封裝置適合應(yīng)用于單吸離心泵的主軸密封。然而，本實(shí)用新型不限于此，根據(jù)本實(shí)用新型的單吸離心泵的機(jī)械密封裝置也可應(yīng)用于其它設(shè)備的機(jī)械密封，例如，用于單吸多級(jí)泵的最后一級(jí)的蝸殼與主軸之間的密封。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解的是，根據(jù)設(shè)計(jì)需要和其他因素，可以進(jìn)行各種修改、結(jié)合、部分結(jié)合和替換。這樣的修改、結(jié)合、部分結(jié)合和替換落入在所附權(quán)利要求或其等同方案的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于單吸離心泵的機(jī)械密封裝置，其特征在于，包括 動(dòng)環(huán)，為環(huán)狀，固定地套接在主軸上，并且隨該主軸旋轉(zhuǎn)； 靜環(huán)，為環(huán)狀，可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地套接在該主軸上，在壓蓋的壓力的作用下使其一個(gè)端部抵靠在所述動(dòng)環(huán)的端部，以與所述動(dòng)環(huán)配合形成機(jī)械密封對(duì)； 機(jī)械密封腔，由從蝸殼平行于所述主軸延伸出來的柱狀圓筒、套接在所述主軸上的所述壓蓋、所述主軸以及固定連接在所述主軸的端部上的葉輪的背板組成的腔體圍成； 循環(huán)管路，從所述機(jī)械密封腔的對(duì)應(yīng)于所述機(jī)械密封對(duì)位置的側(cè)壁連接到所述單吸離心泵的進(jìn)口處，使所述機(jī)械密封腔與所述單吸離心泵的所述進(jìn)口流體相通。
2.如權(quán)利要求I所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于，所述循環(huán)管路的內(nèi)腔的截面面積大于所述葉輪的所述背板與所述蝸殼的內(nèi)壁之間的過流面積。
3.如權(quán)利要求2所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于，所述循環(huán)管路從所述機(jī)械密封腔的對(duì)應(yīng)于所述機(jī)械密封對(duì)位置的下側(cè)側(cè)壁連接到所述單吸離心泵的進(jìn)口處。
4.一種單吸離心泵，其特征在于包括如權(quán)利要求I至3任何一項(xiàng)所述的機(jī)械密封裝置。
專利摘要本實(shí)用新型涉及用于單吸離心泵的機(jī)械密封，包括環(huán)狀的動(dòng)環(huán)，固定地套接在主軸上，并且隨該主軸旋轉(zhuǎn)；環(huán)狀的靜環(huán)，可相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)地套接在該主軸上，在壓蓋的壓力作用下使其一個(gè)端部抵靠在動(dòng)環(huán)的端部，以與所述動(dòng)環(huán)配合形成機(jī)械密封對(duì)；機(jī)械密封腔，由從蝸殼平行于所述主軸延伸出來的柱狀圓筒、套接在所述主軸上的所述壓蓋、所述主軸以及固定連接在所述主軸的端部上的泵葉輪的背板組成的腔體圍成。循環(huán)管路，從所述機(jī)械密封腔的對(duì)應(yīng)于所述機(jī)械密封對(duì)位置的側(cè)壁連接到所述離心泵的進(jìn)口處，使所述機(jī)械密封腔與所述離心泵的所述進(jìn)口流體相通。其使得用于潤(rùn)滑和冷卻的工作介質(zhì)內(nèi)的顆粒無法在機(jī)械密封的腔體內(nèi)堆積，保證密封性能并提高密封件的使用壽命。
文檔編號(hào)F04D29/08GK202381388SQ20112056813
公開日2012年8月15日 申請(qǐng)日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月30日
發(fā)明者王國(guó)聯(lián), 馬國(guó)林, 高軍 申請(qǐng)人:浙江衛(wèi)星石化股份有限公司