專利名稱：離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，隸屬于流體機(jī)械的泵及其密封技術(shù)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有技術(shù)傳統(tǒng)副葉輪密封結(jié)構(gòu)如圖1所示，這是一種具有副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)的離心泵，其中傳統(tǒng)副葉輪動力密封由兩部分組成，一部分是可旋轉(zhuǎn)的泵軸(3)通過鍵(2)及葉輪螺母(1)連接固定帶有背葉片的后閉式葉輪(4)、副葉輪(7)、軸套(9)組成的轉(zhuǎn)子部件，另一部分是由泵體(12)、隔板(6)、后蓋(8)、軟填料壓緊機(jī)構(gòu)式停車密封(10)組成的定子部件。從實踐中了解到該結(jié)構(gòu)使泵工作效率降低5_8%。另外，填料壓緊機(jī)構(gòu)式停車密封(10)在開機(jī)前及啟動時需要人工操作使其處于壓緊狀態(tài)，正常運(yùn)行后又要人工操作使其處于松馳狀態(tài)，操作比較麻煩。另外還可能導(dǎo)致泵內(nèi)進(jìn)氣出現(xiàn)窩空現(xiàn)象，窩空現(xiàn)象是指空氣進(jìn)入泵內(nèi)，導(dǎo)致泵流量出現(xiàn)的不連續(xù)現(xiàn)象。國家知識產(chǎn)權(quán)局網(wǎng)上在1991. 9. 25公告了一種“帶飛鐵的副葉輪密封裝置”專利， 其內(nèi)容是用于工業(yè)離心泵的帶飛鐵的副葉輪密封裝置，采用副葉輪密封和飛鐵密封技術(shù)， 副葉輪密封在泵運(yùn)轉(zhuǎn)時，由葉輪的背葉片、固定葉片、副葉輪高速旋轉(zhuǎn)，形成一背壓區(qū)，阻止液體泄漏，飛輪密封在泵停轉(zhuǎn)時，利用飛鐵、彈簧作用，產(chǎn)生密封效果，使泵運(yùn)轉(zhuǎn)和停車時均無磨損，均無泄漏。
發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的是提出一種離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，解決離心泵中傳統(tǒng)副葉輪動力密封消耗功率高、泵工作效率降低的問題。本實用新型的技術(shù)方案(為了方便理解技術(shù)內(nèi)容，同時對照附圖閱讀，圖中零部件用帶括號的標(biāo)號表示)離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，由轉(zhuǎn)子部件和定子部件所構(gòu)成，其特征是轉(zhuǎn)子部件是由可旋轉(zhuǎn)的泵軸(3)通過鍵(2)及葉輪螺母(1)連接固定葉輪(5)、副葉輪(7)、軸套 (9)組成，定子部件是由泵體(12)、隔板(6)、后蓋(8)、雙端面機(jī)械密封(11)組成，其中葉輪 (5)為后開式葉輪，其具有主葉片和背葉片的雙重功效的葉輪葉片(15)軸向延伸至該敞開部位直接和隔板(6)以小間隙配合。本實用新型的技術(shù)方案還包括所述的離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，其特征是葉輪(5)的前蓋板(16)是閉式的結(jié)構(gòu)。所述的離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，其特征是葉輪(5)的前蓋板(16)是半開式結(jié)構(gòu)。所述的離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，其特征是葉輪(5)的前蓋板(16)是全開式結(jié)構(gòu)。[0011]所述的離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，其特征是停車密封的形式是雙端面機(jī)械密封(11)結(jié)構(gòu)。所述的離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，其特征是停車密封的形式是雙端面機(jī)械密封(11)結(jié)構(gòu)或彈性膜片密封結(jié)構(gòu)。所述的離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，其特征是后開式葉輪(5)和隔板(6)之間以及副葉輪(7)和后蓋(8)之間的軸向端面間隙均為0. 5—0. 8mm。本實用新型的優(yōu)點和效果如下首先本實用新型的主要創(chuàng)新點1)將后開式葉輪應(yīng)用于副葉輪動力密封，使葉輪葉片具有主葉片和背葉片的雙重功效，從而降低傳統(tǒng)副葉輪動力密封的功率消耗，提高泵的運(yùn)行效率。2)將雙端面機(jī)械密封用作副葉輪動力密封的停車密封，可省去軟填料壓緊機(jī)構(gòu)開停車時的復(fù)雜操作，同時因后開式葉輪既可防止介質(zhì)顆粒接近密封面，又能降低密封壓力， 故可使雙端面機(jī)械密封本身壽命大大提高。本實用新型的實施能夠最大程度地提高離心泵采用副葉輪動力密封時的運(yùn)行效率，以及運(yùn)行可靠性的提高。后開式葉輪、副葉輪組成兩級動力密封，主葉輪背葉片由主葉輪葉片兼顧。所以，本實用新型大大降低了副葉輪動力密封的功率損耗，同時又最大程度地縮短了密封結(jié)構(gòu)的軸向尺寸，使得單級泵的懸臂減小，運(yùn)行可靠性提高。再就是采用雙端面機(jī)械密封式停車密封，既省去了軟填料壓緊機(jī)構(gòu)開停車時的復(fù)雜操作，又可使雙端面機(jī)械密封本身的壽命大大提高。另外還可解決傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)泵內(nèi)可能進(jìn)氣出現(xiàn)窩空現(xiàn)象的問題。

附圖1是傳統(tǒng)的副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)示意圖。附圖2是本實用新型高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)示意圖。附圖標(biāo)號說明1-葉輪螺母，2-鍵，3-軸，4-帶有背葉片的后閉式葉輪，5-后開式葉輪，6-隔板，7-副葉輪，8-后蓋，9-軸套，10-軟填料壓緊機(jī)構(gòu)式停車密封，11-雙端面機(jī)械密封式停車密封，12-泵體。13-葉輪后蓋板，14-葉輪后蓋板的徑向敞開起始部位，15-葉輪葉片，16-葉輪前蓋板，17-葉輪葉片出口邊，18-葉輪葉片進(jìn)口，19-副葉輪葉片；P—氣液分界面。
具體實施方式
圖1在上述的現(xiàn)有技術(shù)中已描述。如圖2所示，可旋轉(zhuǎn)的泵軸(3)通過鍵(2)及葉輪螺母(1)依次連接固定后開式葉輪(5)、副葉輪(7)、軸套(9)組成轉(zhuǎn)子部件；泵體(12)、隔板(6)、后蓋(8)、雙端面機(jī)械密封式停車密封(11)組成定子部件。轉(zhuǎn)子部件通過驅(qū)動機(jī)的驅(qū)動相對于定子部件作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，從而達(dá)到泵軸向密封的功效。其具有主葉片和背葉片的雙重功效的葉輪葉片(15)軸向延伸至該敞開部位直接和隔板(6)以小間隙配合。其中后開式葉輪(5)和隔板(6)之間以及副葉輪(7)和后蓋(8)之間的軸向端面間隙均為0. 5—0. 8mm ；葉輪(5)的前蓋板(16)可以是閉式的結(jié)構(gòu)(有全部前蓋板)、半開式結(jié)構(gòu)(前蓋板部分敞開)或全開式結(jié)構(gòu)(無前蓋板)。停車密封的形式既包括傳統(tǒng)的軟填料壓緊機(jī)構(gòu)(10)或飛鐵密封，還包括雙端面機(jī)械密封 (11)或彈性膜片密封。工作原理軸3在離心泵驅(qū)動機(jī)的驅(qū)動下，使轉(zhuǎn)子部件相對于定子部件開始作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。介質(zhì)在后開式葉輪5的作用下流向泵體12被輸送出去(見箭頭所示)。這時，葉輪 (5)為后開式葉輪，即葉輪流道后蓋板的徑向部位敞開，由于后開式葉輪5和隔板6之間軸向端面保持較小的間隙，幾乎可以認(rèn)為，介質(zhì)沿葉輪5的流道(該流道是由葉片15連接前蓋板16和后蓋板13所構(gòu)成的介質(zhì)通道)從葉片進(jìn)口邊18開始被葉片15升壓至后蓋板13的徑向敞開起始部位14后，沒有受到該間隙的影響繼續(xù)被升壓至葉片出口邊17。所以，進(jìn)入副葉輪7的外緣，即副葉輪葉片19的出口的壓力僅是介質(zhì)沿葉輪5的流道被葉片15升壓至后蓋板13的徑向敞開部位14時的壓力，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于葉片出口邊17處的壓力，從而起到了沒有葉輪背葉片也能降壓的作用。也就是說，后開式葉輪葉片15這時發(fā)揮了原后閉式葉輪的主葉片泵送介質(zhì)和背葉片密封降壓的雙重功效。副葉輪(7)和后蓋(8)之間的軸向端面間隙亦較小，這樣使進(jìn)入副葉輪7外緣的介質(zhì)在副葉輪葉片19的作用下，在副葉輪7與后蓋8間所形成的工作腔內(nèi)形成一個旋轉(zhuǎn)的介質(zhì)環(huán)(圖中氣液分界面P至副葉輪19外緣)(在圖中P所示，修改圖刪除文字加P)，該介質(zhì)環(huán)有內(nèi)外環(huán)面之分；該介質(zhì)環(huán)的外環(huán)面(副葉輪19外緣)的壓力和后蓋板13徑向敞開起始部位14處的壓力相等達(dá)到平衡狀態(tài)，由于副葉輪19的泵送作用，內(nèi)環(huán)面與雙端面機(jī)封式停車密封11間(在圖中氣液分界面P至雙端面機(jī)械密封式停車密封11)會存在一個負(fù)壓腔， 該負(fù)壓腔和介質(zhì)環(huán)的內(nèi)環(huán)面交接處形成氣液分界面P，該氣液分界面P即壓力平衡面。該負(fù)壓腔的另一端被雙端面機(jī)封式停車密封11所封閉，達(dá)到完全密封的效果。當(dāng)泵停車時，前述的旋轉(zhuǎn)的介質(zhì)環(huán)便失去旋轉(zhuǎn)能量，使原存在的平衡狀態(tài)破壞，泵腔內(nèi)的高壓介質(zhì)由于失去了葉輪5的泵送作用，壓力降低至低于泵送系統(tǒng)要求壓力而無法完成輸送任務(wù)，會帶著低于系統(tǒng)壓力的壓力返回，迫使上述的壓力平衡面快速移向停車密封處，這時雙端面機(jī)械密封式停車密封11會起到密封作用。另外，由于雙端面機(jī)械密封外加沖洗水的作用，無論是泵工作狀態(tài)還是泵停車狀態(tài)，雙端面機(jī)械密封式停車密封11始終處于良好的運(yùn)行環(huán)境之中。這里需要再說明的是1、傳統(tǒng)的副葉輪動力密封的停車密封采用的是軟填料壓緊機(jī)構(gòu)，如前述原理中所言“介質(zhì)環(huán)與停車密封間會存在一個負(fù)壓腔”，這時，軟填料必須處于松弛狀態(tài)，否則會和軸套摩擦發(fā)熱燒毀填料。所以，必須人工操作壓緊機(jī)構(gòu)，使用很不方便。2、名詞解釋后閉式葉輪葉輪后蓋板從葉輪輪轂開始到葉輪外緣沒有敞開的葉輪。帶有背葉片的后閉式葉輪在后閉式葉輪后蓋板的外側(cè)設(shè)有起密封降壓作用的葉片的葉輪。后開式葉輪葉輪后蓋板在徑向部分敞開的葉輪飛鐵密封是傳統(tǒng)的副葉輪動力密封配套的停車密封的一種，當(dāng)泵軸旋轉(zhuǎn)時，依靠 “飛鐵”的機(jī)械式離心作用來替代軟填料壓緊機(jī)構(gòu)式停車密封。雖然解決了軟填料壓緊機(jī)構(gòu)式停車密封的操作不便問題，但卻帶來了由于“飛鐵”響應(yīng)度差在停車瞬間會飛濺泄露的缺陷，另外運(yùn)行過程中還會導(dǎo)致進(jìn)氣出現(xiàn)窩空現(xiàn)象。[0034] 彈性膜片密封是替代雙端面機(jī)械密封的一種停車密封。它是依靠副葉輪的泵送作用產(chǎn)生的“負(fù)壓腔”吸力，使泵原停車時固定在后蓋上的彈性膜片和固定在軸套上的密封環(huán)之間的密封狀態(tài)破壞，并拉開一個很小的以便能形成空氣動壓膜的間隙，同時既能保證 “負(fù)壓腔”的不被破壞，還能保證空氣不進(jìn)入泵內(nèi)。
權(quán)利要求1、離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，由轉(zhuǎn)子部件和定子部件所構(gòu)成，其特征是轉(zhuǎn)子部件是由可旋轉(zhuǎn)的泵軸(3)通過鍵(2)及葉輪螺母(1)連接固定葉輪(5)、副葉輪(7)、軸套 (9)組成，定子部件是由泵體(12)、隔板(6)、后蓋(8)、雙端面機(jī)械密封(11)組成，其中葉輪 (5)為后開式葉輪，其具有主葉片和背葉片的雙重功效的葉輪葉片(15)軸向延伸至該敞開部位直接和隔板(6)以小間隙配合。
2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，其特征是葉輪(5)的前蓋板(16)是閉式的結(jié)構(gòu)。
3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，其特征是葉輪(5)的前蓋板(16)是半開式結(jié)構(gòu)。
4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，其特征是葉輪(5)的前蓋板(16)是全開式結(jié)構(gòu)。
5、根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，其特征是停車密封的形式是雙端面機(jī)械密封(11)結(jié)構(gòu)。
6、根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，其特征是停車密封的形式是雙端面機(jī)械密封(11)結(jié)構(gòu)或彈性膜片密封結(jié)構(gòu)。
7、根據(jù)權(quán)利要求1所述的離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，其特征是后開式葉輪(5) 和隔板(6)之間以及副葉輪(7)和后蓋(8)之間的軸向端面間隙均為0. 5—0. 8mm。
專利摘要本實用新型涉及一種離心泵高效副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)，隸屬于流體機(jī)械的泵及其密封技術(shù)。在現(xiàn)有技術(shù)中，副葉輪動力密封結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子主要由主葉輪的背葉片、副葉輪組成兩級動力密封。本實用新型結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)子主要是由后開式葉輪、副葉輪組成兩級動力密封，主葉輪背葉片由主葉輪葉片兼顧。用途和優(yōu)點大大降低了副葉輪動力密封的功率損耗，縮短了密封結(jié)構(gòu)的軸向尺寸，使得單級泵的懸臂減小，運(yùn)行可靠性提高。另外，采用雙端面機(jī)械密封式停車密封,既省去了傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)軟填料壓緊機(jī)構(gòu)式開停車時的復(fù)雜操作，又可使雙端面機(jī)械密封本身壽命因介質(zhì)顆粒不能接近密封面及密封壓力的降低會大大提高。同時還可解決傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)泵內(nèi)可能進(jìn)氣出現(xiàn)窩空現(xiàn)象的缺陷。
文檔編號F04D29/08GK201963584SQ20102054161
公開日2011年9月7日 申請日期2011年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月12日
發(fā)明者魏清希 申請人:西安泵閥總廠有限公司