封閉式機(jī)械密封泵效環(huán)和具有該泵效環(huán)的軸封沖洗系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種離心泵的軸封沖洗系統(tǒng)。特別是涉及一種封閉式機(jī)械密封泵效環(huán)和具有該泵效環(huán)的軸封沖洗系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在離心泵和轉(zhuǎn)子泵軸封系統(tǒng)的API682標(biāo)準(zhǔn)附錄D中標(biāo)準(zhǔn)密封沖洗計(jì)劃52、53A、53B、53C內(nèi)部液體的循環(huán)動(dòng)力是靠泵效環(huán)提供，如圖1所示的現(xiàn)有技術(shù)。圖1、圖2、圖3表示現(xiàn)有技術(shù)2CW-CW帶有緩沖液的集裝雙接觸式濕密封和3CW-FB帶有阻隔液的面向背配置中集裝雙接觸式濕密封的沖洗系統(tǒng)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。圖4表示現(xiàn)有技術(shù)3CW-BB帶有阻隔液的背靠背配置中集裝雙接觸式濕密封(API682中1.2)的沖洗系統(tǒng)和內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。冷卻液從BI 口進(jìn)到密封腔以后由于泵效環(huán)與泵軸同步旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生離心力或軸向力使得這部分液體獲得動(dòng)力從位置a移動(dòng)到位置b，然后從BO 口出去，并且經(jīng)過外部冷卻器14以后又從BI 口進(jìn)到密封腔，如此重復(fù)就使得冷卻液循環(huán)液體流動(dòng)起來達(dá)到冷卻兩套機(jī)械密封摩擦副的目的；由此可見，如果把上述冷卻液的循環(huán)流動(dòng)系統(tǒng)比喻成人體的血液循環(huán)系統(tǒng)，那么泵效環(huán)在這個(gè)系統(tǒng)中就相當(dāng)于人的心臟，它和人體的心臟一樣為整個(gè)冷卻液的循環(huán)流動(dòng)系統(tǒng)提供動(dòng)力，因此泵效環(huán)性能的好壞就決定整個(gè)冷卻液的循環(huán)流動(dòng)系統(tǒng)工作效果的優(yōu)劣。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中泵效環(huán)在整個(gè)冷卻液的循環(huán)流動(dòng)系統(tǒng)中的結(jié)構(gòu)和工作原理。有很多缺點(diǎn)難以克服:
[0004]1、泵效環(huán)始終跟泵軸一起作勻速園周運(yùn)動(dòng)，短齒制作在泵效環(huán)的最大外圓表面，由于齒形很短所以含在短齒里的所有液體幾乎處在同一等勢面內(nèi)作勻速園周運(yùn)動(dòng)，也就是說液體一旦進(jìn)到短齒內(nèi)，無論這部分液體在短齒內(nèi)停留多長時(shí)間它的速度的大小都不會(huì)有任何增加即:位置a和位置b兩點(diǎn)液體流速的大小相同，換句話說此時(shí)的泵效環(huán)不起加速作用。
[0005]2、因?yàn)辇X短所以兩齒之間液體體積小，致使流量小。
[0006]3、由于流體在密封腔內(nèi)所經(jīng)過的距離短，也就是說路徑短，所以只有流體經(jīng)過部位很小一部分液體參與流動(dòng)，大部分液體始終處于靜止?fàn)顟B(tài)，兩套機(jī)械密封摩擦副是最需要得到冷卻的地方，可是附近的冷卻液體總是處于相對靜止?fàn)顟B(tài)，這種狀態(tài)對機(jī)械密封而目相當(dāng)不利。
[0007]4、這一小股流動(dòng)的液體需要克服來自于液體粘度、靜止部件、摩擦、沿程、拐角、節(jié)流、回流、渦流等多種阻力的影響使得揚(yáng)程變小，甚至停止不前。
[0008]5、為了產(chǎn)生有效的揚(yáng)程、減小回流、提高驅(qū)動(dòng)效率，就要將旋轉(zhuǎn)著的泵效環(huán)最大外徑盡可能接近靜止腔體內(nèi)壁，其結(jié)果就使得運(yùn)動(dòng)部件與靜止部件之間的那部分液體承受極大的剪切力，不但消耗功率、產(chǎn)生多余熱量，甚至破壞液體的分子結(jié)構(gòu)而影響液體物理穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性。
[0009]6、由于旋轉(zhuǎn)著的泵效環(huán)靜止腔體內(nèi)壁之間的間隙小，所以常常發(fā)生干涉而造成機(jī)械密封失效。
[0010]7、由于旋轉(zhuǎn)著的泵效環(huán)靜止腔體內(nèi)壁之間的間隙小，所以提高了加工精度和裝配精度的要求，同時(shí)也縮短了運(yùn)轉(zhuǎn)磨損周期，降低了使用壽命，加大了成本。
[0011]8、因?yàn)榱黧w在密封腔里的流動(dòng)路徑短、過流面積小，所以冷卻效果差。
[0012]9、流體通道是開放的使得流動(dòng)的方向隨機(jī)而造成紊流，使得大部分液體流動(dòng)緩慢甚至靜止不動(dòng)。
[0013]10、設(shè)計(jì)泵效環(huán)時(shí)沒有成熟的流量、壓力計(jì)算式，只能憑經(jīng)驗(yàn)估計(jì)數(shù)據(jù)。
[0014]11、無法有效地通過改變泵效環(huán)的幾何參數(shù)的方法來調(diào)整循環(huán)流體的流量和壓力差。所以就不能主動(dòng)調(diào)整熱平衡。
[0015]12、轉(zhuǎn)速較低的泵(n〈1000rad/min時(shí))很難達(dá)到效果。
[0016]上面所述都是離心泵的軸封沖洗系統(tǒng)有待解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0017]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題是，提供一種具有封閉通道并且能提供可靠而穩(wěn)定揚(yáng)程和流量流體的封閉式機(jī)械密封泵效環(huán)和具有該泵效環(huán)的軸封沖洗系統(tǒng)。
[0018]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是:一種封閉式機(jī)械密封泵效環(huán)，包括有相互平行設(shè)置的環(huán)形泵效環(huán)左側(cè)板和泵效環(huán)右側(cè)板，所述泵效環(huán)左側(cè)板和泵效環(huán)右側(cè)板的內(nèi)環(huán)套在離心泵的軸套外周面上，所述泵效環(huán)左側(cè)板和泵效環(huán)右側(cè)板的外周邊與離心泵的密封壓蓋相銜接并存在間隙，所述的泵效環(huán)左側(cè)板和泵效環(huán)右側(cè)板之間有呈旋轉(zhuǎn)式的放射狀態(tài)設(shè)置的多數(shù)個(gè)葉片，并且，所述的多數(shù)個(gè)葉片與所述的左側(cè)板和右側(cè)板相垂直設(shè)置，所述放射狀態(tài)的多數(shù)個(gè)葉片的收口端構(gòu)成的端口對應(yīng)于所述軸套的出液口，所述放射狀態(tài)的多數(shù)個(gè)葉片的放射端邊緣構(gòu)成的端口對應(yīng)于形成在密封壓蓋上的出液通道的進(jìn)液口。
[0019]所述的泵效環(huán)右側(cè)板的外側(cè)面上臨近所述軸套處向外凸出的一體形成有與軸套同軸的導(dǎo)流套，在所述的泵效環(huán)右側(cè)板上并位于所述導(dǎo)流套和軸套之間開有輔助進(jìn)液孔。
[0020]所述的泵效環(huán)左側(cè)板和泵效環(huán)右側(cè)板的外側(cè)面上臨近所述軸套處相對稱的各一體形成有一個(gè)與軸套同軸的導(dǎo)流套。
[0021]一種具有封閉式機(jī)械密封泵效環(huán)的軸封沖洗系統(tǒng)，包括有套在泵軸上的軸套，由介質(zhì)端至大氣端依次連接的套在所述泵軸和軸套外側(cè)的泵殼、第一密封壓蓋和第二密封壓蓋，由介質(zhì)端至大氣端依次設(shè)置的位于所述泵殼與所述軸套之間的介質(zhì)端密封動(dòng)環(huán)、位于第一密封壓蓋與所述軸套之間并與所述的介質(zhì)端密封動(dòng)環(huán)接觸連接的介質(zhì)端密封靜環(huán)、位于所述第二密封壓蓋與所述軸套之間的大氣端密封動(dòng)環(huán)以及位于所述第二密封壓蓋與所述軸套之間的大氣端密封靜環(huán)，在所述的第二密封壓蓋與所述軸套之間且位于大氣端密封動(dòng)環(huán)遠(yuǎn)離大氣端密封靜環(huán)這一端的泵效環(huán)，在所述的第一密封壓蓋、介質(zhì)端密封靜環(huán)、介質(zhì)端密封動(dòng)環(huán)、軸套、泵軸、泵效環(huán)和第二密封壓蓋之間形成有一條通過外部管路連接位于外部的熱交換器且能夠使熱交換液體在隨旋轉(zhuǎn)部件同步旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，又沿旋轉(zhuǎn)部件的軸向流動(dòng)能夠?qū)Ω餍D(zhuǎn)部件進(jìn)行熱交換的冷卻液體循環(huán)通道，形成在所述泵效環(huán)上的冷卻液體循環(huán)通道對應(yīng)于形成在所述的第二密封壓蓋上的冷卻液體循環(huán)通道。
[0022]所述的冷卻液體循環(huán)通道包括有依次相連通的:形成在所述的第一密封壓蓋上且上端口通過外部管路連接所述熱交換器出液口的第一通道，形成在所述的第一密封壓蓋和介質(zhì)端密封靜環(huán)與所述的軸套之間的第二通道，形成在所述的軸套內(nèi)且對應(yīng)于所述介質(zhì)端密封動(dòng)環(huán)和泵軸的第三通道，形成在所述的泵軸外周面和所述的軸套內(nèi)周面之間的第四通道，形成在所述的軸套內(nèi)的第五通道，形成在所述的泵效環(huán)內(nèi)的第六通道，形成在所述的第二密封壓蓋且上端口通過外部管路連接所述熱交換器進(jìn)液口的第七通道。
[0023]所述的冷卻液體循環(huán)通道包括有依次相連通的:形成在所述的第一密封壓蓋上且上端口通過外部管路連接所述熱交換器出液口的第一通道，形成在所述的第一密封壓蓋和介質(zhì)端密封靜環(huán)與所述的軸套之間的第二通道，形成在所述的軸套內(nèi)且對應(yīng)于所述介質(zhì)端密封動(dòng)環(huán)和泵軸的第三通道，形成在所述的泵軸外周面和所述的軸套內(nèi)周面之間的第四通道，形成在所述的軸套內(nèi)的第五通道，形成在所述的泵效環(huán)內(nèi)的第六通道，形成在所述的第二密封壓蓋且上端口通過外部管路連接所述熱交換器進(jìn)液口的第七通道，以及，還設(shè)置有依次相連通的:形成在所述泵效環(huán)與所述的第二密封壓蓋之間且進(jìn)液口連通泵效環(huán)內(nèi)的第六通道的出液口端的第八通道，形成在所述泵效環(huán)與所述的第二密封壓蓋之間且與所述的第八通道相垂直的第九通道，形成在所述泵效環(huán)與所述的第二密封壓蓋之間且與所述的第九通道相垂直的第十通道，形成在所述泵效環(huán)與所述的第二密封壓蓋以及大氣端密封動(dòng)環(huán)和大氣端密封靜環(huán)之間的第十一通道，形成在所述泵效環(huán)與所述的大氣端密封動(dòng)環(huán)之間的第十二通道，所述的第十二通道貫穿所述的泵效環(huán)與形成在所述泵效環(huán)內(nèi)的第六通道相連通。
[0024]所述的形成在所述的泵軸外周面和所述的軸套內(nèi)周面之間的第四通道是形成在位于所述泵軸外周面與軸套內(nèi)周面之間的介質(zhì)端密封圈和大氣端密封圈之間的軸套內(nèi)側(cè)壁上的凹槽，所述的介質(zhì)端密封圈和大氣端密封圈分別嵌入在所述軸套的內(nèi)周面上。
[0025]所述的泵效環(huán)包括有相互平行設(shè)置的環(huán)形泵效環(huán)左側(cè)板和泵效環(huán)右側(cè)板，所述泵效環(huán)左側(cè)板和泵效環(huán)右側(cè)板的內(nèi)環(huán)套在離心泵的軸套外周面上，所述泵效環(huán)左側(cè)板和泵效環(huán)右側(cè)板的外周邊與離心泵的第二密封壓蓋相銜接并存在間隙，所述的泵效環(huán)左側(cè)板和泵效環(huán)右側(cè)板之間有呈旋轉(zhuǎn)式的放射狀態(tài)設(shè)置的多數(shù)個(gè)葉片，并且，所述的多數(shù)個(gè)葉片與所述的左側(cè)板和右側(cè)板相垂直設(shè)置，所述放射狀態(tài)的多數(shù)個(gè)葉片臨近軸心的收口端構(gòu)成的端口對應(yīng)于形成在所述軸套內(nèi)的第五通道的出液口，所述放射狀態(tài)的多數(shù)個(gè)葉片的放射端邊緣構(gòu)成的端口對應(yīng)于形成在第二密封壓蓋內(nèi)的第七通道的進(jìn)液口。
[0026]所述的泵效環(huán)包括有相互平行設(shè)置的環(huán)形泵效環(huán)左側(cè)板和泵效環(huán)右側(cè)板，所述泵效環(huán)左側(cè)板和泵效環(huán)右側(cè)板的內(nèi)環(huán)套在離心泵的軸套外周面上，所述泵效環(huán)左側(cè)板和泵效環(huán)右側(cè)板的外周邊與離心泵的第二密封壓蓋相銜接并存在間隙，所述的泵效環(huán)左側(cè)板和泵效環(huán)右側(cè)板之間有呈旋轉(zhuǎn)式的放射狀態(tài)設(shè)置的多數(shù)個(gè)葉片，并且，所述的多數(shù)個(gè)葉片與所述的左側(cè)板和右側(cè)板相垂直設(shè)置，所述放射狀態(tài)的多數(shù)個(gè)葉片臨近軸心的收口端構(gòu)成的端口對應(yīng)于形成在所述軸套內(nèi)的第五通道的出液口，所述放射狀態(tài)的多數(shù)個(gè)葉片的放射端邊緣構(gòu)成的端口對應(yīng)于形成在第二密封壓蓋內(nèi)的第七通道的進(jìn)液口，所述的泵效環(huán)右側(cè)板的外側(cè)面上臨近所述軸套處向外凸出的一體形成有與軸套同軸的導(dǎo)流套，在所述的泵效環(huán)右側(cè)板上并位于所述導(dǎo)流套和軸套之間開有輔助進(jìn)液孔，第十通道形成在所述第二密封壓蓋與所述導(dǎo)流套之間，第十二通道形成在所述導(dǎo)流套與所述軸套之間，且第十二通道的出液口通過所述輔助進(jìn)液孔連通形成在所述泵效環(huán)內(nèi)的第六通道。
[0027]一種具有封閉式機(jī)械密封泵效環(huán)的軸封沖洗系統(tǒng)，包括有套在泵軸上的軸套，由介質(zhì)端至大氣端依次連接的套在所述泵軸和軸套外側(cè)的泵殼、第一密封壓蓋和