專利名稱：增壓離心泵的密封、軸承潤(rùn)滑裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種供二次增壓用離心泵的密封、軸承潤(rùn)滑裝置。
當(dāng)前開(kāi)采石油、切割石料等工業(yè)部門(mén)，都需要用泵對(duì)具有初壓力的液流進(jìn)行二次增壓，即液流從一般為7-20MPa的初態(tài)壓力增至20-50MPa，以滿足不同使用要求。這種增壓有極少數(shù)是采用多極離心式增壓泵，它的基本結(jié)構(gòu)，有的為電機(jī)軸通過(guò)具有特殊密封設(shè)計(jì)的聯(lián)軸節(jié)連接泵軸(含葉輪等);有的為電機(jī)軸通過(guò)一個(gè)用密封裝置密封的聯(lián)接軸連接泵軸，這些在中國(guó)專利《二次增壓泵密封、軸承潤(rùn)滑裝置》專利號(hào)88107699.6和公知技術(shù)中都有介紹。它們?cè)谡l件下能夠令人滿意地運(yùn)行，但是它們中有的在增壓至20-50MPa工況下運(yùn)行時(shí)，對(duì)于實(shí)現(xiàn)有效密封難免會(huì)不甚理想，有的因設(shè)計(jì)欠佳而使結(jié)構(gòu)龐大繁雜，制造技術(shù)難度大，導(dǎo)致成本昂貴。
本發(fā)明的目的是要克服公知技術(shù)的不足之處，提供一種增壓離心泵的密封、軸承潤(rùn)滑裝置。
本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的聯(lián)接軸Ⅱ與泵軸之間設(shè)有桿連通進(jìn)泵液流通路的液流空間。軸Ⅱ套裝有能對(duì)從進(jìn)泵環(huán)境引入的軸向泄漏液流漸漸減小壓力且被所說(shuō)的軸向密封封堵以及又折轉(zhuǎn)為徑向泄漏液流的浮動(dòng)環(huán)式密封減壓裝置與機(jī)械或盤(pán)根密封機(jī)構(gòu)的組合。徑向泄漏液流經(jīng)過(guò)由帽座絲孔、溢流閥、聯(lián)接座入液絲孔構(gòu)成的且借助調(diào)節(jié)泄漏液流實(shí)現(xiàn)所說(shuō)組合的有效密封的調(diào)節(jié)系統(tǒng)后，供擺動(dòng)瓦止推軸承裝置潤(rùn)滑、冷卻。
浮動(dòng)環(huán)式密封減壓裝置的結(jié)構(gòu)是裝于進(jìn)液座的套座，從兩端部分別裝有與聯(lián)接軸Ⅱ有間隙的壓蓋和螺母蓋，二者里側(cè)裝軸承組件，組件之間分段套裝有單元式密封減壓機(jī)構(gòu)。該單元機(jī)構(gòu)包括其外圓與套裝內(nèi)圓軸向密封、內(nèi)圓與軸Ⅱ有間隙，兩端分別制有與相鄰定套的止口配合，以及斷面呈中空ㄈ形的定套，它包容著與軸Ⅱ有間隙的斷面呈中空十形的浮動(dòng)環(huán)，套與環(huán)之間裝有彈簧，浮動(dòng)環(huán)與相鄰的定套用柱銷相連。
擺動(dòng)瓦止推軸承裝置潤(rùn)滑、冷卻的構(gòu)成是在兼作滑板座的聯(lián)軸套外圓與球面座端部之間，設(shè)有向聯(lián)接座封閉內(nèi)腔開(kāi)放的液流通路。有塊座與軸Ⅰ之間、塊座另一端面與軸承座底外面之間、軸承座與于內(nèi)圓制有能連通徑向絲孔的軸向條縫的球面座之間，均構(gòu)成依次相連通的液流通路。
浮動(dòng)環(huán)式密封減壓裝置中的定套與浮動(dòng)環(huán)之間構(gòu)成諸液流空間，它們與軸Ⅱ之間的間隙構(gòu)成一個(gè)薄層泄漏液流通路，諸空間與通路相連通。
單元密封減壓機(jī)構(gòu)中在彈簧力作用下，浮動(dòng)環(huán)與相鄰的定套有一對(duì)能隔斷空間與通路液流相流通的端平面。
調(diào)節(jié)系統(tǒng)依次由帽座絲孔、溢流閥、聯(lián)接座入液絲孔，用管路和接頭連通而成。
所說(shuō)的軸承組件，是在軸套內(nèi)鑲嵌有于內(nèi)圓開(kāi)有軸向條形通縫的橡膠軸承襯。
對(duì)擺動(dòng)瓦止推軸承裝置的潤(rùn)滑、冷卻，還應(yīng)包括球面座靠近上端面制的徑向絲孔至軸承底座部的那段液流通路，形成對(duì)滾動(dòng)軸承的冷卻。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在二次增壓至20-50MPa其流量為100-1600M3/d的工況下，能實(shí)現(xiàn)對(duì)泵的有效密封;軸承自行潤(rùn)滑、冷卻;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單易行、成本低廉;配備陸用電機(jī)，可廣泛適用于各型立式或臥式增壓離心泵。


圖1是一種具有該密封軸承潤(rùn)滑裝置的增壓用立式離心泵主視圖;
圖2是圖1中的Ⅰ-Ⅰ剖面放大圖;
圖3是圖2中的A部放大，即單元密封減壓機(jī)構(gòu)剖面圖。
下面結(jié)合附圖1-3詳細(xì)說(shuō)明依據(jù)本發(fā)明提出的具體裝置的細(xì)節(jié)及工作情況。
該裝置包括選擇陸用立式異步電動(dòng)機(jī)1作為動(dòng)力源，電機(jī)軸用彈性柱銷式聯(lián)軸節(jié)2與其同軸心線連接聯(lián)接軸Ⅰ3，軸Ⅰ由擺動(dòng)瓦止推軸承裝置4所支承。通過(guò)開(kāi)式承座5將于6處腔壁制有入液絲孔和31處供連通用絲孔以及設(shè)有封閉內(nèi)腔的聯(lián)接座7與電機(jī)殼固為一體，且內(nèi)腔一端密封裝有端板副8，該副的兩個(gè)內(nèi)孔構(gòu)成個(gè)球臺(tái)面將所說(shuō)的軸承裝置4牢牢夾固。
在軸承裝置4中，涉及潤(rùn)滑、冷卻構(gòu)成的結(jié)構(gòu)是制有供連接用花鍵孔且一端面鑲嵌有以水為潤(rùn)滑劑的滑板故稱兼作滑板座的聯(lián)軸套32，它的端部外圓與球面座端部之間的9處設(shè)有向聯(lián)接座內(nèi)腔開(kāi)放的液流通路。同時(shí)在于一端面鑲嵌有以水為潤(rùn)滑劑且與滑板的接觸構(gòu)成擺動(dòng)瓦止推軸承的扇形塊的圓環(huán)形塊座與軸Ⅰ之間的10處，塊座另一端面與作為通過(guò)滾動(dòng)軸承支承軸Ⅰ的軸承座底外面之間的11處，軸承座與于內(nèi)圓制有連通徑向絲孔且圓周均布有軸向條縫的球面座之間的12處，均分別構(gòu)成依次相連通的液流通路。在9處與10處之間的連通，是指對(duì)軸承接觸面能實(shí)現(xiàn)潤(rùn)滑、冷卻的油流(水)通過(guò)。球面座靠近上端面處制有徑向絲孔，其出口連通裝置以外。
選擇合金鋼材料制成且表面滲氮處理的以及兩端部制有花鍵的聯(lián)接軸Ⅱ13，借助聯(lián)軸套一端與泵軸聯(lián)接軸Ⅰ另一端14連接成同一軸心線，且軸Ⅱ與泵軸間設(shè)有通過(guò)聯(lián)軸套長(zhǎng)度限定而構(gòu)成的空間37。也設(shè)有封閉內(nèi)腔且腔壁16處制有進(jìn)液孔的進(jìn)液座17，一端密封連接聯(lián)接座7，另一端密封連接供采油專用的油管懸掛器18(或臥式多級(jí)離心泵的泵殼進(jìn)水口)。該器能固裝泵殼19和套管20，且還設(shè)有出液管21。
套裝于聯(lián)接軸Ⅱ上的浮動(dòng)環(huán)式密封減壓裝置，它有個(gè)與進(jìn)液座封閉內(nèi)腔上端密封連接的套座15，座一端用螺絲固裝有其內(nèi)徑與軸Ⅱ有間隙的壓蓋22，另一端座筒內(nèi)裝制有供與其連接用絲扣且內(nèi)徑與軸Ⅱ也有間隙的螺母蓋23。二者的里側(cè)分別裝兩個(gè)規(guī)格、尺寸相同的軸承組件24，該組件是在其外圓與套座筒靜配合的鋼質(zhì)軸套內(nèi)，鑲嵌有內(nèi)圓與軸Ⅱ動(dòng)配合且圓周均布開(kāi)有軸向條形通縫用橡膠材料制成的軸承襯。二軸承組件之間的那段軸Ⅱ上，分段裝有單元式密封減壓機(jī)構(gòu)。該機(jī)構(gòu)包括其外圓與套座筒間用O形橡膠環(huán)進(jìn)行軸向密封內(nèi)圓與軸Ⅱ有微量間隙且斷面呈中空ㄈ形的定套25，套兩端分別制有與相鄰定套吻合的止口配合，定套包容著選擇碳化硅材料制成的內(nèi)圓與軸Ⅱ也有微量間隙且斷面呈中空十形的浮動(dòng)環(huán)26，定套與浮動(dòng)環(huán)之間支承有螺旋式彈簧27，浮動(dòng)環(huán)與相鄰的另一個(gè)單元的定套以柱銷28相連，以及在彈簧力作用下，它們之間有一對(duì)接觸很好的端平面29。這樣單元密封減壓機(jī)構(gòu)相連，在定套與浮動(dòng)環(huán)之間構(gòu)成諸液流空間，它們與軸Ⅱ間的微量間隙構(gòu)成一個(gè)圓環(huán)形薄層泄漏液流通路，諸空間與通路相連通，且在彈力作用下所說(shuō)端平面能隔斷空間與通路之間液流的流通。
套著軸Ⅱ用螺釘35密封固定于套座上端部的帽座30，它制有端孔、徑向絲孔和內(nèi)腔，斷面呈中空冂形。于帽座端孔與穿過(guò)的軸Ⅱ之間裝有國(guó)際上通用的109B型機(jī)械密封機(jī)構(gòu)33，或者是盤(pán)根式密封機(jī)構(gòu)(圖中未表示)，用與帽座端面、軸Ⅱ密封的蓋34壓緊，構(gòu)成與浮動(dòng)環(huán)式密封減壓裝置的組合，且帽座內(nèi)腔與減壓裝置螺母蓋之間構(gòu)成包含帽座徑向絲孔在內(nèi)的液流通路。
調(diào)節(jié)系統(tǒng)是在帽座徑向絲孔外側(cè)用接頭和管路接通于聯(lián)接座腔壁31處的絲孔內(nèi)側(cè)，該孔外側(cè)用接頭和管路接通YI-1O型溢流閥36的進(jìn)口，閥出口用接頭和管路再接通聯(lián)接座腔壁6處的入液絲孔。
至于本裝置用于臥式多級(jí)離心泵上，附圖中雖未表示，但除已注明內(nèi)容外對(duì)相關(guān)問(wèn)題，如選擇臥式陸用電動(dòng)機(jī)，在承座、聯(lián)接座或進(jìn)液座中選擇合適者設(shè)有支腿，設(shè)計(jì)裝于同一軸心線的基礎(chǔ)等。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員都會(huì)圓滿解決，文中不再贅述。
工作情況及設(shè)計(jì)依根是這樣的泵的進(jìn)泵環(huán)境壓力一般大約為16MPa，作承于軸Ⅱ端的總軸向力不會(huì)超過(guò)800kg，然而此時(shí)泵出口環(huán)境壓力不低于26MPa，作用于泵軸(出)端的總軸向力有3000Kg以上，所以作用于軸Ⅱ端的軸向力選擇泵的進(jìn)口環(huán)境要比公知技術(shù)所選擇的泵出口環(huán)境減少2-4倍，可以大大簡(jiǎn)化聯(lián)接軸，軸承裝置4及其相關(guān)件，再者作用于泵軸的軸向力，因?yàn)槟鼙贿M(jìn)泵環(huán)境的軸向力部分平衡掉而減小，這不僅能簡(jiǎn)化泵結(jié)構(gòu)，還有益于實(shí)現(xiàn)采用逐級(jí)葉輪分別承受，再傳泵殼、基礎(chǔ)之上，使泵體對(duì)軸向力自行消化。
具有初壓的液流從進(jìn)液孔進(jìn)入進(jìn)液座封閉內(nèi)腔，沿懸掛器設(shè)有的進(jìn)泵液流通路進(jìn)入泵內(nèi)逐級(jí)增壓，至出泵口后再沿套管與泵殼之間經(jīng)出液管供用戶利用，液流方向以箭頭38表示。然而要強(qiáng)調(diào)的是所說(shuō)的空間37置于進(jìn)泵液流通路之中，又是以花鍵方式連接，那么聯(lián)軸套與泵軸或軸Ⅱ的連接間隙勢(shì)必形成液流通路，該空間也自然形成具有與進(jìn)泵環(huán)境壓力相等的液流空間。
置于進(jìn)泵環(huán)境的浮動(dòng)環(huán)式密封減壓裝置，將從裝有壓蓋的那端于蓋與軸Ⅱ間引入一股軸向泄漏液流，沿軸Ⅱ表面經(jīng)一個(gè)軸承組件向前流動(dòng)。根據(jù)水阻理論每個(gè)單元密封減壓機(jī)構(gòu)均對(duì)泄漏液流逐級(jí)減壓，實(shí)驗(yàn)表明一般能夠減小2.5-3.5倍。不過(guò)此時(shí)軸Ⅱ在旋轉(zhuǎn)，套座固定，定套基本不轉(zhuǎn)，浮動(dòng)環(huán)受柱銷限制也基本不轉(zhuǎn)。但是由于受軸轉(zhuǎn)動(dòng)、液流動(dòng)態(tài)等因素影響，浮動(dòng)環(huán)會(huì)某些抖動(dòng)。依靠彈簧彈力作用和所說(shuō)那“對(duì)”端平面的補(bǔ)償，能及時(shí)校正而保障液流空間形狀的確定和薄層液流通路的暢通。經(jīng)減壓后的泄漏液流從螺母蓋與軸Ⅱ之間的液流通路流至帽座內(nèi)腔，由于此處的環(huán)境壓力一般不超過(guò)6.5MPa，所以用機(jī)械或盤(pán)根密封機(jī)構(gòu)可以實(shí)現(xiàn)有效的軸向封堵密封。為了保持此環(huán)境狀態(tài)能持久確定，還需將泄漏液流連續(xù)持久地從帽座徑向絲孔引出，即折轉(zhuǎn)為徑向泄漏液流。此液流流經(jīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)進(jìn)入且充滿聯(lián)接座封閉內(nèi)腔，通常情況下腔內(nèi)環(huán)境壓力略大于常壓。那么液流將依次流經(jīng)9處、軸承接觸面、10處、11處、12處和球面座徑向絲孔，排出裝置以外，實(shí)現(xiàn)了對(duì)擺動(dòng)瓦止推軸承的潤(rùn)滑、冷卻。絲孔至軸承座底部的那段即12處中的一段液流通路，由于僅隔座壁的座內(nèi)置有滾動(dòng)軸承，所以也能實(shí)現(xiàn)對(duì)它們的冷卻。當(dāng)機(jī)件磨損等因素引起泄漏液流過(guò)大時(shí)，需要調(diào)節(jié)溢流閥，減少泄漏流量，以保障機(jī)械或盤(pán)根密封機(jī)構(gòu)及其所說(shuō)的組合有效密封。調(diào)節(jié)后盡管系統(tǒng)內(nèi)及相關(guān)部位的液流壓力會(huì)有微弱變化，但在規(guī)定的設(shè)計(jì)范圍之內(nèi)，不會(huì)影響設(shè)備正常運(yùn)行。
權(quán)利要求
1.一種增壓離心泵的密封、軸承潤(rùn)滑裝置，由電機(jī)連接支承于擺動(dòng)瓦止推軸承裝置內(nèi)的聯(lián)接軸Ⅰ，它通過(guò)聯(lián)軸套又連接套裝有采用機(jī)構(gòu)或盤(pán)根密封機(jī)構(gòu)進(jìn)行軸向密封的聯(lián)接軸Ⅱ和泵軸組成，其特征是連接軸Ⅱ與泵軸之間設(shè)有能連通進(jìn)泵液流通路的液流空間，聯(lián)接軸Ⅱ套裝有能對(duì)從進(jìn)泵環(huán)境引入的軸向泄漏液流漸漸減小壓力且被所說(shuō)的軸向密封封堵以及又折轉(zhuǎn)為徑向泄漏液流的浮動(dòng)環(huán)式密封減壓裝置與機(jī)械或盤(pán)根密封機(jī)構(gòu)的組合；徑向泄漏液流經(jīng)過(guò)由帽座絲孔、溢流閥、聯(lián)接座入液絲孔構(gòu)成的且借助調(diào)節(jié)泄漏液流實(shí)現(xiàn)所說(shuō)組合的有效密封的調(diào)節(jié)系統(tǒng)后，供擺動(dòng)瓦止推軸承裝置潤(rùn)滑、冷卻；并且還有a、浮動(dòng)環(huán)式密封減壓裝置為裝于進(jìn)液座的套座，兩端部分別裝有與聯(lián)接軸Ⅱ有間隙的壓蓋和螺母蓋，二者里側(cè)裝有軸承組件，組件之間分段套裝單元式密封減壓機(jī)構(gòu)；該機(jī)構(gòu)包括其外圓與套座內(nèi)圓軸向密封、內(nèi)圓與軸Ⅱ有間隙、兩端分別制有與相鄰定套的止口配合、以及斷面呈中空匚形的定套，它包容著與軸Ⅱ有間隙的斷面呈中空十形的浮動(dòng)環(huán)，套與環(huán)之間裝有彈簧，浮動(dòng)環(huán)與相鄰的定套用柱銷相連；b、擺動(dòng)瓦止推軸承裝置潤(rùn)滑、冷卻的構(gòu)成是在兼作滑板座的聯(lián)軸套外圓與球面座端部之間，設(shè)有向聯(lián)接座封閉內(nèi)腔開(kāi)放的液流通路；在塊座與軸Ⅰ之間、塊座另一端面與軸承座底外面之間、軸承座與于內(nèi)圓制有連通徑向絲孔的軸向條縫的球面座之間，均構(gòu)成依次相連通的液流通路。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是浮動(dòng)環(huán)式密封減壓裝置的定套與浮動(dòng)環(huán)之間構(gòu)成諸液流空間，它們與軸Ⅱ之間的間隙構(gòu)成一個(gè)薄層泄漏液流通路，諸空間與通路相連通。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征是單元密封減壓機(jī)構(gòu)中在彈簧力作用下，浮動(dòng)環(huán)與相鄰的定套有一對(duì)能隔斷空間與通路液流流通的端平面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是調(diào)節(jié)系統(tǒng)依次由帽座絲孔、溢流閥、聯(lián)接座入液絲孔，用管路和接頭連通而成。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是所說(shuō)的軸承組件，是在軸套內(nèi)鑲嵌有于內(nèi)圓開(kāi)有軸向條形通縫的橡膠軸承襯。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是對(duì)擺動(dòng)瓦止推軸承裝置的潤(rùn)滑、冷卻，還包括球面座靠近上端面制的徑向絲孔至軸承座底部的那段液流通路，形成對(duì)滾動(dòng)軸承的冷卻。
全文摘要
一種供二次增壓用離心泵的密封、軸承潤(rùn)滑裝置。是在聯(lián)接軸II與泵軸間設(shè)有連通進(jìn)泵液流通路的液流空間，軸II套裝有能對(duì)從進(jìn)泵環(huán)境引入的軸向泄漏液流漸漸減小壓力且被軸向封堵以及又折轉(zhuǎn)為徑向液流的浮動(dòng)環(huán)式密封減壓裝置與機(jī)械或盤(pán)根密封機(jī)構(gòu)的組合，液流經(jīng)調(diào)節(jié)系統(tǒng)后，供擺動(dòng)瓦止推軸承裝置潤(rùn)滑、冷卻。它在增壓至20-50MPa其流量為100-1600m
文檔編號(hào)F04D29/06GK1059586SQ91109240
公開(kāi)日1992年3月18日 申請(qǐng)日期1991年10月7日 優(yōu)先權(quán)日1991年10月7日
發(fā)明者張午生, 吳君熙, 滿方明 申請(qǐng)人:天津市電機(jī)總廠