專利名稱：離心泵壓差式密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及離心泵的密封裝置。
現(xiàn)有離心泵的密封裝置，主要有兩種形式一種是盤根密封，一種是機(jī)械密封。盤根密封是將截面為矩形的石棉圈用壓蓋壓入摩擦盤孔內(nèi)，以實(shí)現(xiàn)泵軸與摩擦盤之間的密封，防止泄漏。這種密封結(jié)構(gòu)簡單，使用方便，用于清水泵和油泵效果不錯(cuò)，但用于砂泵等雜質(zhì)離心泵則效果不理想，一是產(chǎn)生磨損后泄漏嚴(yán)重；二是耗電量大；三是壽命短，需經(jīng)常更換，影響泵的工作效率。這種形式的密封見于中原油田引進(jìn)的美國HARRISBURG砂泵。機(jī)械密封主要有動(dòng)環(huán)和靜環(huán)等組成，動(dòng)環(huán)為錐面，與靜環(huán)形成線接觸實(shí)現(xiàn)密封，并隨泵軸旋轉(zhuǎn)。這種密封形式用于清水泵和油泵有效，用于砂泵等雜質(zhì)離心泵時(shí)，由于工作介質(zhì)為強(qiáng)磨蝕類流體泥漿，在泵軸高速旋轉(zhuǎn)中容易發(fā)生磨蝕，即使在動(dòng)環(huán)上噴涂貴重的耐磨鈷涂料，維持線接觸密封也不會(huì)太久，僅能保證數(shù)百小時(shí)有效工作，時(shí)間再長就發(fā)生磨損形成面接觸，以致密封不嚴(yán)造成泄漏，而且現(xiàn)場無法維修更換，必須進(jìn)入維修車間拆卸修理，更換密封裝置。維修工期長，耗資大，直接影響現(xiàn)場工作。這種機(jī)械密封的制造工藝比較復(fù)雜，成本較高。這種密封見之于國產(chǎn)SB150型砂泵。以上兩種密封裝置的安裝位置都在泵軸伸出摩擦盤末端。
本實(shí)用新型的目的，就是解決現(xiàn)有密封裝置磨損泄漏，耗電量大，壽命短等問題，提供一種耗能低，制造安裝方便，密封性能可靠，工作壽命長的離心泵(特別是雜質(zhì)離心泵)用的新型密封裝置。
本實(shí)用新型的任務(wù)是這樣完成的根據(jù)離心泵的結(jié)構(gòu)原理，改變現(xiàn)有密封裝置安裝于泵軸伸出摩擦盤末端的位置，將密封裝置設(shè)置在葉輪工作室內(nèi)泄漏源處，采用壓力差原理，設(shè)計(jì)一種壓差式密封裝置，利用葉輪工作室內(nèi)工作介質(zhì)(鉆井液、重度砂漿等)壓力比泵殼外壓力大的特性，使密封裝置在工作狀態(tài)有效地阻截泵的泄漏源，實(shí)現(xiàn)密封。按照這樣的構(gòu)思，設(shè)計(jì)一種離心泵密封裝置，由摩擦盤(9)、調(diào)整墊(11)，外動(dòng)密封碗(13)，壓緊墊(12)組成，安裝位置在葉輪(10)背面工作室內(nèi)的泵軸(8)上；摩擦盤(9)的圓盤外圓面固定在泵殼(5)內(nèi)壁，與葉輪(10)之間留有間隙(S1)，調(diào)整墊(11)、外動(dòng)密封碗(13)和壓緊墊(12)裝在摩擦盤空腔(D)內(nèi)的泵軸(8)上，外動(dòng)密封碗(13)套裝在調(diào)整墊(11)上，并由壓緊墊(12)在軸向壓緊；外動(dòng)密封碗(13)碗口外緣與摩擦盤空腔(D)之間留有徑向間隙(S2)，碗口平面與摩擦盤空腔(D)開口平面之間留有軸向間隙(S3)。摩擦盤(9)的圓盤端通孔為空腔(D)，并在空腔(D)與摩擦盤(9)另一端的盤根安裝孔(Q)之間隔有盤根止口(T)，整個(gè)摩擦盤(9)中心為貫穿通孔。調(diào)整墊(11)是一端帶有圓盤的軸套，中間開有軸孔，裝在泵軸(8)上，調(diào)整墊(11)外圓面上套裝有外動(dòng)密封碗(13)，圓盤內(nèi)端面與外動(dòng)密封碗(13)的碗底端面相接觸。外動(dòng)密封碗(13)是碗狀的彈性密封件，碗底開有通孔(G)，套裝在調(diào)整墊(11)上，碗底平面與碗口平面平行，碗底端面與調(diào)整墊(11)圓盤內(nèi)端面接觸，碗口朝向摩擦盤空腔(D)的開口方向。外動(dòng)密封碗(13)是由耐蝕橡膠制成。壓緊墊(12)是平墊圈，裝在調(diào)整墊(11)與葉輪(10)之間的泵軸(8)上，其外圓面直徑大于調(diào)整墊(11)的端面直徑，將套裝在調(diào)整墊(11)上的外動(dòng)密封碗(13)的碗底壓緊在調(diào)整墊(11)的圓盤上。外動(dòng)密封碗(13)碗底部分由調(diào)整墊(11)和壓緊墊(12)固定，碗口部分在靜止?fàn)顟B(tài)與摩擦盤空腔(D)之間保持有徑向間隙(S2)和軸向間隙(S3)，工作狀態(tài)下碗口外緣向外擴(kuò)張，與摩擦盤空腔(D)內(nèi)圓面緊密接觸形成密封，此時(shí)徑向間隙(S2)為0，軸向間隙(S3)隨之加大；停止工作時(shí)仍保持密封狀態(tài)。摩擦盤(9)與葉輪(10)之間的間隙(S1)為0.7～0.9毫米，外動(dòng)密封碗(13)碗口外緣與摩擦盤空腔(D)之間的徑向間隙(S2)為1～2毫米，軸向間隙(S3)為1.5～2.5毫米。
本實(shí)用新型的安裝位置是在葉輪工作室內(nèi)緊挨葉輪(10)背面的泵軸(8)上，與葉輪(10)相接的是壓緊墊(12)，壓緊墊(12)與調(diào)整墊(11)相接觸，并將外動(dòng)密封碗(13)壓緊在調(diào)整墊(11)圓盤內(nèi)端面，調(diào)整墊(11)上套裝外動(dòng)密封碗(13)；壓緊墊(12)、調(diào)整墊(11)和外動(dòng)密封碗(13)都安裝在摩擦盤(9)的空腔(D)內(nèi)，共同組成了壓差式密封裝置。
經(jīng)過上述設(shè)計(jì)，改進(jìn)和實(shí)際試驗(yàn)，證明本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡單，加工制造容易，密封可靠，安裝方便，降低了耗電量，防止了泵軸的磨損，大大延長了工作壽命，在離心泵的工作壽命期限內(nèi)基本不用更換密封件，提高了工作效率，減少了停機(jī)損失，成功地實(shí)現(xiàn)了予定目標(biāo)。
下面對附圖加以說明。



圖1是現(xiàn)有機(jī)械密封安裝位置圖；圖2是現(xiàn)有機(jī)械密封結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型安裝位置圖；圖4是本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是摩擦盤(9)半剖視圖；圖6是圖5的側(cè)視圖；圖7是調(diào)整墊(11)半剖視圖；圖8是圖7的側(cè)視圖；圖9是外動(dòng)密封碗(13)半剖視圖；
圖10是圖9的側(cè)視圖；
圖11是壓緊墊(12)。
圖中，(1)－動(dòng)環(huán)，(2)－靜環(huán)，(3)－壓蓋，(4)－支承座，(5)－泵殼，(6)－進(jìn)口法蘭，(7)－聯(lián)軸器，(8)－泵軸，(9)－摩擦盤，(10)－葉輪，(11)－調(diào)整墊，(12)－壓緊墊，(13)－外動(dòng)密封碗；(W)－壓差式密封裝置組合(由9、11、12、13組成)，(D)－摩擦盤空腔，(G)－外動(dòng)密封碗碗底通孔，(T)－盤根止口，(S1)——間隙，(S2)－徑向間隙，(S3)－軸向間隙。
最后通過實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
按照前述密封裝置，摩擦盤用QT60－2球墨鑄鐵加工制造，其空腔外徑為95毫米，深25毫米，外動(dòng)密封碗用耐蝕性橡膠制作，調(diào)整墊用45號(hào)鋼制造，壓緊墊用0.5毫米鋼板加工。外動(dòng)密封碗套裝在調(diào)整墊上，與壓緊墊一起安裝于泵軸密封段，置于摩擦盤空腔內(nèi)。與主機(jī)SB150型離心泵配套，用于油田鉆井固控系統(tǒng)。開機(jī)時(shí)，鉆井液在葉輪帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)，葉輪工作室內(nèi)形成4×105Pa的壓力，使外動(dòng)密封碗碗口向外張開，外緣與摩擦盤空腔內(nèi)徑緊密貼合，阻截了葉輪室內(nèi)泵軸與摩擦盤之間的間隙泄漏。停機(jī)時(shí)，因?yàn)槟酀{罐高于砂泵，保持一定勢能，在砂泵葉輪工作室內(nèi)，仍有2×105Pa的壓力，使外動(dòng)密封碗繼續(xù)處于密封狀態(tài)。與錐面機(jī)械密封裝置相比，本實(shí)用新型工作壽命延長10倍以上，功率消耗每小時(shí)降低0.733KW，耗電量每年減少4600千瓦時(shí)，砂泵泄漏量僅在工作后停機(jī)瞬間有微量滲液，開機(jī)期間基本沒有泄漏，密封效果優(yōu)于現(xiàn)有機(jī)械密封。本實(shí)用新型的實(shí)際壽命與砂泵主機(jī)同步，在砂泵的整個(gè)工作壽命期限內(nèi)基本不用更換密封，大大減少了停機(jī)損失和維修費(fèi)用，提高了生產(chǎn)效率，經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益都很顯著。
權(quán)利要求1.一種離心泵密封裝置，其特征在于是由摩擦盤(9)，調(diào)整墊(11)，外動(dòng)密封碗(13)，壓緊墊(12)組成，安裝位置在葉輪(10)背面工作室內(nèi)的泵軸(8)上；摩擦盤(9)的圓盤外圓面固定在泵殼(5)內(nèi)壁，與葉輪(10)之間留有間隙(S1)，調(diào)整墊(11)、外動(dòng)密封碗(13)和壓緊墊(12)裝在摩擦盤空腔(D)內(nèi)的泵軸(8)上，外動(dòng)密封碗(13)套裝在調(diào)整墊(11)上，并由壓緊墊(12)在軸向壓緊；外動(dòng)密封碗(13)碗口外緣與摩擦盤空腔(D)之間留有徑向間隙(S2)，碗口平面與摩擦盤空腔(D)開口平面之間留有軸向間隙(S3)。
2.按照權(quán)利要求1所述的離心泵密封裝置，其特征在于所說的摩擦盤(9)的圓盤通孔為空腔(D)，并在空腔(D)與摩擦盤(9)另一端的盤根安裝孔(Q)之間隔有盤根止口(T)，整個(gè)摩擦盤(9)中心為貫穿通孔。
3.按照權(quán)利要求1所述的離心泵密封裝置，其特征在于所說的調(diào)整墊(11)是一端帶有圓盤的軸套，中間開有軸孔，裝在泵軸(8)上，調(diào)整墊(11)外圓面上套裝有外動(dòng)密封碗(13)，圓盤內(nèi)端面與外動(dòng)密封碗(13)的碗底端面相接觸。
4.按照權(quán)利要求1所述的離心泵密封裝置，其特征在于所說的外動(dòng)密封碗(13)是碗狀的彈性密封件，碗底開有通孔(G)，套裝在調(diào)整墊(11)上，碗底平面與碗口平面平行，碗底端面與調(diào)整墊(11)圓盤內(nèi)端面接觸，碗口朝向摩擦盤空腔(D)的開口方向。
5.按照權(quán)利要求1或4所述的離心泵密封裝置，其特征在于所說的外動(dòng)密封碗(13)是由耐蝕橡膠制成。
6.按照權(quán)利要求1所述的離心泵密封裝置，其特征在于所說的壓緊墊(12)是平墊圈，裝在調(diào)整墊(11)與葉輪(10)之間的泵軸(8)上，其外圓面直徑大于調(diào)整墊(11)的端面直徑，將套裝在調(diào)整墊(11)上的外動(dòng)密封碗(13)的碗底壓緊在調(diào)整墊(11)的圓盤上。
7.按照權(quán)利要求1或4所述的離心泵密封裝置，其特征在于所說的外動(dòng)密封碗(13)碗底部分由調(diào)整墊(11)和壓緊墊(12)固定，碗口部分在靜止?fàn)顟B(tài)與摩擦盤空腔(D)之間保持有徑向間隙(S2)和軸向間隙(S3)，工作狀態(tài)下碗口外緣向外擴(kuò)張，與摩擦盤空腔(D)內(nèi)圓面緊密接觸形成密封，此時(shí)徑向間隙(S2)為0，停止工作時(shí)，仍保持密封狀態(tài)。
8.按照權(quán)利要求1所述的離心泵密封裝置，其特征在于所說的摩擦盤(9)與葉輪(10)之間的間隙(S1)為0.7～0.9毫米，外動(dòng)密封碗(13)碗口外緣與摩擦盤空腔(D)之間的徑向間隙(S2)為1～2毫米，軸向間隙(S3)為1.5～2.5毫米。
9.按照權(quán)利要求1所述的離心泵密封裝置，其特征在于所說的安裝位置是在葉輪工作室內(nèi)緊挨葉輪(10)背面的泵軸(8)上，與葉輪相接的是壓緊墊(12)，壓緊墊(12)與調(diào)整墊(11)相接觸，并將外動(dòng)密封碗(13)壓緊在調(diào)整墊(11)圓盤內(nèi)端面，調(diào)整墊(11)上套裝外動(dòng)密封碗(13)；壓緊墊(12)，調(diào)整墊(11)和外動(dòng)密封碗(13)都安裝在摩擦盤(9)的空腔(D)內(nèi)。
專利摘要離心泵壓差式密封裝置的外動(dòng)密封碗(13)套裝在調(diào)整墊(11)上，由壓緊墊(12)在軸向壓緊，安裝在摩擦盤(9)的空腔(D)內(nèi)，安裝位置在葉輪工作室內(nèi)緊挨葉輪(10)背面的泵軸(8)上，利用葉輪工作室內(nèi)工作介質(zhì)的壓力比泵殼外大的特性，工作狀態(tài)下使外動(dòng)密封碗(13)外緣擴(kuò)張形成密封，有效地阻截泵的泄漏源，密封可靠，比機(jī)械密封延長壽命10倍，每年減少耗電量4600千瓦時(shí)，減少了停機(jī)損失，提高了工作效率。
文檔編號(hào)F04D29/08GK2086335SQ91211190
公開日1991年10月9日 申請日期1991年1月31日 優(yōu)先權(quán)日1991年1月31日
發(fā)明者徐文之, 王敬增, 夏春生, 孫長河 申請人:臨清市石油機(jī)械廠