專利名稱：蒸發(fā)循環(huán)泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種軸流式循環(huán)泵，它可輸送含有晶體或固體顆粒的腐蝕性高溫液體，是制鹽、氧化鋁、燒堿和無機(jī)鹽等行業(yè)中使用的大型強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器配套用的蒸發(fā)循環(huán)泵。
目前，大型蒸發(fā)循環(huán)泵已改雙支撐式為懸臂式，如近二十年來一直在美國工業(yè)泵行業(yè)中排行第一的Goulds泵公司就是采用的懸臂軸流式蒸發(fā)循環(huán)泵(見該公司1988年出版的泵手冊(cè)第五版，p241～254)。懸臂軸流式蒸發(fā)循環(huán)泵與原雙支撐軸流式蒸發(fā)循環(huán)泵相比，雖然具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，耐腐蝕金屬用量少，故障率低，軸封數(shù)量少，泵造價(jià)低等優(yōu)點(diǎn)，但仍然存在一些問題①由于葉輪外端采用平蓋密封，當(dāng)液體通過葉輪從懸臂端流出時(shí)，將產(chǎn)生脫流和漩渦損失；當(dāng)液體從葉輪懸臂端進(jìn)入時(shí)，又將產(chǎn)生有害沖擊，而這兩種流向都要降低泵的水力效率；②流體經(jīng)90度泵體轉(zhuǎn)彎處時(shí)會(huì)出現(xiàn)二次回流，且泵軸會(huì)對(duì)液流產(chǎn)生干擾，使進(jìn)入葉輪的液流分布不均，這不僅要降低泵的水力效率，還要降低泵的抗汽蝕性能；③無論采用填料密封，還是機(jī)械密封，都要直接密封溫度高、又含固體顆粒的腐蝕性料液，軸封條件苛刻，加之泵軸的懸臂長(zhǎng)度大，葉輪重，使之軸套處撓度大，軸封壽命不長(zhǎng)；④更換軸封填料時(shí)，必須放空蒸發(fā)器內(nèi)的物料，蒸發(fā)裝置停產(chǎn)損失大。為此，Goulds泵公司提出了在軸封腔底部裝設(shè)可充氣膠胎式停車密封圈。但該密封圈與軸套的接觸面積大，軸套上有固體顆粒時(shí)，密封效果仍然很差，更關(guān)鍵的是檢修人員無法判斷該密封圈是否發(fā)揮作用，如貿(mào)然在蒸發(fā)器未放凈物料的情況下更換軸封填料，有高溫腐蝕性料漿外噴的危險(xiǎn)性；⑤檢修周期短，使用者深為更換軸封和軸承耗資費(fèi)力所困擾。
本實(shí)用新型的任務(wù)是為大型蒸發(fā)器提供一種懸臂式軸流循環(huán)泵，該泵的水力效率和容積效率高，能大幅度減小軸的撓度，改善軸封條件，延長(zhǎng)軸封壽命，并能真正實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器不放料，不拆泵，就能安全迅速地更換填料。
本實(shí)用新型的任務(wù)是由下述技術(shù)方案完成的本技術(shù)方案揭示的蒸發(fā)循環(huán)泵，主要包括泵體、葉片、輪轂、軸、軸封部件和軸承箱。軸一端由軸承箱支撐固定，另一端穿過泵體壁懸于泵體內(nèi)。葉片通過輪轂固定于軸的懸臂端，輪轂的端頭固定有空心導(dǎo)流罩。該導(dǎo)流罩呈流線型，一方面可消除料液流出葉輪時(shí)的脫流和漩渦損失，或料液進(jìn)入葉輪時(shí)的有害沖擊，另一方面由于其為空心件，故可利用其在液體中的浮力平衡葉輪的大部分重量，減小了軸的撓度，使葉片與泵體的徑向可取得小，從而提高了泵的容積效率。泵體內(nèi)轉(zhuǎn)彎處設(shè)置有防偏流葉片，該葉片給液流起導(dǎo)向作用，以減小流場(chǎng)的不均勻度，提高水力效率。軸封部件位于泵體壁外側(cè)的軸上，其軸封腔內(nèi)除安放有常規(guī)的填料密封環(huán)和水封環(huán)外，還安放有沖洗供液環(huán)。從沖洗供液環(huán)進(jìn)入的工藝清液壓力略大于密封介質(zhì)壓力，水封環(huán)進(jìn)入的常溫清水壓力又略高于工藝清液壓力，這樣就可阻止輸送介質(zhì)中的晶體或固體顆粒進(jìn)入軸封腔，改善軸封條件，延長(zhǎng)軸封壽命，又能限制清水進(jìn)入蒸發(fā)器。在軸封部件與泵體壁連接處設(shè)置的可充氣密封圈后端的重合部位開有檢漏孔，該孔口可用螺塞封住。當(dāng)停泵需更換填料時(shí)，先往可充氣密封圈內(nèi)供壓縮空氣，然后打開螺塞，通過檢漏孔判斷其密封可靠性，從而能在蒸發(fā)器不放料的情況下，不拆泵就能安全地更換填料。


圖1是本實(shí)用新型的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是葉輪和導(dǎo)流罩的剖視結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是軸封部件的剖視結(jié)構(gòu)示意圖。
以下結(jié)合附圖給出實(shí)施例并對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
如圖1所示，本實(shí)用新型主要包括泵體(1)、葉片(2)、輪轂(3)、軸(11)、軸封部件(12)和軸承箱(30)。
泵體(1)是一件呈90度的彎管，水平段對(duì)應(yīng)的泵體(1)壁上開有軸孔。軸(11)一端由軸承箱(30)支撐固定，另一端穿過軸孔懸于泵體(1)內(nèi)。泵體(1)軸(11)兩側(cè)的內(nèi)壁轉(zhuǎn)彎處鑄有一個(gè)防偏流葉片(10)，葉片(10)的鑄造位置與泵體(1)軸線重合，以減小液流轉(zhuǎn)彎時(shí)的回流和泵軸干擾造成的流場(chǎng)不均勻。葉片(10)的尾部有一缺口，以不影響葉輪工作。
軸(11)的懸臂端固定有輪轂(3)、葉片(2)和導(dǎo)流罩(6)，如圖2所示。輪轂(3)在已有技術(shù)基礎(chǔ)上，其端壁延伸形成一段空腔。為加強(qiáng)空腔的強(qiáng)度和剛度，腔內(nèi)鑄有筋板(4)。葉片(2)固定于輪轂(3)空腔段的外壁上。導(dǎo)流罩(6)形如一個(gè)空心彈頭，尾端插入輪轂(3)，并通過尾部罩壁上的定位臺(tái)階(7)用螺栓(31)與輪轂(3)相連，頭頂端開有試壓用的螺紋孔(8)。當(dāng)泵裝配完后，可通過該孔按最大工作壓力的1.5倍進(jìn)行水壓試驗(yàn)，再按最大工作壓力的1.3倍進(jìn)行氣密性試驗(yàn)。合格后用涂覆了密封膠的螺塞(9)將螺紋孔(8)封住。為了可靠地密封輪轂(3)、導(dǎo)流罩(6)氣室內(nèi)的空氣，導(dǎo)流罩(6)和輪轂(3)之間、葉片(2)和輪轂(3)之間、輪轂(3)和軸套(32)之間均用0形圈(5)密封。這樣輪轂(3)和導(dǎo)流罩(6)形成的氣室在液體中產(chǎn)生的浮力，可平衡葉輪的大部分重量，大大減小軸懸臂端的徑向力，而使得①葉輪的撓度減小，葉片與泵體之間的徑向間隙減小，從而提高泵的容積效率；②軸套處的動(dòng)撓度減小，延長(zhǎng)了軸封壽命；③軸承載荷減輕，延長(zhǎng)了軸承的壽命。
軸封部件(12)位于泵體(1)壁外側(cè)的軸(11)上，見圖1。它是由止逆節(jié)流環(huán)(13)、沖洗供液環(huán)(15)、填料環(huán)(16)、水封環(huán)(17)、軸封套(18)、壓蓋(23)構(gòu)成，見圖3。軸封套(18)前端內(nèi)倒形成一隔壁(19)，止逆節(jié)流環(huán)(13)、沖洗供液環(huán)(15)、填料環(huán)(16)順次排列安裝于軸封套(18)和軸套(32)形成的軸封腔內(nèi)，水封環(huán)(17)位于各填料環(huán)(16)的中間。在沖洗供液環(huán)(15)對(duì)應(yīng)的軸封套(18)壁上開有進(jìn)液口(20)，水封環(huán)(17)對(duì)應(yīng)的軸封套(18)壁上開有進(jìn)、出水口(21、22)。止逆節(jié)流環(huán)(13)采用耐磨的碳纖維增強(qiáng)的聚四氟乙烯材料制作，正常工作時(shí)，其唇部(14)與軸套(32)間有微小間隙。壓蓋(23)呈T形，蓋腳插入軸封套(18)內(nèi)，抵在填料環(huán)(16)上，蓋腳下部一側(cè)的壁上開有出水口(22)。壓蓋(23)通過蓋沿用連接件與軸封套(18)相連。工作時(shí)，泵輸送液經(jīng)旋流器分離了固體顆粒后，在隨動(dòng)調(diào)壓閥的控制下，以略大于密封介質(zhì)的壓力進(jìn)入供液環(huán)(15)。從供液環(huán)(15)進(jìn)入軸封腔內(nèi)的液體，經(jīng)止逆節(jié)流環(huán)的唇部(14)和置放于隔離壁(19)前端處的可充氣密封圈(25)的密封刃(26)的節(jié)流、均布后，以較少的內(nèi)沖洗液量均勻流入泵內(nèi)，以有效地阻止密封介質(zhì)中的固體顆粒進(jìn)入軸封腔。從水封環(huán)(17)進(jìn)口進(jìn)入的常溫清水，也用隨動(dòng)調(diào)壓閥控制，其壓力比內(nèi)沖洗液壓力略高，只允許極微量的水進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)而絕大部分水將由軸封套(18)上的出水口(22)和壓蓋(23)腳上的出水口(22)流走。隨動(dòng)調(diào)壓閥可使內(nèi)沖洗液壓力和常溫清水壓力隨密封介質(zhì)的壓力自動(dòng)變化，始終保持恒定壓差。萬一壓力失控，止逆節(jié)流環(huán)的唇部(14)將在密封介質(zhì)的壓力下，與軸套(32)緊貼，阻止密封介質(zhì)進(jìn)入填料腔。由于填料環(huán)(16)只密封常溫清水，密封條件溫和，故使用壽命長(zhǎng)。
為了在蒸發(fā)器不放料、不拆泵的情況下，更換填料環(huán)(16)，在軸封套(18)端頭隔壁(19)與泵體(1)壁連接處的空腔中設(shè)置了一個(gè)可充氣密封圈(25)，見圖3。該密封圈(25)的截面形狀為長(zhǎng)圓形，內(nèi)為空心。與已有技術(shù)不同的是內(nèi)圈面上有三條凸起的環(huán)形密封刃(26)，其斷面呈半圓形。當(dāng)往可充氣密封圈(25)內(nèi)充壓縮空氣時(shí)，密封刃(26)與軸套(32)呈線性接觸，由于接觸面積小，接觸壓力大，停車密封可靠。加之可充氣密封圈(25)兩側(cè)面也為凸形，故可獲得有效密封?？沙錃饷芊馊?25)的外圈面上有一條環(huán)形開口，開口兩端內(nèi)壁凸起，開口處安放有一個(gè)金屬支撐環(huán)(27)，該環(huán)為T形，環(huán)中部分布有一排進(jìn)氣孔(28)，兩端頭下方凸起，以與可充氣密封圈(25)的開口處的內(nèi)凸起配合，保證可充氣密封圈(25)的形狀穩(wěn)定性和密封可靠性。
為了安全更換填料環(huán)(16)，便于判斷停車密封是否發(fā)揮作用，在可充氣密封圈(25)外側(cè)的軸封套(18)隔壁(19)和泵體(1)壁連接端的重合部位開有檢漏孔(24)。檢漏孔(24)用螺塞(9)封住。當(dāng)需要更換軸封填料環(huán)時(shí)，先停泵，然后通過泵體(1)壁連接端壁上的進(jìn)氣口(29)往可充氣密封圈(25)內(nèi)充壓縮空氣，其壓力約為密封介質(zhì)壓力的2倍。密封圈(25)的三條環(huán)形密封刃(26)即與軸套(32)貼緊。這時(shí)，擰下螺塞(9)，向沖洗供液環(huán)(15)通清水，檢漏孔(24)有清水流出即表明此孔未堵塞。然后停供清水，檢漏孔(24)如無密封介質(zhì)流出，表明密封可靠，可以更換填料。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比有如下優(yōu)點(diǎn)1、由于在葉輪端部增加了流線型的導(dǎo)流罩，使出葉輪后的流道斷面逐漸擴(kuò)大，液體軸面速度逐漸減小，將液體的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)閴毫δ?，消除了現(xiàn)有技術(shù)中的脫流和漩渦損失，提高了水力效率。
2、薄壁空心的導(dǎo)流罩和輪轂在液體中的浮力可平衡轉(zhuǎn)子懸臂端的大部分重量，大幅度減小懸臂端的徑向負(fù)荷，延長(zhǎng)軸封和軸承的使用壽命。加之葉片與泵體的徑向間隙可取得較小，故同時(shí)又提高了泵的容積效率。
3、泵體中的防偏流葉片減小了液流轉(zhuǎn)彎時(shí)的二次回流和泵軸干擾引起的流場(chǎng)不均勻度，提高了泵的水力效率和抗汽蝕性能。
4、軸封部位增加的止逆節(jié)流環(huán)和內(nèi)沖洗措施，使軸封條件大為改善，延長(zhǎng)了軸封壽命。
5、可充氣密封圈輔以檢漏孔，確保了停車密封的可靠性，能真正實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器不放料、不拆泵，就能安全地更換軸封填料，以最簡(jiǎn)單可靠的方法取得蒸發(fā)系統(tǒng)停產(chǎn)損失最小的重大經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求1.一種蒸發(fā)循環(huán)泵，包括泵體(1)、葉片(2)、輪轂(3)、軸(11)、軸封部件(12)和軸承箱(30)、軸(11)一端由軸承箱(30)支撐固定，另一端穿過泵體(1)壁懸于泵體內(nèi)，葉片(2)通過輪轂(3)固定于軸(11)的懸臂端，軸封部件(12)位于泵體(1)壁外側(cè)的軸(11)上，內(nèi)有填料環(huán)(16)和水封環(huán)(17)，軸封部件(12)與泵體(1)壁的連接處設(shè)置有可充氣密封圈(25)，其特征在于輪轂(3)的端頭固定有空心導(dǎo)流罩(6)；泵體(1)內(nèi)轉(zhuǎn)彎處設(shè)置有防偏流葉片(10)；在泵體(1)壁連接端與軸封部件(12)連接端的重合部位開有檢漏孔(24)，孔口有螺塞(9)；軸封部件(12)內(nèi)設(shè)置有沖洗供液環(huán)(15)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蒸發(fā)循環(huán)泵，其特征在于導(dǎo)流罩(6)形如一個(gè)空心彈頭，頭頂端開有螺紋孔(8)，孔口可用螺塞(9)封住，尾端插入輪轂(3)，并通過尾部罩壁上的定位臺(tái)階(7)用螺栓(31)與輪轂 相連；輪轂(3)端壁延伸形成空腔，腔內(nèi)有筋板(4)，葉片(2)固定于輪轂(3)空腔段的外壁上；導(dǎo)流罩(6)和輪轂(3)之間、葉片(2)和輪轂(3)之間、輪轂(3)軸套(32)之間用O形圈(5)密封。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蒸發(fā)循環(huán)泵，其特征在于防偏流葉片(10)鑄在軸(11)兩側(cè)的泵體(1)內(nèi)壁上，并與泵體(1)軸線重合，尾部有一缺口。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蒸發(fā)循環(huán)泵，其特征在于可充氣密封圈(25)的截面形狀為長(zhǎng)圓形，內(nèi)為空心，內(nèi)圈面上有三條凸起的環(huán)形密封刃(26)，其斷面呈半圓形，外圈面上有一條環(huán)形開口，開口兩端內(nèi)壁凸起，開口處安放有金屬支撐環(huán)(27)，該環(huán)為T形環(huán)，環(huán)兩端頭下方凸起，以與可充氣密封圈(25)的開口處的內(nèi)凸起配合，環(huán)中部分布有一排進(jìn)氣孔(28)。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蒸發(fā)循環(huán)泵，其特征在于可充氣密封圈(25)的截面形狀為長(zhǎng)圓形，內(nèi)為空心，內(nèi)圈面上有三條凸起的環(huán)形密封刃(26)，其斷面呈半圓形，外圈面上有一條環(huán)形開口，開口兩端內(nèi)壁凸起，開口處安放有金屬支撐環(huán)(27)，該環(huán)為T形環(huán)，環(huán)兩端頭下方凸起，以與可充氣密封圈(25)的開口處的內(nèi)凸起配合，環(huán)中部分布有一排進(jìn)氣孔(28)。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的蒸發(fā)循環(huán)泵，其特征在于軸封部件(12)還包括止逆節(jié)流環(huán)(13)、壓蓋(23)、軸封套(18)，軸封套(18)前端內(nèi)倒形成一隔壁(19)，止逆節(jié)流環(huán)(13)、沖洗供液環(huán)(15)、填料環(huán)(16)、水封環(huán)(17)順次排列安放在軸套(32)與軸封套(18)之間，尾端連接壓蓋(23)，止逆節(jié)流環(huán)(13)正常工作時(shí)，其唇部(14)與軸套(32)間有微小間隙。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的蒸發(fā)循環(huán)泵，其特征在于軸封部件(12)還包括止逆節(jié)流環(huán)(13)、壓蓋(23)、軸封套(18)，軸封套(18)前端內(nèi)倒形成一隔壁(19)，止逆節(jié)流環(huán)(13)、沖洗供液環(huán)(15)、填料環(huán)(16)、水封環(huán)(17)順次排列安放在軸套(32)與軸封套(18)之間，尾端連接壓蓋(23)，止逆節(jié)流環(huán)(13)正常工作時(shí)，其唇部(14)與軸套(32)間有微小間隙。
專利摘要本實(shí)用新型是一種大型強(qiáng)制循環(huán)蒸發(fā)器用的懸臂軸流式循環(huán)泵，其技術(shù)特征是(1)葉輪端部固定空心流線型導(dǎo)流罩，利用浮力減小軸撓度；(2)泵體有防偏流葉片，減小流場(chǎng)不均勻度，提高水力效率和抗汽蝕性；(3)設(shè)非接觸式止逆節(jié)流環(huán)，用隨動(dòng)調(diào)壓閥控制內(nèi)沖洗液和填料沖洗水壓力，軸封條件改善，壽命長(zhǎng)；(4)用帶環(huán)形密封刃和凸形側(cè)面的可充氣密封圈，輔以檢漏孔，實(shí)現(xiàn)蒸發(fā)器不放料、不折泵，就能安全迅速地更換軸封。
文檔編號(hào)F04D3/00GK2205880SQ94227188
公開日1995年8月23日 申請(qǐng)日期1994年2月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年2月15日
發(fā)明者魏宗勝, 張選剛, 陳道銀, 何光國 申請(qǐng)人:國營靖江化工機(jī)泵閥門總廠