[發明專利]耐高溫、超高壓動壓平衡無泄漏泵裝置

無效

• 申請號: 200810038080.4
• 申請日: 2008-05-27
• 公開（公告）號: CN101285480A
• 公開（公告）日: 2008-10-15
• 發明（設計）人: 王俊華;董志豪;樊艷麗
• 申請（專利權）人: 上海凱泉泵業（集團）有限公司
• 主分類號: F04D29/08
• 分類號: F04D29/08;F04D29/40;F04D29/00;H02K7/14
• 代理公司: 上海三方專利事務所
• 代理人: 吳干權

[技術領域]

本發明涉及液體輸送泵類產品領域，具體涉及一種適用于高溫、超高壓、超小流量、含顆粒，要求介質無泄漏輸送的泵裝置。

[背景技術]

煤直接液化技術是近年才發展成熟起來的一項新技術，目前全世界尚無工業化運行經驗，我國的神華煤制油裝置是世界上首家煤直接液化工業化裝置，目前也只是安裝調試尚未投產。因工作條件要求極為苛刻，所有關鍵設備均為進口，價格十分昂貴，急需國產化替代。北京煤炭科學總院是其工藝技術的主要設計單位。其微型煤液化裝置為大型工業化裝置的雛形。該裝置中的反應器底部循環泵工作條件十分復雜，輸送反應器底部沉降液在反應器不斷循環充分反應，其工作溫度高達455～500℃，系統壓力達20Mpa，介質中含顆粒度小于200目質量濃度20％～30％固體粉煤顆粒，流量超小僅為0.3m³/h，并含有飽和腐蝕介質H₂和SH₂，在高溫下與空氣接觸會自燃，介質絕對不能泄露，國內在此方面尚屬空白。

[發明內容]

本發明的目的是提供一種包括煤制油在內輸送高溫、超高壓、超小流量、含顆粒、不允許泄漏介質輸送的新型無泄漏泵裝置。

為實現上述目的，本發明提出一種耐高溫、超高壓動壓平衡無泄漏泵裝置，包括泵體、葉輪、中間段、內泵蓋、阻隔機械密封及電機，壓力平衡體。壓力平衡體的一端采用輔助管件與阻隔機械密封的靜環相連通，壓力平衡體的另一端采用輔助管件與電機定子、轉子之間的空腔相連通。采用帶潤滑油循環驅動葉輪的加長軸外循環冷卻滾動軸承耐高壓屏蔽電機。

所述的帶潤滑油循環驅動葉輪的加長軸外循環冷卻滾動軸承耐高壓屏蔽電機包括定子殼體、定子、轉子、滾動軸承，定子和轉子之間的空腔裝有潤滑油，定子殼體上設有冷卻腔，冷卻腔內裝有潤滑油，轉子上設有一副葉輪，定子殼體上的冷卻腔采用冷卻蛇管與定子、轉子之間的空腔相連通。

所述的中間段上設有外冷卻腔、帶減壓螺旋式顆粒阻攔槽，內泵蓋上設有外壓沖洗腔。

所述的中間段和電機分別設有獨立的外冷卻接口管，外冷卻接口管分別與中間段和電機設置的冷卻腔相連通。

所述的泵的進口位于泵體渦殼部分的軸向中央，泵的出口管在泵體渦殼部分的切線方向，該出口管由等直徑的喉部段和呈錐形的擴散段兩部分組成。

本發明與現有技術相比，一方面控制葉輪與泵體和蓋板間隙從而保證水力性能，另一方面保證阻隔機械密封定位準確。把機械密封和屏蔽電機結合起來實現高溫、高壓、超小流量、含顆粒介質的無泄漏輸送，當內泵蓋的減壓螺旋式顆粒阻攔槽和外壓沖洗腔堵塞時，阻隔機械密封可保證短時間內(200小時)仍可穩定工作，阻擋顆粒進入屏蔽電機避免軸承損壞和電機故障。

[附圖說明]

圖1是本發明的結構圖；

圖2是本發明的側面圖。

參見圖1、圖2，1為泵體，2為葉輪，3為泵蓋、4為中間段，5為內泵蓋，6為熱交換管，7為阻隔機械密封部件，8為電機，9為壓力平衡體，10、11、12及13為外冷卻接口管。

[具體實施例]

一種耐高溫、超高壓動壓平衡無泄漏泵裝置包括一個渦殼式泵體1、位于泵體內的開放式葉輪2，位于泵體后端的泵蓋3、位于泵蓋后端的帶外冷卻腔的中間段4、固定于中間段上的帶減壓螺旋式顆粒阻攔槽和外壓沖洗腔的內泵蓋5和熱交換管6、位于中間段上的阻隔機械密封部件7、帶潤滑油循環驅動葉輪的加長軸外循環冷卻滾動軸承耐高壓屏蔽電機8和位于外側的壓力平衡體9、中間段和屏蔽電機分別有獨立的外冷卻接口管10、11和12、13組成。泵的進口位于泵體渦殼部分的軸向中央，泵的出口管在泵體渦殼部分的切線方向，該出口管由等直徑的喉部段和呈錐形的擴散段兩部分組成。來自泵端或引管端的液體高壓一端作用于阻隔機械密封部件的靜環一側，另一端通過動壓平衡裝置中的壓力平衡體傳遞給電機殼體內的阻隔機械密封部件的靜環另一側，而動靜、環間則無系統壓差，從而保證了機械密封可靠穩定工作。通過利用阻隔機械密封部件7和壓力平衡體9實現了在高壓下機械密封零附加力工作，結合潤滑油外循環冷卻滾動軸承屏蔽電機8，實現了高溫、高壓、超小流量、含顆粒介質的無泄漏輸送。

泵啟動前向泵內注介質液，介質液在泵蓋和中間段間形成保溫隔熱屏靜液區，高溫介質熱傳遞在此阻隔，中段體上的外冷卻腔和熱交換管帶走殘余大部分的傳導熱，屏蔽電機的外循環冷卻系統在內部潤滑油循環驅動葉輪驅動下，通過熱交換管與外冷卻液熱交換，進一步帶走剩余的小部分傳導熱，同時帶走電機工作時的發熱量；減壓螺旋式顆粒阻攔槽和外壓沖洗腔引入高壓溶劑液一方面阻隔顆粒進入，另一方面通過電機和中段體間設置的等壓力平衡裝置使屏蔽電機內壓力和中間段內壓力時時同步，既保證阻隔機械密封動靜環間額外壓差零，可靠工作，又通過時時動壓平衡保證轉子無附加軸向載荷。同時對軸起部分冷卻作用；阻隔機械密封在正常情況下僅密封阻隔屏蔽電機潤滑油和介質溶劑，在減壓螺旋式顆粒阻攔槽和外壓沖洗腔堵塞時，阻隔機械密封可保證短時間內(200小時)仍可穩定工作，阻擋顆粒進入屏蔽電機，避免軸承損壞和電機故障；加長軸滾動軸承式屏蔽電機式結構，一方面控制葉輪與泵體和蓋板間隙從而保證水力性能，另一方面保證阻隔機械密封定位準確。這樣就把機械密封和屏蔽電機結合起來實現高溫、高壓、超小流量、含顆粒介質的無泄漏輸送。