[發明專利]渣漿泵葉輪流體動力平衡組合密封

無效

• 申請號: 200910043852.8
• 申請日: 2009-07-06
• 公開（公告）號: CN101943184A
• 公開（公告）日: 2011-01-12
• 發明（設計）人: 李豪;毛小琳
• 申請（專利權）人: 李豪;毛小琳
• 主分類號: F04D29/66
• 分類號: F04D29/66;F04D29/10;F04D29/22;F04D7/04
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技術領域

本發明涉及一種渣漿泵葉輪軸向力平衡及流體動力密封，屬于一種采用多級副葉片與平衡孔組合的離心式渣漿泵與動密封裝置。

背景技術

渣漿泵用于抽送含有固體顆粒的漿體，這種漿體對泵體軸封有強磨損，軸封很容易磨壞失效，一般的渣漿泵采用泵葉輪后蓋板設置一級副葉片，并配合一個與葉輪在軸上串聯，但吸入口與葉輪相反的副葉輪，通過副葉片與副葉輪組合形成與葉輪形成反向平衡壓力來減少軸封處壓力，并在泵運行時阻止固體顆粒進入軸封處，同時副葉片在運行中帶動漿體旋轉具有減少葉輪后蓋板處壓力作用，借此平衡一部分作用與葉輪上的總的軸向力。但該副葉片與副葉輪組合，軸向尺寸長，增加了軸懸臂長，泵運行穩定性差；此外副葉輪還需與相應的副葉輪腔體配合，零部件多，組裝與維修十分困難，再者，由于副葉輪的升壓作用，使得副葉片處壓力上升，葉輪后蓋板壓力隨之上升，副葉片平衡一部分軸向力的功能被削弱，并且在副葉片磨損后密封效果、平衡軸向力效果大大下降甚至完全失效。

發明內容

本發明所要解決的問題在于用一種階梯式副葉片形式，形成多級副葉片功能，在每相鄰兩極階梯間處均有一個徑向間隙密封，這種階梯副葉片具有了多級軸向密封與多級經向密封組合，具有良好的密封能力，同時運行中有效阻止固體顆粒進入軸封處，大大減少了軸封處的壓力及磨損，延長了軸的壽命，為增加密封效果多級副葉片可以設計成傾斜面，在副葉片與輪轂相鄰處的后蓋板上開設若干個平衡孔與原葉輪吸入口相通，用來平衡副葉片在磨損后密封效果下降，平衡軸向力減弱后的平衡軸向力作用。

本發明解決其技術問題采用如下技術：本發明由葉輪、葉片、葉輪后蓋板、首級副葉片、次級副葉片、末級副葉片、密封座、多級徑向密封間隙、多級軸向密封間隙、平衡孔、葉輪輪轂、軸、軸套、軸封組成，根據結構情況，級數最多可達5級，最少為2級，副葉片與密封座之間的間隙形式可設計成90°、大于90°或小于90°的傾斜式，或三者之間的任意組合，

葉輪葉片裝在葉輪后蓋板上，多級副葉片裝在葉輪后蓋板上，葉輪后蓋板裝在葉輪輪轂上，輪轂上有軸孔與泵軸聯接，軸套裝在軸上，軸封裝在密封座與軸套之間的腔體內，葉輪葉片、多級副葉片、葉輪后蓋板、輪轂、軸組成為旋轉件，密封座為固定件。

本發明處于運行狀態時，即旋轉件旋轉時，渣漿體自葉輪葉片吸入口吸入，由葉輪葉片排出口排出，同時多級副葉片內部及密封座之間的多級徑向與多級軸向間隙之間的渣漿體亦產生旋轉，產生流體動壓力梯度，降低了作用于葉輪后蓋板上的作用力，同時產生與葉輪葉片反向的壓力，阻止了固體顆粒進入軸封，起到了平衡軸向力作用，當運行時間較長副葉片和密封座磨損后，徑向間隙、軸向間隙增加，密封效果降低，此輪轂處壓力較高，高于泵吸入口壓力，此時漿體將有少量通過平衡孔流入葉輪吸入口，這部分漿體的流動將使得軸封處壓力基本與葉輪進口相同，軸向力得到進一步平衡，同時固體顆粒流入葉輪吸入口而不進入軸封，使軸封得到保護。

本發明提供的多級副葉片與平衡孔組合密封裝置，能在正常情況和磨損嚴重情況下都有良好的密封、平衡軸向力效果。

附圖說明

圖1為本發明副葉片為3級的總體結構圖，

圖2為本發明副葉片為2的總體結構圖，

圖3為本發明副葉片不等于90°傾斜角的多級副葉片結構圖，

圖4為副葉片各級間傾斜角不同的組合結構圖。

具體實施方式

本發明由葉輪葉片入口1，葉輪葉片2，葉輪葉片出口3，后蓋板4，密封座5，軸封16，軸套17，輪轂18，平衡孔19，軸15，首級副葉片8，首級徑向間隙密封6，首級軸向間隙密封7，次級副葉片11，次級徑向間隙密封9，次級軸向間隙密封10，末級副葉片14，末級徑向間隙密封12，末級軸向間隙密封13組成，葉輪葉片2裝在后蓋板4上，后蓋板4裝在輪轂18上，輪轂18與軸套17同裝在軸15上，首級副葉片8、次級副葉片11、末級副葉片14均裝在后蓋板4上，軸封16裝在軸套17與密封座5之間，葉輪葉片2、后蓋板4、首級副葉片8、次級副葉片11、末級副葉片14、軸套17、軸15為組成同一旋轉部件可一同轉動，密封座5為固定不動件，在首級副葉片8與密封座5之間形成首級徑向間隙密封6和首級徑向間隙密封7，在次級副葉片與密封座5之間形成次級徑向間隙密封9和次級軸向間隙密封10，在末級副葉片14與密封座5之間形成末級徑向間隙密封12和末級軸向間隙密封13，在后蓋板4上末級副葉片14與輪轂18之間開有若干個平衡孔19。

具有上述結構的本發明可實現如下功能：

本發明裝置處于靜止時，葉片2，徑向間隙密封6、9、12及軸向間隙密封7、10、13中均充滿漿體，當軸15旋轉時帶動軸套17、葉片2、后蓋板4、首級副葉片8，次級副葉片11、末級副葉片14一同旋轉，葉片2內漿體在葉片作用下從葉片入口1向葉片出口3流動并使壓力逐步提高，同時各密封間隙內的漿體在各級副葉片作用下，由輪轂18處向首級副葉片徑向間隙6方向流動，這樣使得軸封16處壓力很低，甚至出現負壓，軸封16處無固體顆粒磨損，同時這樣的流動產生動壓力，使得作用于后蓋板4上的壓力降低，達到平衡軸向力的作用，隨著運行時間的不斷增加，各副葉片與密封座5之間的各徑向間隙、各軸向間隙由于磨損而增大，密封效果和軸向力平衡效果降低，作用于輪轂18處的壓力會增加到大于平衡孔9另一側葉片吸入口1處壓力時，漿體通過平衡孔9流向葉片進口1，即使軸向力得到平衡，同時軸封16處亦不含固體顆粒，同樣達到平衡軸向力和保護軸封免受顆粒磨損的作用。