增压离心泵的密封、轴承润滑装置的制作方法

专利名称：增压离心泵的密封、轴承润滑装置的制作方法技术领域：本发明涉及一种供二次增压用离心泵的密封、轴承润滑装置。当前开采石油、切割石料等工业部门，都需要用泵对具有初压力的液流进行二次增压，即液流从一般为7-20MPa的初态压力增至20-50MPa，以满足不同使用要求。这种增压有极少数是采用多极离心式增压泵，它的基本结构，有的为电机轴通过具有特殊密封设计的联轴节连接泵轴(含叶轮等);有的为电机轴通过一个用密封装置密封的联接轴连接泵轴，这些在中国专利《二次增压泵密封、轴承润滑装置》专利号88107699.6和公知技术中都有介绍。它们在正常条件下能够令人满意地运行，但是它们中有的在增压至20-50MPa工况下运行时，对于实现有效密封难免会不甚理想，有的因设计欠佳而使结构庞大繁杂，制造技术难度大，导致成本昂贵。本发明的目的是要克服公知技术的不足之处，提供一种增压离心泵的密封、轴承润滑装置。本发明的目的是这样实现的联接轴Ⅱ与泵轴之间设有杆连通进泵液流通路的液流空间。轴Ⅱ套装有能对从进泵环境引入的轴向泄漏液流渐渐减小压力且被所说的轴向密封封堵以及又折转为径向泄漏液流的浮动环式密封减压装置与机械或盘根密封机构的组合。径向泄漏液流经过由帽座丝孔、溢流阀、联接座入液丝孔构成的且借助调节泄漏液流实现所说组合的有效密封的调节系统后，供摆动瓦止推轴承装置润滑、冷却。浮动环式密封减压装置的结构是装于进液座的套座，从两端部分别装有与联接轴Ⅱ有间隙的压盖和螺母盖，二者里侧装轴承组件，组件之间分段套装有单元式密封减压机构。该单元机构包括其外圆与套装内圆轴向密封、内圆与轴Ⅱ有间隙，两端分别制有与相邻定套的止口配合，以及断面呈中空ㄈ形的定套，它包容着与轴Ⅱ有间隙的断面呈中空十形的浮动环，套与环之间装有弹簧，浮动环与相邻的定套用柱销相连。摆动瓦止推轴承装置润滑、冷却的构成是在兼作滑板座的联轴套外圆与球面座端部之间，设有向联接座封闭内腔开放的液流通路。有块座与轴Ⅰ之间、块座另一端面与轴承座底外面之间、轴承座与于内圆制有能连通径向丝孔的轴向条缝的球面座之间，均构成依次相连通的液流通路。浮动环式密封减压装置中的定套与浮动环之间构成诸液流空间，它们与轴Ⅱ之间的间隙构成一个薄层泄漏液流通路，诸空间与通路相连通。单元密封减压机构中在弹簧力作用下，浮动环与相邻的定套有一对能隔断空间与通路液流相流通的端平面。调节系统依次由帽座丝孔、溢流阀、联接座入液丝孔，用管路和接头连通而成。所说的轴承组件，是在轴套内镶嵌有于内圆开有轴向条形通缝的橡胶轴承衬。对摆动瓦止推轴承装置的润滑、冷却，还应包括球面座靠近上端面制的径向丝孔至轴承底座部的那段液流通路，形成对滚动轴承的冷却。本发明的优点在二次增压至20-50MPa其流量为100-1600M3/d的工况下，能实现对泵的有效密封;轴承自行润滑、冷却;结构简单易行、成本低廉;配备陆用电机，可广泛适用于各型立式或卧式增压离心泵。 图1是一种具有该密封轴承润滑装置的增压用立式离心泵主视图; 图2是图1中的Ⅰ-Ⅰ剖面放大图; 图3是图2中的A部放大，即单元密封减压机构剖面图。下面结合附图1-3详细说明依据本发明提出的具体装置的细节及工作情况。该装置包括选择陆用立式异步电动机1作为动力源，电机轴用弹性柱销式联轴节2与其同轴心线连接联接轴Ⅰ3，轴Ⅰ由摆动瓦止推轴承装置4所支承。通过开式承座5将于6处腔壁制有入液丝孔和31处供连通用丝孔以及设有封闭内腔的联接座7与电机壳固为一体，且内腔一端密封装有端板副8，该副的两个内孔构成个球台面将所说的轴承装置4牢牢夹固。在轴承装置4中，涉及润滑、冷却构成的结构是制有供连接用花键孔且一端面镶嵌有以水为润滑剂的滑板故称兼作滑板座的联轴套32，它的端部外圆与球面座端部之间的9处设有向联接座内腔开放的液流通路。同时在于一端面镶嵌有以水为润滑剂且与滑板的接触构成摆动瓦止推轴承的扇形块的圆环形块座与轴Ⅰ之间的10处，块座另一端面与作为通过滚动轴承支承轴Ⅰ的轴承座底外面之间的11处，轴承座与于内圆制有连通径向丝孔且圆周均布有轴向条缝的球面座之间的12处，均分别构成依次相连通的液流通路。在9处与10处之间的连通，是指对轴承接触面能实现润滑、冷却的油流(水)通过。球面座靠近上端面处制有径向丝孔，其出口连通装置以外。选择合金钢材料制成且表面渗氮处理的以及两端部制有花键的联接轴Ⅱ13，借助联轴套一端与泵轴联接轴Ⅰ另一端14连接成同一轴心线，且轴Ⅱ与泵轴间设有通过联轴套长度限定而构成的空间37。也设有封闭内腔且腔壁16处制有进液孔的进液座17，一端密封连接联接座7，另一端密封连接供采油专用的油管悬挂器18(或卧式多级离心泵的泵壳进水口)。该器能固装泵壳19和套管20，且还设有出液管21。套装于联接轴Ⅱ上的浮动环式密封减压装置，它有个与进液座封闭内腔上端密封连接的套座15，座一端用螺丝固装有其内径与轴Ⅱ有间隙的压盖22，另一端座筒内装制有供与其连接用丝扣且内径与轴Ⅱ也有间隙的螺母盖23。二者的里侧分别装两个规格、尺寸相同的轴承组件24，该组件是在其外圆与套座筒静配合的钢质轴套内，镶嵌有内圆与轴Ⅱ动配合且圆周均布开有轴向条形通缝用橡胶材料制成的轴承衬。二轴承组件之间的那段轴Ⅱ上，分段装有单元式密封减压机构。该机构包括其外圆与套座筒间用O形橡胶环进行轴向密封内圆与轴Ⅱ有微量间隙且断面呈中空ㄈ形的定套25，套两端分别制有与相邻定套吻合的止口配合，定套包容着选择碳化硅材料制成的内圆与轴Ⅱ也有微量间隙且断面呈中空十形的浮动环26，定套与浮动环之间支承有螺旋式弹簧27，浮动环与相邻的另一个单元的定套以柱销28相连，以及在弹簧力作用下，它们之间有一对接触很好的端平面29。这样单元密封减压机构相连，在定套与浮动环之间构成诸液流空间，它们与轴Ⅱ间的微量间隙构成一个圆环形薄层泄漏液流通路，诸空间与通路相连通，且在弹力作用下所说端平面能隔断空间与通路之间液流的流通。套着轴Ⅱ用螺钉35密封固定于套座上端部的帽座30，它制有端孔、径向丝孔和内腔，断面呈中空冂形。于帽座端孔与穿过的轴Ⅱ之间装有国际上通用的109B型机械密封机构33，或者是盘根式密封机构(图中未表示)，用与帽座端面、轴Ⅱ密封的盖34压紧，构成与浮动环式密封减压装置的组合，且帽座内腔与减压装置螺母盖之间构成包含帽座径向丝孔在内的液流通路。调节系统是在帽座径向丝孔外侧用接头和管路接通于联接座腔壁31处的丝孔内侧，该孔外侧用接头和管路接通YI-1O型溢流阀36的进口，阀出口用接头和管路再接通联接座腔壁6处的入液丝孔。至于本装置用于卧式多级离心泵上，附图中虽未表示，但除已注明内容外对相关问题，如选择卧式陆用电动机，在承座、联接座或进液座中选择合适者设有支腿，设计装于同一轴心线的基础等。本领域的普通技术人员都会圆满解决，文中不再赘述。工作情况及设计依根是这样的泵的进泵环境压力一般大约为16MPa，作承于轴Ⅱ端的总轴向力不会超过800kg，然而此时泵出口环境压力不低于26MPa，作用于泵轴(出)端的总轴向力有3000Kg以上，所以作用于轴Ⅱ端的轴向力选择泵的进口环境要比公知技术所选择的泵出口环境减少2-4倍，可以大大简化联接轴，轴承装置4及其相关件，再者作用于泵轴的轴向力，因为能被进泵环境的轴向力部分平衡掉而减小，这不仅能简化泵结构，还有益于实现采用逐级叶轮分别承受，再传泵壳、基础之上，使泵体对轴向力自行消化。具有初压的液流从进液孔进入进液座封闭内腔，沿悬挂器设有的进泵液流通路进入泵内逐级增压，至出泵口后再沿套管与泵壳之间经出液管供用户利用，液流方向以箭头38表示。然而要强调的是所说的空间37置于进泵液流通路之中，又是以花键方式连接，那么联轴套与泵轴或轴Ⅱ的连接间隙势必形成液流通路，该空间也自然形成具有与进泵环境压力相等的液流空间。置于进泵环境的浮动环式密封减压装置，将从装有压盖的那端于盖与轴Ⅱ间引入一股轴向泄漏液流，沿轴Ⅱ表面经一个轴承组件向前流动。根据水阻理论每个单元密封减压机构均对泄漏液流逐级减压，实验表明一般能够减小2.5-3.5倍。不过此时轴Ⅱ在旋转，套座固定，定套基本不转，浮动环受柱销限制也基本不转。但是由于受轴转动、液流动态等因素影响，浮动环会某些抖动。依靠弹簧弹力作用和所说那“对”端平面的补偿，能及时校正而保障液流空间形状的确定和薄层液流通路的畅通。经减压后的泄漏液流从螺母盖与轴Ⅱ之间的液流通路流至帽座内腔，由于此处的环境压力一般不超过6.5MPa，所以用机械或盘根密封机构可以实现有效的轴向封堵密封。为了保持此环境状态能持久确定，还需将泄漏液流连续持久地从帽座径向丝孔引出，即折转为径向泄漏液流。此液流流经调节系统进入且充满联接座封闭内腔，通常情况下腔内环境压力略大于常压。那么液流将依次流经9处、轴承接触面、10处、11处、12处和球面座径向丝孔，排出装置以外，实现了对摆动瓦止推轴承的润滑、冷却。丝孔至轴承座底部的那段即12处中的一段液流通路，由于仅隔座壁的座内置有滚动轴承，所以也能实现对它们的冷却。当机件磨损等因素引起泄漏液流过大时，需要调节溢流阀，减少泄漏流量，以保障机械或盘根密封机构及其所说的组合有效密封。调节后尽管系统内及相关部位的液流压力会有微弱变化，但在规定的设计范围之内，不会影响设备正常运行。权利要求1.一种增压离心泵的密封、轴承润滑装置，由电机连接支承于摆动瓦止推轴承装置内的联接轴Ⅰ，它通过联轴套又连接套装有采用机构或盘根密封机构进行轴向密封的联接轴Ⅱ和泵轴组成，其特征是连接轴Ⅱ与泵轴之间设有能连通进泵液流通路的液流空间，联接轴Ⅱ套装有能对从进泵环境引入的轴向泄漏液流渐渐减小压力且被所说的轴向密封封堵以及又折转为径向泄漏液流的浮动环式密封减压装置与机械或盘根密封机构的组合；径向泄漏液流经过由帽座丝孔、溢流阀、联接座入液丝孔构成的且借助调节泄漏液流实现所说组合的有效密封的调节系统后，供摆动瓦止推轴承装置润滑、冷却；并且还有a、浮动环式密封减压装置为装于进液座的套座，两端部分别装有与联接轴Ⅱ有间隙的压盖和螺母盖，二者里侧装有轴承组件，组件之间分段套装单元式密封减压机构；该机构包括其外圆与套座内圆轴向密封、内圆与轴Ⅱ有间隙、两端分别制有与相邻定套的止口配合、以及断面呈中空匚形的定套，它包容着与轴Ⅱ有间隙的断面呈中空十形的浮动环，套与环之间装有弹簧，浮动环与相邻的定套用柱销相连；b、摆动瓦止推轴承装置润滑、冷却的构成是在兼作滑板座的联轴套外圆与球面座端部之间，设有向联接座封闭内腔开放的液流通路；在块座与轴Ⅰ之间、块座另一端面与轴承座底外面之间、轴承座与于内圆制有连通径向丝孔的轴向条缝的球面座之间，均构成依次相连通的液流通路。2.根据权利要求1所述的装置，其特征是浮动环式密封减压装置的定套与浮动环之间构成诸液流空间，它们与轴Ⅱ之间的间隙构成一个薄层泄漏液流通路，诸空间与通路相连通。3.根据权利要求1或2所述的装置，其特征是单元密封减压机构中在弹簧力作用下，浮动环与相邻的定套有一对能隔断空间与通路液流流通的端平面。4.根据权利要求1所述的装置，其特征是调节系统依次由帽座丝孔、溢流阀、联接座入液丝孔，用管路和接头连通而成。5.根据权利要求1所述的装置，其特征是所说的轴承组件，是在轴套内镶嵌有于内圆开有轴向条形通缝的橡胶轴承衬。6.根据权利要求1所述的装置，其特征是对摆动瓦止推轴承装置的润滑、冷却，还包括球面座靠近上端面制的径向丝孔至轴承座底部的那段液流通路，形成对滚动轴承的冷却。全文摘要一种供二次增压用离心泵的密封、轴承润滑装置。是在联接轴II与泵轴间设有连通进泵液流通路的液流空间，轴II套装有能对从进泵环境引入的轴向泄漏液流渐渐减小压力且被轴向封堵以及又折转为径向液流的浮动环式密封减压装置与机械或盘根密封机构的组合，液流经调节系统后，供摆动瓦止推轴承装置润滑、冷却。它在增压至20-50MPa其流量为100-1600m文档编号F04D29/06GK1059586SQ91109240公开日1992年3月18日 申请日期1991年10月7日 优先权日1991年10月7日发明者张午生, 吴君熙, 满方明 申请人:天津市电机总厂