[发明专利]渣浆泵叶轮流体动力平衡组合密封

说明书

技术领域

本发明涉及一种渣浆泵叶轮轴向力平衡及流体动力密封，属于一种采用多级副叶片与平衡孔组合的离心式渣浆泵与动密封装置。

背景技术

渣浆泵用于抽送含有固体颗粒的浆体，这种浆体对泵体轴封有强磨损，轴封很容易磨坏失效，一般的渣浆泵采用泵叶轮后盖板设置一级副叶片，并配合一个与叶轮在轴上串联，但吸入口与叶轮相反的副叶轮，通过副叶片与副叶轮组合形成与叶轮形成反向平衡压力来减少轴封处压力，并在泵运行时阻止固体颗粒进入轴封处，同时副叶片在运行中带动浆体旋转具有减少叶轮后盖板处压力作用，借此平衡一部分作用与叶轮上的总的轴向力。但该副叶片与副叶轮组合，轴向尺寸长，增加了轴悬臂长，泵运行稳定性差；此外副叶轮还需与相应的副叶轮腔体配合，零部件多，组装与维修十分困难，再者，由于副叶轮的升压作用，使得副叶片处压力上升，叶轮后盖板压力随之上升，副叶片平衡一部分轴向力的功能被削弱，并且在副叶片磨损后密封效果、平衡轴向力效果大大下降甚至完全失效。

发明内容

本发明所要解决的问题在于用一种阶梯式副叶片形式，形成多级副叶片功能，在每相邻两极阶梯间处均有一个径向间隙密封，这种阶梯副叶片具有了多级轴向密封与多级经向密封组合，具有良好的密封能力，同时运行中有效阻止固体颗粒进入轴封处，大大减少了轴封处的压力及磨损，延长了轴的寿命，为增加密封效果多级副叶片可以设计成倾斜面，在副叶片与轮毂相邻处的后盖板上开设若干个平衡孔与原叶轮吸入口相通，用来平衡副叶片在磨损后密封效果下降，平衡轴向力减弱后的平衡轴向力作用。

本发明解决其技术问题采用如下技术：本发明由叶轮、叶片、叶轮后盖板、首级副叶片、次级副叶片、末级副叶片、密封座、多级径向密封间隙、多级轴向密封间隙、平衡孔、叶轮轮毂、轴、轴套、轴封组成，根据结构情况，级数最多可达5级，最少为2级，副叶片与密封座之间的间隙形式可设计成90°、大于90°或小于90°的倾斜式，或三者之间的任意组合，

叶轮叶片装在叶轮后盖板上，多级副叶片装在叶轮后盖板上，叶轮后盖板装在叶轮轮毂上，轮毂上有轴孔与泵轴联接，轴套装在轴上，轴封装在密封座与轴套之间的腔体内，叶轮叶片、多级副叶片、叶轮后盖板、轮毂、轴组成为旋转件，密封座为固定件。

本发明处于运行状态时，即旋转件旋转时，渣浆体自叶轮叶片吸入口吸入，由叶轮叶片排出口排出，同时多级副叶片内部及密封座之间的多级径向与多级轴向间隙之间的渣浆体亦产生旋转，产生流体动压力梯度，降低了作用于叶轮后盖板上的作用力，同时产生与叶轮叶片反向的压力，阻止了固体颗粒进入轴封，起到了平衡轴向力作用，当运行时间较长副叶片和密封座磨损后，径向间隙、轴向间隙增加，密封效果降低，此轮毂处压力较高，高于泵吸入口压力，此时浆体将有少量通过平衡孔流入叶轮吸入口，这部分浆体的流动将使得轴封处压力基本与叶轮进口相同，轴向力得到进一步平衡，同时固体颗粒流入叶轮吸入口而不进入轴封，使轴封得到保护。

本发明提供的多级副叶片与平衡孔组合密封装置，能在正常情况和磨损严重情况下都有良好的密封、平衡轴向力效果。

附图说明

图1为本发明副叶片为3级的总体结构图，

图2为本发明副叶片为2的总体结构图，

图3为本发明副叶片不等于90°倾斜角的多级副叶片结构图，

图4为副叶片各级间倾斜角不同的组合结构图。

具体实施方式

本发明由叶轮叶片入口1，叶轮叶片2，叶轮叶片出口3，后盖板4，密封座5，轴封16，轴套17，轮毂18，平衡孔19，轴15，首级副叶片8，首级径向间隙密封6，首级轴向间隙密封7，次级副叶片11，次级径向间隙密封9，次级轴向间隙密封10，末级副叶片14，末级径向间隙密封12，末级轴向间隙密封13组成，叶轮叶片2装在后盖板4上，后盖板4装在轮毂18上，轮毂18与轴套17同装在轴15上，首级副叶片8、次级副叶片11、末级副叶片14均装在后盖板4上，轴封16装在轴套17与密封座5之间，叶轮叶片2、后盖板4、首级副叶片8、次级副叶片11、末级副叶片14、轴套17、轴15为组成同一旋转部件可一同转动，密封座5为固定不动件，在首级副叶片8与密封座5之间形成首级径向间隙密封6和首级径向间隙密封7，在次级副叶片与密封座5之间形成次级径向间隙密封9和次级轴向间隙密封10，在末级副叶片14与密封座5之间形成末级径向间隙密封12和末级轴向间隙密封13，在后盖板4上末级副叶片14与轮毂18之间开有若干个平衡孔19。

具有上述结构的本发明可实现如下功能：

本发明装置处于静止时，叶片2，径向间隙密封6、9、12及轴向间隙密封7、10、13中均充满浆体，当轴15旋转时带动轴套17、叶片2、后盖板4、首级副叶片8，次级副叶片11、末级副叶片14一同旋转，叶片2内浆体在叶片作用下从叶片入口1向叶片出口3流动并使压力逐步提高，同时各密封间隙内的浆体在各级副叶片作用下，由轮毂18处向首级副叶片径向间隙6方向流动，这样使得轴封16处压力很低，甚至出现负压，轴封16处无固体颗粒磨损，同时这样的流动产生动压力，使得作用于后盖板4上的压力降低，达到平衡轴向力的作用，随着运行时间的不断增加，各副叶片与密封座5之间的各径向间隙、各轴向间隙由于磨损而增大，密封效果和轴向力平衡效果降低，作用于轮毂18处的压力会增加到大于平衡孔9另一侧叶片吸入口1处压力时，浆体通过平衡孔9流向叶片进口1，即使轴向力得到平衡，同时轴封16处亦不含固体颗粒，同样达到平衡轴向力和保护轴封免受颗粒磨损的作用。