一种内衬式油浆泵及其装配和内衬磨损监测方法与流程

本发明涉及一种内衬式油浆泵，尤其涉及一种内衬式油浆泵及其装配和内衬磨损监测方法，适用于高温、高压的石油化工装置及常规需要输送磨蚀性固体物的装置。

背景技术：

传统的输送含磨蚀性固体颗粒的叶片式离心泵，主要采用以下3种技术方案：一种是直接采用硬质耐磨材料如白口铸铁作为承压件，包括承压蜗室、前衬板、后衬板等，外面包裹外壳体结构件用于安装和联接。

这种结构的缺点是，由于白口铸铁材料硬度高，铸造流动性差，易产生缩孔、裂纹等铸造缺陷，且难以焊补，因此必须壳体壁厚设计的较厚；白口铁上难以加工螺纹孔，需要借助常规材料制造的外壳体进行联接安装和密封压紧紧固。因此，这类泵般尺寸较大和笨重，且由于采用易产生缩孔缺陷的脆性白口铸铁本身作为承压件，无法用于输送易燃易爆的高温油浆，只能用于输送一般性质的渣浆。

另一种如专利申请号200610040604.4，是采用常规金属材料制造泵壳，在金属表面利用表面喷涂技术附上一层薄的耐磨合金或陶瓷材料。这类泵结构简单，虽然可以用于高温油浆的输送，但由于介质的磨蚀性大，薄薄的一层被磨完了后就磨坏壳体本身，最终导致整个泵壳需要更换；而且喷涂材料的与基体的结合力较差，且与基体材料的热涨系数不同，在高温下存在胀差，产生裂隙，容易在输送介质的高速冲刷下剥落而失效，因此寿命较短。

如专利申请号201420059863.1的在油浆泵中较为常用的一种，是外壳体和前后泵盖承压、内壳体耐磨的结构该结构解决了材料耐磨与承压的矛盾，内壳体采用高硬度耐磨材料承受叶轮旋转所带来的冲刷，外壳体采用常规金属材料承受内部压力，既保证承压密封可靠性，同时也保证了耐磨使用寿命，适用于高温输送带固体颗粒的工况。该结构的缺点是，由于整个内蜗壳体要装入到外壳体内，内壳体的外径尺寸较大，加上其内壳体外的固定用结构需占用的结构部位，所需要的外壳体的内径也要增大，按照承压件的计算公式，如ASME BPVC-Ⅲ标准ND分卷3级部件中，ND3441.1条款关于泵壳最小壁厚t的计算公式“t＝(PA)/S”(公式1，式中P为内腔压力，A为承压泵壳内腔直径，S为许用应力),径向壁厚与直径成正比，在承受同样的压力下，外壳体的壁厚比常规泵的壁厚要大得多，同时外壳体侧面的重量m＝π/4*A²*t(公式2),即与直径的平方成正比，与壁厚成正比；将壁厚t的计算公式1代入公式2中，可得到重量计算公式m＝π/4*A²*P*A/S＝π*A³/(4S)，即泵盖侧面重量与承压壳体内腔直径的3次方成正比。对于泵盖，原本只需要把叶轮装入即可的与泵盖之间的配合止口，需要增大到不小于流道蜗室件的外径，承压面积增大，承受的压力增加量与直径的平方成正比，根据承压端盖计算公式，如ASME BPVC-Ⅲ标准ND分卷3级部件中，ND3325.2条款关于泵盖最小壁厚t的计算公式(公式3,式中C为系数，d为与泵体密封面的直径)，这使得泵盖的壁厚也与直径成正比，较常规泵的壁厚增大较多，将公式3代入圆形泵盖计算公式中，其重量即泵盖重量也与增大的直径的3次方成正比。因联接泵盖与外壳体的螺柱受到内腔压力作用于泵盖承压面面积成正比，而面积与承压面直径成正比，因此螺柱的承载面积与泵盖与泵体止口部位的直径的平方成正比。止口直径的增大也使得联接泵盖与外壳体的螺柱数量要增加或直径增大，以承受增加了的压力。因此，这类泵的外形尺寸大、笨重，制造成本较高。

同时，由于内蜗室处于外壳体内部，外面看不到内部的磨损情况，当内壳体磨损后，介质开始冲刷外壳体，直至磨损穿透外壳体发现泄漏时才知道，但此时作为承压壳体的外壳体也因磨损而报废了，对于高温油浆来说，存在严重的安全隐患，泄露易引起燃爆事故。目前所采用的方法只是根据经验增加检修次数来避免外壳体磨漏损坏，增加了检修费用和不必要的停机。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术中存在的不足，提供一种结构紧凑，重量和体积小、结构紧凑维护简单方便、制造成本低、磨损可监测的一种内衬式油浆泵、内衬磨损监测装置及其装配监测方法。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

一种内衬式油浆泵，包括轴承箱体，所述的轴承箱体中设有轴，所述的轴承箱体的一端设有外壳体，所述的轴的端部套有叶轮，所述的叶轮伸至外壳体中，所述的外壳体中设有外壳体出口管，其特征在于：所述的外壳体中设有圆环形内腔体，所述的内腔体中设有与圆环形内腔体相配接的内流道体，所述的内流道体内设有内蜗室，所述的内流道体与外壳体内壁的左端通过前衬板定位，所述的内流道体与外壳体内壁的右端通过后衬板定位，所述的内流道体中设有与外壳体出口管相连通的内蜗室出口孔。

所述的外壳体中设有与内腔体相连通的止口内孔，所述的止口内孔的直径大于叶轮的外径，并小于内蜗室任意部位的直径；所述的外壳体的外壁设有防转销孔，所述的防转销孔中设有与内流道体相固定的防转销。

所述的内流道体的外径设有径向定位面，所述的径向定位面的外壁呈圆形或不连续圆弧状；所述的内流道体的内径设有径向支承面，所述的径向支承面分别与前衬板和后衬板相定位的。

所述的内流道体由若干内流道体分段组成，每块内流道体分段的轴向投影最大长度小于止口内孔的直径，其中一块内流道体分段的外圆侧长度L1小于等于内圆侧长度L2。

所述的内蜗室出口孔出口处的孔径与外壳体出口管交接部位的孔径相同。

一种内衬式油浆泵的内衬磨损专用监测装置，包括监测探杆和压力监测仪表，所述的内流道体的外壁设有内凹状的监测孔，所述的外壳体中设有延伸至监测孔的监测探杆，所述的监测探杆的外端设有压力监测仪表。

一种新型内衬式油浆泵的装配监测方法，按以下步骤进行：

(1)、将内流道体装入至外壳体中：

为将直径大于外壳体止口内孔的内流道体装入到外壳体内腔内，将整体的内流道体机加工后用线切割割开，每块内流道体分段在轴向方向的投影最大长度尺寸必须小于外壳体止口内孔直径以能通过止口内孔为准；其中，必须有一块内流道体分段的外圆侧长度L1必须小于等于内圆侧长度L2；

经切割分段后，将每块分段逐块通过外壳体止口内孔，装入到外壳体内腔中，并径向移动靠上外壳体内孔表面，靠出口的一块分段将内蜗室出口孔对齐外壳体出口管；

每块分段按原整体制造时的相对位置排列和靠紧，由于从外壳体止口内孔装入后需要径向向外装配，其中那块外圆侧长度L1小于等于内圆侧长度L2的分段最后装入；

所有分段装入后，装入前衬板，使前衬板的外圆与内流道体的内孔相配，将内流道体支承住，使内流道体分段不会掉出；

在内流道体外侧开防转销孔，在外壳体对应位置插入防转销，避免内流道体旋转移位而使出口未对齐，影响出水；

(2)、磨损监测：

为感知内流道体的磨损情况，在内流道体磨损后及时检修，避免在内流道体磨损后继续磨损外壳体，同时也避免不必要的停机拆检，在壳体上设置了磨损监测器，磨损监测器由监测杆和压力仪表组成；

在内流道体外表面设置监测孔，在外壳体上安装监测探杆，并与外壳体密封；监测探杆内部为盲孔，内孔与泵腔不相通；孔底部为薄壁；探杆薄壁部位伸入监测孔中；

监测探杆另一端开口端上安装压力仪表，用以监测探杆内孔中的压力，初始状态探杆内为大气压力或真空，当内流道体表面受冲刷磨损，将监测孔底部的内流道体壁厚部分磨损后，开始冲刷磨损监测探杆的底部端面薄壁部位；由于壁厚较薄，端部壁厚很快被磨损成通孔，泵腔内的压力通过监测探杆传导并显示到压力仪表上，显示压力明显变化；通过监察压力仪表的压力明显变化，知道内流道体已经被磨损坏，就可以在对外壳体磨损前，通过及时更换内流道体避免外壳体被磨损，减少不必要的损耗。

通过分块装入的方法，实现了内壳体的嵌入式装配，减小了外壳体止口直径。新型的内流道体定位方式，无需增大内流道体外径进行联接固定，只要靠在外壳体内腔孔中即可，因此外壳体内腔直径小。较小的外壳体内腔直径和止口直径，使承压所需的壁厚减小，制造成本降低。较小的内流道体也降低了内流道体的更换成本。

本发明提供一种内衬式油浆泵、内衬磨损监测装置及其装配监测方法，结构紧凑，提高使用性能，可靠性高。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明中外壳体的立体结构示意图；

图3是图1的侧视结构示意图；

图4是本发明中内流道体的剖视结构示意图；

图5是本发明中内流道体局部放大结构示意图；

图6是本发明中外壳体与内流道体的剖视装配结构示意图；

图7是本发明中监测装置的结构示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。

实施例1：如图1、图2、图3、图4、图5、图6和图7所示，一种内衬式油浆泵，包括轴承箱体1，所述的轴承箱体1中设有轴2，所述的轴承箱体1的一端设有外壳体3，所述的轴2的端部套有叶轮4，所述的叶轮4伸至外壳体3中，所述的外壳体3中设有外壳体出口管5，其特征在于：所述的外壳体3中设有圆环形内腔体6，所述的内腔体6中设有与圆环形内腔体6相配接的内流道体7，所述的内流道体7内设有内蜗室16，所述的内流道体7与外壳体3内壁的左端通过前衬板8定位，所述的内流道体7与外壳体3内壁的右端通过后衬板9定位，所述的内流道体7中设有与外壳体出口管5相连通的内蜗室出口孔10。

所述的外壳体3中设有与内腔体6相连通的止口内孔11，所述的止口内孔11的直径大于叶轮4的外径，并小于内蜗室16任意部位的直径；所述的外壳体3的外壁设有防转销孔12，所述的防转销孔12中设有与内流道体7相固定的防转销13。

所述的内流道体7的外径设有径向定位面14，所述的径向定位面14的外壁呈圆形或不连续圆弧状；所述的内流道体7的内径设有径向支承面15，所述的径向支承面15分别与前衬板8和后衬板9相定位的。

所述的内流道体7由若干内流道体分段17组成，每块内流道体分段17的轴向投影最大长度小于止口内孔11的直径，其中一块内流道体分段17的外圆侧长度L1小于等于内圆侧长度L2。

所述的内蜗室出口孔10出口处的孔径与外壳体出口管5交接部位的孔径相同。

一种内衬式油浆泵的内衬磨损专用监测装置，包括监测探杆18和压力监测仪表19，所述的内流道体7的外壁设有内凹状的监测孔20，所述的外壳体3中设有延伸至监测孔20的监测探杆18，所述的监测探杆18的外端设有压力监测仪表19。

一种新型内衬式油浆泵的装配监测方法，按以下步骤进行：

(1)、将内流道体装入至外壳体中：

为将直径大于外壳体止口内孔的内流道体装入到外壳体内腔内，将整体的内流道体机加工后用线切割割开，每块内流道体分段在轴向方向的投影最大长度尺寸必须小于外壳体止口内孔直径以能通过止口内孔为准；其中，必须有一块内流道体分段的外圆侧长度L1必须小于等于内圆侧长度L2；

经切割分段后，将每块分段逐块通过外壳体止口内孔，装入到外壳体内腔中，并径向移动靠上外壳体内孔表面，靠出口的一块分段将内蜗室出口孔对齐外壳体出口管；

每块分段按原整体制造时的相对位置排列和靠紧，由于从外壳体止口内孔装入后需要径向向外装配，其中那块外圆侧长度L1小于等于内圆侧长度L2的分段最后装入；

所有分段装入后，装入前衬板，使前衬板的外圆与内流道体的内孔相配，将内流道体支承住，使内流道体分段不会掉出；

在内流道体外侧开防转销孔，在外壳体对应位置插入防转销，避免内流道体旋转移位而使出口未对齐，影响出水；

(2)、磨损监测：

为感知内流道体的磨损情况，在内流道体磨损后及时检修，避免在内流道体磨损后继续磨损外壳体，同时也避免不必要的停机拆检，在壳体上设置了磨损监测器，磨损监测器由监测杆和压力仪表组成；

在内流道体外表面设置监测孔，在外壳体上安装监测探杆，并与外壳体密封；监测探杆内部为盲孔，内孔与泵腔不相通；孔底部为薄壁；探杆薄壁部位伸入监测孔中；

监测探杆另一端开口端上安装压力仪表，用以监测探杆内孔中的压力，初始状态探杆内为大气压力或真空，当内流道体表面受冲刷磨损，将监测孔底部的内流道体壁厚部分磨损后，开始冲刷磨损监测探杆的底部端面薄壁部位；由于壁厚较薄，端部壁厚很快被磨损成通孔，泵腔内的压力通过监测探杆传导并显示到压力仪表上，显示压力明显变化；通过监察压力仪表的压力明显变化，知道内流道体已经被磨损坏，就可以在对外壳体磨损前，通过及时更换内流道体避免外壳体被磨损，减少不必要的损耗。