一种侧吸防磨离心泵的制作方法

本发明涉及离心泵领域，尤其涉及侧吸防腐离心泵。

背景技术：

湿法冶炼、化工、环保等工业领域中腐蚀性料浆的循环输送，压滤脱水输送，常用的方法是用钢衬超高分子量聚乙烯或钢衬陶瓷的前吸式离心泵作为输送用泵（如图1）。使用这类离心泵的优点是既防腐又耐磨损，泵体1、泵盖2、叶轮3的使用寿命较长；但缺点是这种常规结构的耐磨离心泵的轴密封4部位的腔体4.1经常处于高压力状态，使得密封在高压力区运行工作，寿命都不长。无论是采用常规的带动静环摩擦釜的机械密封，还是常用的唇形橡胶圈密封，密封效果总是不理想，因此人们又采用副叶轮5或背叶片3.1的离心功能为轴密封部位减压力。但用这种方法减压又存在两个缺点：一是背叶片或副叶轮消耗轴功率10%左右，不节能；二是背叶片或副叶轮被料浆冲刷磨损后，泵内组件之间隙缝增大，泵容积效率降低，进而使泵密封部位的腔体4.1中的流体压力上升，同样又影响了泵的轴密封使用寿命，所以这种输送腐蚀性料浆的离心泵的轴密封寿命一般只有二个月左右。

为了克服上述技术存在的上述不足，专利 200420079876.1 公开了一种侧吸（后吸）型钢衬超高分子量聚乙烯的防腐耐磨离心泵（如图2），目的是通过这种结构降低泵密封部位的压力，这种离心泵吸入口6处在轴密封4处，而泵的吸入口部位的腔体中的流体一般处于低压力或负压力状态，因此流体压力对轴密封的寿命影响较小，有效地提升了该类泵轴密封的使用寿命，一般根据料浆浓度情况，轴密封的寿命能延长为4～6个月。但这种泵的密封也存在着以下不足：一是如果用带动静环摩擦釜的机封，因料浆中的颗粒物会进入动环和静环的密封面，造成动静环密封面的磨损，密封的使用寿命也不长，一般只有4～5个月；二是这种侧吸结构的料浆泵，如果选用唇型橡胶密封，则在密封圈唇口磨损后出现物料外泄，尤其是封冷却水的橡胶唇形密封圈4.2，其唇口在0.01MPa水压的前提下运行比较安全，但冷却水大多是从自来水管上接入，自来水压力一般都是高于0.2MPa，因此密封唇口受外接冷却水压力的影响，密封圈很容易损坏，一般一个月左右就会造成冷却水外泄，造成机泵环境的污染。

因此，随着国家环保要求和水平的日益提高，机泵抗泄漏和洁净生产环境已提到很重要的议事日程上，对于上述技术中存在的不足急需改良，而且也存在着改良的空间。

技术实现要素：

本发明克服现有技术的不足，提供一种能同时满足不漏料浆、不漏冷却水并可实现空车运转的侧吸防磨离心泵。

为实现本发明目的，提供了以下技术方案：一种侧吸防磨离心泵，包括泵体、泵体侧壁上的流出口、位于泵体后侧的吸入式三通、主轴以及轴密封结构，其特征在于轴密封结构安装于泵体内的主轴上，位于吸入口三通的侧吸入口处，轴密封结构包括套接于主轴上的用于密封料浆的动力密封、用于密封冷却水的机械密封以及将动力密封和机械密封衔接构成一个冷却水密封腔的密封组件，动力密封位于侧吸入口处，机械密封位于动力密封后侧，密封组件上设置有冷却水进口和冷却水出口。

通过将动力密封设置于侧吸入口处，使动力密封的唇形橡胶圈唇口上无压强，防止唇口磨损，使浆料无法进入冷却水密封腔内，从而使后部的机械密封不会因为震动、气蚀等因素在动静环的密封端面进入浆料颗粒造成磨损，同时后部的机械密封克服了动力密封由于冷却水水压超过0.1MPa，造成唇口承压而冷却水泄露的问题，从动力密封、机械密封的安装排布的整个设置，同时解决了现有技术中料浆泄露和冷却水泄露的两大问题，整个技术特征的布置是循序渐进的，脱离任何一个或者次序发生变化均无法实现防止料浆泄露和冷却水泄露的目的。

作为优选，动力密封为唇形橡胶密封圈，数量设置为1个或并列的多个，唇形橡胶密封圈与密封组件配接密封。

作为优选，唇形橡胶密封圈设置为并列的2个，唇形橡胶密封圈唇口同向并朝向输送液体的方向或者相邻唇形橡胶密封圈唇口呈相反方向。

作为优选，唇形橡胶密封圈内置有钢骨架。

作为优选，机械密封包括动环、静环，静环与动环配合压紧密封，静环与密封组件配接密封。

作为优选，动环外周设置有散热部，散热部上设置有能生风散热的翅、孔、槽的一种或组合。作为优选，动环和/或散热部为高导热系数材料。作为进一步优选，高导热系数材料为石墨、铜、铝或金属合金。

在动环外周设置散热部可有效将动静环的温度传导到散热部上，让流动的风把热量带走，使动静环在干运转时，温度控制在80℃以下的安全范围内，从而使其具备在冷却水停用的空车情况下，有效防止机械密封磨损，并且正是有了前部动力密封后部机械密封的结构，动力密封的唇形橡胶密封圈有效防止料浆和酸性物质进入后部的机械密封，使机械密封不必再选择耐磨性能高但导热系数低的材质，进而可选择导热系数好的密封材料（例如铜、石墨等），而常用的陶瓷、硬质合金等材料虽然硬度很高，耐磨性、防腐性很好，但是导热系数很差，风冷产生的冷却效果极差。

作为优选，冷却水进水口小于冷却水出水口。

作为优选，动力密封前侧加设有减压盘。为了延长唇形橡胶密封圈的使用寿命，尤其是泵吸入口压力大于0.04MPa的使用岗位，在泵机运动逼压时，唇形橡胶密封的唇口承压极易磨损，有效的方法是在唇形橡胶密封圈前侧加设减压盘，并固定在主轴上，利用减压盘的离心作用，使唇形橡胶圈唇口部位的流体压力降至0.02MPa以内，这种结构的设置能有效的提高唇形橡胶密封圈的使用寿命。

本发明有益效果：使用本发明的组合密封侧吸离心料浆泵，能大幅度提高料浆泵的抗泄漏性能，尤其能防止冷却水的泄漏，减少冷却水对泵的环境污染。能大幅度延长侧吸型料浆泵的使用寿命，能从原有唇形橡胶轴密封的2～4个月使用寿命延长到8～10个月的使用寿命。延长了用户的维修周期，节约了维修用工和备品备件的消耗，降低了企业的运行成本。使用本发明的组合密封双级侧吸离心料浆泵，配用压滤机加压喂料时，不仅压力高、效率高，而且解决了国内长期存在的高压力料浆泵密封易泄漏的难题。

附图说明

图1为原有技术的前吸式防腐离心泵结构示意图。

图2为原有技术的侧吸式防腐离心泵结构示意图。

图3为实施例1的结构示意图。

图4为图3中A部局部放大图。

图5为图4的第二种结构形式。

图6为图4的第三种结构形式。

图7为图4的第四种结构形式。

图8为实施例2结构示意图。

图9为图8中A部局部放大图。

图10为实施例3的结构示意图。

图11为图10中A局部放大图。

图12为图11中第二种结构形式。

具体实施方式

实施例1：一种侧吸防磨离心泵，所述离心泵为单级结构，包括泵体1、泵体1侧壁上的流出口15、位于泵体1后侧的吸入式三通2、主轴3以及轴密封结构4，轴密封结构4安装于泵体1内的主轴3上，位于吸入口三通2的侧吸入口处，轴密封结构4包括套接于主轴3上的用于密封料浆的动力密封7、用于密封冷却水的机械密封8以及将动力密封7和机械密封8衔接构成一个冷却水密封腔的密封组件，动力密封7位于侧吸入口处，机械密封8位于动力密封7后侧，密封组件上设置有冷却水进口和冷却水出口。密封组件为密封盒6，密封盒6与吸入口三通2密封连接，密封盒6、动力密封7、机械密封8三者构成冷却水密封腔，密封盒与吸入口三通组合安装，动力密封7为两个唇形橡胶密封圈，唇形橡胶密封圈内置有钢骨架7.1，唇形橡胶密封圈设置于密封盒内，机械密封8为外装式机械密封，动环8.1设置于静环8.2外侧，密封盒6的冷却水进口6.1和冷却水出口6.2设置于动力密封7与外装式机械密封之间，冷水口进出口（6.1、6.2）内侧设置有支撑环9，支撑环9套于轴套5上，将动力密封7与外装式机械密封之间隔开，支撑环9开设有与冷却水进出口（6.1、6.2）对应的通孔，使冷却水进入冷却水通道10内与动力密封7和外装式机械密封接触冷却，支撑环9与机械密封8的静环8.2以及密封盒6的接触面密封连接，支撑环9与静环8.2的接触面上设置有O型密封圈11，并设置密封压盖12将静环8.2与支撑环9压紧，密封压盖12与泵体1固定连接，所述唇形橡胶密封圈前侧设置有减压盘13。

作为实施例1的第二种形式：支撑环9与静环8.2的接触面上设置有O型密封圈11，静环8.2与密封盒6接触面设置有O型密封圈11，并设置密封压盖12，将密封盒12压接于泵体1上，密封压盖12与泵体1固定连接。两个唇形橡胶密封圈唇口呈相反方向设置。

作为实施例1的第三种形式：支撑环9设计成静环座结构，静环8.2安装于静环座内，静环8.2与静环座的接触面上设置有O型密封圈11，静环座与密封盒6的接触面上设置有O型密封圈11，两个唇形橡胶密封圈唇口呈相反方向设置，能防止冷却水倒流入泵腔中的物料中。

作为实施例1的第四种形式：参照实施例1的第三种形式，动环8.1外周设置有散热部14，散热部14上设置有能生风散热的翅、孔、槽的一种或组合。

实施例2：参照实施例1，所述离心泵为二级结构，密封盒6包括盒体6.3以及密封封盖6.4，密封封盖6.2与泵体1固定连接，冷却水进出口（6.1、6.2）设置于密封封盖6.4上，动力密封7设置于盒体6.3内，机械密封8设置于密封封盖6.4内，机械密封8为内装式机械密封，动环8.1设置于静环8.2内侧，最外侧的静环8.2与密封封盖6.4的接触面密封连接。

实施例3：一种侧吸防磨离心泵，所述离心泵为单级结构，包括泵体1、吸入式三通2、主轴3以及轴密封结构4，主轴3上设置有轴套5，轴密封结构4安装于泵体1内的主轴3的轴套5上，位于吸入口三通2的侧吸入口处，轴密封结构4包括与吸入口三通2密封连接的密封盒6、与密封盒6连接的静环座14，靠近侧吸入口的动力密封7以及动力密封7后侧的机械密封8，密封盒6、静环座14、动力密封7、机械密封8三者构成冷却水密封腔，静环座14设置有冷却水进口6.1、冷却水出口6.2，动力密封7为两个唇形橡胶密封圈，唇形橡胶密封圈唇口同向并朝向输送液体的方向，唇形橡胶密封圈内置有钢骨架7.1，唇形橡胶密封圈设置于密封盒内，机械密封8为外装式机械密封，动环8.1设置于静环8.2外侧，冷却水进口6.1和冷却水出口6.2设置于动力密封7与外装式机械密封之间，静环座14将动力密封7与外装式机械密封之间隔开，冷却水进入冷却水通道10内与动力密封7和外装式机械密封接触冷却，静环座14与机械密封8的静环8.2的接触面密封连接，静环座14与静环8.2的接触面上设置有O型密封圈11。

实施例3的第二种形式，不设置密封盒6，吸入口三通2直接与静环座14密封连接，静环座14、动力密封7、机械密封8三者构成冷却水密封腔，动力密封7的唇形橡胶密封圈设置于吸入口三通2内。

上述密封盒、静环座或者密封盒与静环座的组件其实可以称为同一技术特征，其作用在于使动力密封、机械密封与其构成冷却水密封腔，任何类似作用的技术特征的等同替代均在本申请的保护范围内。

为了使泵机在输送高浓度浆体时密封可靠、寿命更长，本发明可启用内冲洗功能，进入内冲洗模式的具体实施方法为：首先把唇形橡胶密封圈的唇口朝输送液体的方向安装，进而关闭冷却水出水口阀门，然后把冷却水压力调整至0.2MPa以上，当密封腔内的冷却水压力高于密封部位泵腔内的浆体压力时，冷却水就可以顺向通过密封圈唇口与轴套之间的间隙进入泵腔内，达到内冲洗密封部位浓浆的目的，泵机在内冲洗模式下运行，唇形橡胶圈的唇口经内冲洗水后受砂浆的磨损会更小，使用寿命会更长。

本发明中所述机械密封包括动环、静环、弹簧，动静环的材质，可以优选耐磨性好、摩擦系数小和材料，例如碳化硅、氮化硅、硬质合金、复合陶瓷、聚四氟乙烯、石墨、复合塑料。按常规的机封摩擦釜的要求配置，在本发明中不作限定。

本发明中离心泵的过流部件的材料可以是塑料、陶瓷、金属等，在这里不作限定，也不影响本发明的发明实质。不管何种过流材料的侧吸离心泵，只要配用本发明的密封结构，均在本发明覆盖的保护范围之内。

本发明的技术可以适用于单级侧吸离心料浆泵的密封，也同样适用于双级侧吸离心料浆泵的轴密封。采用本发明的技术安装的双级侧吸离心料浆泵也在本专利的保护范围之内。

这种离心泵与原有技术的同类侧吸料浆泵比较，密封使用寿命能从2～4个月延长到8～10个月，密封寿命延长一倍以上。

在外接冷却水压力大于0.1MPa的状况下，为了防止外接的冷却水顺着唇形圈的唇口反流泵腔内部的物料中，有效的方法设置二只橡胶圈，把其中一只橡胶圈的唇口朝外反装，这样能有效防止空气和冷却液进入泵腔内。

为了使泵机在输送高浓度浆体时密封可靠、寿命更长，本发明可启用内冲洗功能，进入内冲洗模式的具体实施方法为：首先把唇形橡胶密封圈的唇口朝输送液体的方向安装，进而关闭冷却水出水口阀门，然后把冷却水压力调整至0.2MPa以上，当密封腔内的冷却水压力高于密封部位泵腔内的浆体压力时，冷却水就可以顺向通过唇形橡胶密封圈唇口与轴套之间的间隙进入泵腔内，达到内冲洗密封部位浓浆的目的，泵机在内冲洗模式下运行，唇形橡胶圈的唇口经内冲洗水后受砂浆的磨损会更小，使用寿命会更长。

为了节省外接冷却水的用量，在满足组合密封冷却功能的前提下，减少冷却水的消耗量，较有效的方法是对冷却水进口通孔大小调节控制，可把冷却水进口的通孔控制在2～6mm之内，具体根据外接冷却水的压力确定。

本发明中所述的机封的动环和静环的材质的选择，只要符合适应冷却水的要求即可，可选择碳化硅、氮化硅、硬质合金、复合陶瓷、聚四氟乙烯、石墨、复合塑料，本发明中不作限定。

本发明中的技术与原有技术相比，仅是在原唇形橡胶轴密封的外侧增加了一组带动静环的机械密封，看似是一种简单的组合变化，但实际起的功能却解决了原有技术料浆输送离心泵的轴密封泄漏的业内难题，其核心技术内涵是把不同功能、不同特性、不同结构的轴密封组合起来，让它们发挥各自的优势、承担各自特殊的任务，形成新的功能的组合轴密封。在本发明中的唇形密封主要是承担防砂和密封输送料浆泄漏的功能，与原有技术无本质区别，冷却水系统起到冷却冲洗唇形密封圈与轴套旋转摩擦产生的积温，同时又起到冷却机械密封的动静环运动中产生的积温的作用，与原有技术中的冷却水系统的功能无本质区别。在本发明中的机封，承担的作用密封冷却水，不让其外泄，这看起来也和常规的密封圈相差无几，但把它们的各自功能组合到一起，就产生了原有技术所没有的功能，克服了原有技术中单用唇形密封圈密封冷却水的机封寿命不长的缺点。也同时克服了原有技术中用机封不耐砂浆导致的使用寿命短的缺点。

在本发明中发挥唇形橡胶密封圈耐砂磨的长处，可以延长使用寿命，封水的功能不用唇形橡胶密封圈来承担，由带动静环的机封承担，由于机封在本发明的技术方案中，接触不到砂粒，因此使用寿命也可以很长，这种不同结构、不同功能的密封件组合安装，优化了料浆离心泵的轴密封性能。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等均应包含在本发明的保护范围之内。