高温泵及密封机构的制作方法

本申请涉及机械密封技术领域，更具体地说，涉及一种高温泵及密封机构。

背景技术

高温热油泵在炼油企业有举足轻重的地位，高温泵包括有催化裂化装置循环油浆泵，焦化装置辐射进料泵、中段回流泵、重蜡油及回流泵等，介质温度普遍在320℃-400℃左右并含有颗粒，如催化剂、焦粉等。高温热油泵一旦发生泄漏就有可能发生火灾，属高危泵。单端面机械密封泄漏频繁，双重密封则达不到预期的使用效果。经常性的维修不仅浪费大量的人力物力，更是一个装置长周期安全运行问题。

现有技术中，例如，焦化装置中段油及回流泵为卧式单级悬臂式离心泵，采用的是集装式焊接金属波纹管机械密封(单端面高温静止型)，冲洗为api682标准中的32加62方案，即为从外部冲洗源将干净的冷却流体注入密封腔加低压蒸汽急冷的形式。冲洗介质为90℃左右的轻蜡油。轴肩有一小套与叶轮相靠。集装密封的轴封为工业纯铝。该离心泵泄漏频繁，最长运行时间不超过7000小时。

其中，密封泄漏主要是以冷却蒸气带烟的形式，而烟气源于泄漏的高温泵送介质。虽然喉部衬套间隙(内密封和叶轮之间形成限流性的密封装置)在合理区间内，高于密封腔压力的封油也持续不断的注入，但是，在密封腔内并没有可靠的隔离介质，使得介质通过轴肩小套与轴和喉部衬套间隙的循环泄漏，将大量的热传递给密封腔，恶化了机械密封的工作环境。进而，影响了高温泵的密封效果以及稳定性。

因此，如何解决现有的高温泵泄露频繁，密封腔温度较高，使用寿命低的问题，是本领域技术人员所要解决的关键技术问题。

技术实现要素：

为至少在一定程度上克服相关技术中存在的问题，本申请的目的在于提供一种高温泵及密封机构，其能够解决现有的高温泵泄露频繁，密封腔温度较高，使用寿命低的问题。

本申请提供了一种高温泵的密封机构，包括有泵体、泵轴和叶轮，所述泵体设置有用于容纳所述叶轮的内腔和用于供所述泵轴穿过的轴孔，所述叶轮套在所述泵轴的第一端、并通过螺母固定，所述叶轮、所述螺母和所述泵轴同轴，在所述内腔外设置有机械密封结构，所述泵轴贯穿在所述机械密封结构中；所述轴孔的内侧壁设置有喉部衬套，所述泵轴的外圆周面上套设有轴肩小套，所述轴肩小套与所述叶轮相抵、且与所述喉部衬套间隙配合；所述叶轮与所述轴肩小套之间设置有第一密封结构，所述螺母与所述叶轮之间设置有第二密封结构。

优选地，所述第一密封结构和第二密封结构均为石墨密封结构。

优选地，所述石墨密封结构包括有石墨自密封环，所述石墨自密封环套在所述泵轴外、并贴合在所述叶轮与所述轴肩小套之间、所述螺母与所述叶轮之间。

优选地，所述第一密封结构和/或所述第二密封结构设置为o形圈密封。

优选地，所述第一密封结构和/或所述第二密封结构包括有金属垫片，所述金属垫片套在所述泵轴外、并能够贴合在所述叶轮与所述轴肩小套之间、所述螺母与所述叶轮之间。

优选地，所述螺母设置有沿其径向贯通的通孔，所述通孔设置有内螺纹，螺栓能够旋入所述通孔、并与所述泵轴抵紧。

优选地，所述螺母与所述泵轴通过螺纹连接、且之间设置有垫套。

优选地，所述喉部衬套与所述轴肩小套之间的间隙小于0.1毫米。

申请还提供了一种高温泵，其特征在于，包括有如权利要求1-8所述的密封机构。

优选地，所述高温泵包括有焦化装置中段回流泵、热水循环泵。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

在叶轮与轴肩小套之间设置有第一密封结构，在螺母与叶轮之间设置有第二密封结构，这样，高温泵送介质和封油均不能够在泵轴与轴肩小套之间流通，避免了高温泵送介质与封油通过轴肩小套与泵轴和喉部衬套间隙的循环泄漏，即轴肩小套与泵轴之间、轴肩小套与喉部衬套之间不存在造成循环泄露的双通道，进而保证了机械密封结构的良好工作环境，有利于提升密封的稳定性和可靠性。

如此设置，通过机械密封结构将泵轴与泵体之间密封，再将叶轮与轴肩小套之间、叶轮与螺母之间密封，避免了高温泵送介质与封油通过轴肩小套与泵轴和喉部衬套间隙的循环泄漏，进而保证了机械密封结构的良好工作环境，有利于提升密封的稳定性和可靠性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是根据一些示例性实施例示出的本高温泵的密封机构的结构图；

图2是根据一些示例性实施例示出的本高温泵的密封机构的放大图。

图中：

1-泵体，2-泵轴，3-叶轮，4-螺母，5-机械密封结构，6-喉部衬套，7-轴肩小套。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置或方法的例子。

本具体实施方式提供了一种高温泵及密封机构，其通过机械密封结构将泵体与泵轴之间密封，再将机械密封结构中的封油密封于泵体的内腔外，避免了高温泵送介质与封油通过轴肩小套与泵轴和喉部衬套间隙的循环泄漏，有效地解决了现有的高温泵泄露频繁，密封腔温度较高，使用寿命低的问题。

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将对本发明的技术方案进行详细的描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施方式，都属于本发明所保护的范围。

以下，参照附图对实施例进行说明。此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。

参考图1-图2，本具体实施方式提供了一种高温泵的密封机构，包括有泵体1、泵轴2和叶轮3，泵体1设置有内腔和轴孔，叶轮3位于泵体1的内腔中、并可在内腔中转动，泵轴2的第一端穿过泵体1的轴孔、并穿过叶轮3的中心孔，通过螺母4将泵轴2与叶轮3固定连接，而且，叶轮3、螺母4和泵轴2同轴，这样，叶轮3位于泵体1的内腔内，并能够随泵轴2的转动而转动。

在泵体1的内腔外还设置有机械密封结构5，泵轴2贯穿在机械密封结构5中，这样，通过机械密封结构5将泵体1与泵轴2之间密封，避免了高温泵送介质的泄露，这里，机械密封结构5包括有密封件和封油，密封件组合形成密封腔，而封油位于密封腔内，封油具有一定的压强，防止内腔中的高温泵送介质漏入机械密封结构5的密封腔，以保证密封件具有良好的密封环境，这样，通过密封件将封油封闭在密封腔中，再通过密封腔中的封油将高温泵送介质隔离在泵体1的内腔中，有效地提升了密封的可靠性。

在轴孔的内侧壁固定设置有喉部衬套6，该喉部衬套6与轴孔的内侧壁贴紧并固定，在泵轴2的外圆周面上套设有轴肩小套7，该轴肩小套7靠近叶轮3、并与叶轮3抵紧，喉部衬套6与轴肩小套7间隙配合，这样，避免了泵轴2与轴孔直接接触，有利于提升结构的稳定性，而且，还使得泵轴2处的密封更加紧密有效。

在叶轮3与轴肩小套7之间设置有第一密封结构，在螺母4与叶轮3之间设置有第二密封结构，这样，高温泵送介质和封油均不能够在泵轴2与轴肩小套7之间流通，避免了高温泵送介质与封油通过轴肩小套7与泵轴2和喉部衬套6间隙的循环泄漏，即轴肩小套7与泵轴2之间、轴肩小套7与喉部衬套6之间不存在造成循环泄露的双通道，进而保证了机械密封结构的良好工作环境，有利于提升密封的稳定性和可靠性。

如此设置，通过机械密封结构5将泵轴2与泵体1之间密封，再将叶轮3与轴肩小套7之间、叶轮3与螺母4之间密封，避免了高温泵送介质与封油通过轴肩小套7与泵轴2和喉部衬套6间隙的循环泄漏，进而保证了机械密封结构5的良好工作环境，有利于提升密封的稳定性和可靠性。

进一步地，第一密封结构和第二密封结构均为石墨密封结构，其中石墨密封结构是通过石墨密封件，而石墨密封件是以石墨为原材料加工制作而成，具有热稳定、自润滑、耐腐蚀、不老化、不发脆等特点，在苛刻的工况条件能长期稳定的使用，可以是石墨垫片，也可以是其他的石墨密封件。在其他的实施例中，也可以是第一密封件和第二密封件其中一者设置为石墨密封结构。

其中，石墨密封结构包括有石墨自密封环，石墨自密封环由低硫膨胀石墨经模压而成，尺寸精确，密度可定，且无任何外加填充剂或粘接剂，石墨纯度大于98％，勿需再进行防腐处理。石墨自密封环套在泵轴2外、并贴合在叶轮3与轴肩小套7之间、螺母4与叶轮3之间，如此，有利于提高结构稳定性。

在一些实施例中，第一密封结构和/或第二密封结构设置为o形圈密封，其中，o形圈密封包括有o形圈，该o形圈设置在叶轮3与轴肩小套7之间和/或者螺母4与叶轮3之间，其中一者设置有环形凹槽，o形圈嵌在环形凹槽内，这样，o形圈连接结构稳固，不易滑脱，能够有效地防止泄露。

另一些实施例中，第一密封结构和/或第二密封结构包括有金属垫片，该金属垫片套在泵轴2外、并能够贴合在叶轮3与轴肩小套7之间、螺母4与叶轮3之间。如此有利于提升密封结构的稳固性，而且，金属垫片能够增大密封位置的静摩擦力，防止相对滑动。

螺母4设置有将其贯穿的通孔，该通孔沿螺母4的径向贯穿，并且该通孔设置有内螺纹，螺栓的外螺纹与该通孔的内螺纹相对应，使得螺栓能够旋入到该通孔中、并抵紧泵轴2，这样，由于螺栓的旋入固定，有效地杜绝了螺母4的旋转松动的现象，进而提升结构的稳固性，以及密封的可靠性。

一些实施例中，螺母4与泵轴2通过螺纹结构连接，在螺母4与泵轴2之间设置有垫套，由于垫套的作用，螺母4与泵轴2之间处于密封状态，这样，便可防止高温泵送介质由螺母4与泵轴2之间缝隙泄露，有效地提升了密封的可靠性。

而且，喉部衬套6与轴肩小套7之间的间隙小于0.1毫米，这样，保证了轴肩小套7与喉部衬套6间隙配合的紧密性，既不影响泵轴2的转速，又能够防止泄露。

本具体实施方式还提供了一种高温泵，包括有上述实施例中的密封机构。如此设置，通过机械密封结构5将泵轴2与泵体1之间密封，再将叶轮3与轴肩小套7之间、叶轮3与螺母4之间密封，避免了高温泵送介质与封油通过轴肩小套7与泵轴2和喉部衬套6间隙的循环泄漏，进而保证了机械密封结构5的良好工作环境，有利于提升密封的稳定性和可靠性。该有益效果的推导与上述密封机构的推导过程大体类似，故不再赘述。

进一步地，该高温泵可以包括有催化裂化装置循环油浆泵，焦化装置辐射进料泵、中段回流泵、重蜡油及回流泵。

一些实施例中，对中段油及回流泵轴肩小套7与叶轮3、叶轮3与螺母4处进行密封，以减轻高温介质与封油在喉部间隙与轴肩小套7处的循环泄漏对密封的影响，如此一来，机泵运行急冷蒸汽表现较以前柔和、缓慢，格兰温度较低，轻蜡油(封油)有效阻塞了高温介质进入密封腔。机械密封实际上密封着轻蜡油(封油)，轻蜡油(封油)又隔离着高温介质，确切地说，机械密封运行在温度合适、性能稳定的轻蜡油(封油)里，该密封封封油、封油封介质的结构，极大的延长了机械密封的使用寿命，进而提升了本密封机构的可靠性和稳定性。

另一些实施例中，热水循环泵性能参数如下：

流量：每小时201立方米，扬程88米，最大允许的工作压力为5.5mpa，最大允许工作时的温度为280℃。采用单端面集装式机械密封，plan23冲洗方案即从内部泵送装置经冷却器对密封进行冲洗，密封腔内有小间隙喉部衬套隔绝工艺介质，动环具有泵送效应，带有节流套。plan23冲洗方案换热器换热面积为0.4平方米。

运行参数如下：

介质为汽包水，介质的温度为230℃。在运机泵格兰处平均温度85.8℃-88.9℃，备用机泵(处于预热状态)格兰处平均温度80℃-99℃。

现有技术中，热水循环泵泄漏频繁，年维修2-3次左右，密封腔内部工况并不适合机械密封的运行，虽注重动环节流套与小间隙喉部衬套组合使用，但是小套处内部泄漏影响比较大，这是冷与热的阻隔。按照本密封结构进行改进后，格兰温度低于65℃，使用效果明显，有效地提升了设备的使用寿命。对于钩形轴套机械密封，小间隙喉部衬套与plan21,23,32等冲洗方案配合使用，可实现近乎理想的密封腔体。

需要说明的是，本文所表述的“第一”“第二”等词语，不是对具体顺序的限制，仅仅只是用于区分各个部件或功能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

可以理解的是，上述各实施例中相同或相似部分可以相互参考，在一些实施例中未详细说明的内容可以参见其他实施例中相同或相似的内容。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。