一种高温热水循环泵热疲劳减缓装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明设及输送高温介质的累，特别设及一种高温热水循环累热疲劳减缓装置。
【背景技术】
[0002] 在石化电力、冶金工矿、核工业能源等领域中会使用高温热水循环累增加输送高 温介质的压力。
[0003] 普通的高温热水循环累没有减缓热疲劳的装置，低温的密封清洗液与累送高温介 质频繁的混合，冲击主轴和累盖表面，频繁地热冲击产生的热应力很容易导致主轴和累盖 表面产生热疲劳裂纹，普通的高温热水循环累无法保证长期安全稳定的运行。因此，热疲劳 减缓装置在高温热水循环累领域有了很好的应用前景。
[0004] 目前使用较多的仅仅是从材料方面考虑，提供一种抗热疲劳合金材料，来减缓热 疲劳的发生，现有技术由于热量传递效果并不明显，不能高效、快速地提高密封清洗液的温 度，降低冷热水的温度梯度。
【发明内容】
[0005] 本发明的目的是为了解决上述问题，提供一种高温热水循环累热疲劳减缓装置。
[0006] 为了达到上述目的，本发明的解决方案是，一种高温热水循环累热疲劳减缓装置， 包括主轴、阶梯型套筒，所述阶梯型套筒利用累内热水将密封清洗液加热，所述阶梯型套筒 包括大径段、小径段，沿轴向中屯、位置设置直径不等的通孔，所述阶梯型套筒的小径段内壁 加工若干结构尺寸相同的矩形沟槽，大径段采用光壁结构；主轴穿过所述阶梯型套筒的通 孔，所述主轴与所述阶梯型套筒间隙配合，所述小径段与所述主轴之间形成环形间隙，密封 清洗液流经间隙；所述阶梯型套筒的大径段左端设有法兰，法兰周向布置4个连接用的通 孔，所述法兰通过螺钉穿过所述通孔与累盖连接，所述阶梯型套筒的环形平面周向与所述 累盖阶梯孔配合。高温热水循环累在工作时，高温介质通过阶梯型套筒直接将密封清洗液 快速加热，温度梯度减小，减缓在冷热流体混合区的主轴和累盖表面产生疲劳裂纹的可能， 提高累的运行状况。
[0007] 进一步的，L为所述阶梯型套筒的小径段轴向长度，Li为密封环（17)的轴向长度， 所述阶梯型套筒的小径段轴向长度L等于密封环的轴向长度Li。小径段轴向长度等于密封 环的轴向长度，该样进一步延长了密封清洗液被加热的时间。
[000引进一步的，所述阶梯型套筒设有U型流道，所述U型流道加工方向为轴向。叶轮内 的部分高温介质通过热水入口，流进阶梯型套筒的U型流道内，流经热水流道，从热水出口 流出；
[0009] 进一步的，还包括热屏蔽板，所述阶梯型套筒设有环形平面，所述环形平面周向布 置4个螺纹孔，所述热屏蔽板通过螺钉穿过所述螺纹孔与所述阶梯型套筒连接。
[0010] 进一步的，所述阶梯型套筒周向布置4个U型流道，所述U型流道之间加工时预留 隔板。
[0011] 进一步的，D。为所述阶梯型套筒小径段外径，Di为内径，D为累所述主轴直径，所述 5油1 沟槽的深度为0. 05*值。-Di)，其宽度为0. 1*值。-D)，环形排布^ _ ^个。
[0012] 有益效果为；结构简单，便于安装和拆卸，安全可靠，高温介质通过阶梯型套筒直 接向密封清洗液传热，减缓在冷热流体混合区的主轴和累盖表面产生疲劳裂纹，提高累的 运行状况。
【附图说明】
[0013] 图1为阶梯型套筒剖视图。
[0014] 图2为一种高温热水循环累的局部结构示意图。
[0015] 图3为阶梯型套筒小径段及主轴的剖视图。
[0016] 图4为环形间隙泰勒祸示意图。
[0017] 图5为沟槽内泰勒祸示意图。
[001引图中；1.叶轮、2.主轴、3.热屏蔽板、4.阶梯型套筒、5.累盖、6.高温介质、7.密封 清洗液、8.通孔、9.大径段、10.环形平面、11.热水入口、12.小径段、13.热水出口、14.沟 槽、15.螺纹孔、16.隔板、17.密封圈、18. U型流道、19.平衡孔、20.平衡腔。
【具体实施方式】
[0019] 下面结合附图进一步描述本发明。
[0020] 本发明是一种高温热水循环累热疲劳减缓装置，包括主轴2、阶梯型套筒4,热屏 蔽板3,所述阶梯型套筒4两段的轴向中屯、位置设置直径不等的通孔，所述阶梯型套筒4的 小径段12内壁加工若干结构尺寸相同的矩形沟槽14,大径段9采用光壁结构；主轴2穿过 所述阶梯型套筒4的通孔，所述主轴2与所述阶梯型套筒4间隙配合，所述小径段12与所 述主轴2之间形成环形间隙，密封清洗液7流经间隙；叶轮1内的部分高温介质6通过热水 入口 11，流进阶梯型套筒4的U型流道18内，流经热水流道，从热水出口 13流出；所述阶 梯型套筒4的U型流道18整体沿轴向加工；所述阶梯型套筒4周向布置4个U型流道18， 所述U型流道18之间加工时预留隔板16。所述阶梯型套筒4的大径段9左端设有法兰，法 兰周向布置4个连接用的通孔8,所述法兰通过螺钉穿过所述通孔8与累盖5连接，所述阶 梯型套筒4周向与所述累盖5阶梯孔配合。所述阶梯型套筒4有环形平面10,所述环形平 面10周向布置4个螺纹孔15,所述热屏蔽板3通过螺钉穿过所述螺纹孔15与所述阶梯型 套筒4连接。L为所述阶梯型套筒4的小径段12轴向长度，所述阶梯型套筒4的小径段12 轴向长度L等于密封环17的轴向长度Li。D。为所述阶梯型套筒4小径段12外径，D 1为内 径，D为累所述主轴2直径，所述沟槽14的深度为0. 05*化-Di)，其宽度为0. 1* (VD)，环形 5曲、 排布封个。
[0021] 工作原理：高温介质6通过高温热水循环累传输时，经过叶轮1的少量高温介质6 将通过阶梯型套筒4的热水入口 11，流经整个U形流道，同时密封清洗液7流经主轴2与阶 梯型套筒4的小径段12形成的环形间隙，然后冷热流体在平衡腔20汇合，通过平衡孔19 进入叶轮1内，即从高压区共同流向低压区。阶梯型套筒4小径段12内壁开设有结构尺寸 相同的沟槽14,在高温热水循环累运行时候，阶梯型套筒4静止，累主轴2高速旋转，其与累 主轴2组成的环形间隙内会行成一种二次流动，即泰勒-库埃特流动，当累主轴2高速旋转 时候，沟槽14内会行成较强烈的縱祸流动。与光壁结构相比，沟槽14的存在显著改变了流 场分布，不仅增加了环形间隙内泰勒祸的尺寸，还显著增加了环形间隙内流体的径向速度 分布，环形间隙内的密封清洗液7向沟槽内运动，外射流作用加强，同时泰勒祸的存在使环 形间隙内的密封清洗液7快速地吸收U型流道内高温介质6的热量，降低了冷热流体的温 度梯度。通过小径段内壁面的沟槽14能够高效利用累内高温介质6的能量，快速地给密封 清洗液7加热，减小冷热流体的温度梯度。冷热流体混合区温度梯度降低，减缓了主轴和累 盖热疲劳的发生。从而保证了主轴和累盖的寿命，实现高温热水循环累安全长期稳定的运 行。
[0022] 所述实施例为本发明的优选的实施方式，但本发明并不限于上述实施方式，在不 背离本发明的实质内容的情况下，本领域技术人员能够做出的任何显而易见的改进、替换 或变型均属于本发明的保护范围。
【主权项】
1. 一种高温热水循环泵热疲劳减缓装置，其特征在于：包括主轴（2)、阶梯型套筒（4)， 所述阶梯型套筒（4)包括小径段（12)和大径段（9)，所述小径段（12)内壁加工若干沟槽 (14)，所述主轴（2)与所述阶梯型套筒（4)间隙配合。
2. 根据权利要求1所述的一种高温热水循环泵热疲劳减缓装置，其特征在于：L为所述 阶梯型套筒（4)的小径段（12)轴向长度，1^为密封环（17)的轴向长度，L等于Lp
3. 根据权利要求1所述的一种高温热水循环泵热疲劳减缓装置，其特征在于：所述阶 梯型套筒（4)设有U型流道（18)，所述U型流道（18)加工方向为轴向。
4. 根据权利要求1所述的一种高温热水循环泵热疲劳减缓装置，其特征在于：还包括 热屏蔽板（3)，所述阶梯型套筒（4)有环形平面（10)，所述环形平面（10)周向布置4个螺 纹孔（15)，所述热屏蔽板（3)通过螺钉穿过所述螺纹孔（15)与所述阶梯型套筒⑷连接。
5. 根据权利要求1所述的一种高温热水循环泵热疲劳减缓装置，其特征在于：所述阶 梯型套筒⑷周向布置4个U型流道（18)。
6. 根据权利要求1一5任意一项所述的一种高温热水循环泵热疲劳减缓装置，其特征 在于：％为所述阶梯型套筒⑷小径段（12)外径，D:为内径，D为泵所述主轴⑵直径，所 述沟槽（14)的深度为0. 05* (DfD)，其宽度为0. 1* (%-D)，环形排布-
个。
【专利摘要】本发明涉及一种内壁面带有沟槽结构的高温热水循环泵热疲劳的装置，包括叶轮、泵主轴、热屏蔽板、阶梯型套筒和泵盖，其中阶梯型套筒小径段整体沿轴向加工U型热水流道，内壁面加工结构尺寸相同的矩形沟槽，加强U型流道内高温介质的传热，有效的将热量传递给主轴和套筒之间形成的环形间隙内的低温密封清洗液，阻止热水与密封清洗液直接混合。高温热水循环泵在运行过程中，泵内的热水将密封清洗液加热，避免了在冷热水混合区，温度梯度过大，主轴和泵壳表面产生热疲劳裂纹，降低泵的使用寿命。本发明可以对现有的高温热水循环泵的结构进行改造，减缓热疲劳的发生，从而实现高温热水循环泵的安全、可靠的运行。
【IPC分类】F04D7-06, F04D29-043, F04D29-58
【公开号】CN104564844
【申请号】CN201410830097
【发明人】刘栋, 晁长青, 王颖泽, 汤承
【申请人】江苏大学
【公开日】2015年4月29日
【申请日】2014年12月26日