封閉式機械密封泵效環和具有該泵效環的軸封沖洗系統的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種離心泵的軸封沖洗系統。特別是涉及一種封閉式機械密封泵效環和具有該泵效環的軸封沖洗系統。
【背景技術】
[0002]在離心泵和轉子泵軸封系統的API682標準附錄D中標準密封沖洗計劃52、53A、53B、53C內部液體的循環動力是靠泵效環提供，如圖1所示的現有技術。圖1、圖2、圖3表示現有技術2CW-CW帶有緩沖液的集裝雙接觸式濕密封和3CW-FB帶有阻隔液的面向背配置中集裝雙接觸式濕密封的沖洗系統和內部結構示意圖。圖4表示現有技術3CW-BB帶有阻隔液的背靠背配置中集裝雙接觸式濕密封(API682中1.2)的沖洗系統和內部結構示意圖。冷卻液從BI 口進到密封腔以后由于泵效環與泵軸同步旋轉而產生離心力或軸向力使得這部分液體獲得動力從位置a移動到位置b，然后從BO 口出去，并且經過外部冷卻器14以后又從BI 口進到密封腔，如此重復就使得冷卻液循環液體流動起來達到冷卻兩套機械密封摩擦副的目的；由此可見，如果把上述冷卻液的循環流動系統比喻成人體的血液循環系統，那么泵效環在這個系統中就相當于人的心臟，它和人體的心臟一樣為整個冷卻液的循環流動系統提供動力，因此泵效環性能的好壞就決定整個冷卻液的循環流動系統工作效果的優劣。
[0003]現有技術中泵效環在整個冷卻液的循環流動系統中的結構和工作原理。有很多缺點難以克服:
[0004]1、泵效環始終跟泵軸一起作勻速園周運動，短齒制作在泵效環的最大外圓表面，由于齒形很短所以含在短齒里的所有液體幾乎處在同一等勢面內作勻速園周運動，也就是說液體一旦進到短齒內，無論這部分液體在短齒內停留多長時間它的速度的大小都不會有任何增加即:位置a和位置b兩點液體流速的大小相同，換句話說此時的泵效環不起加速作用。
[0005]2、因為齒短所以兩齒之間液體體積小，致使流量小。
[0006]3、由于流體在密封腔內所經過的距離短，也就是說路徑短，所以只有流體經過部位很小一部分液體參與流動，大部分液體始終處于靜止狀態，兩套機械密封摩擦副是最需要得到冷卻的地方，可是附近的冷卻液體總是處于相對靜止狀態，這種狀態對機械密封而目相當不利。
[0007]4、這一小股流動的液體需要克服來自于液體粘度、靜止部件、摩擦、沿程、拐角、節流、回流、渦流等多種阻力的影響使得揚程變小，甚至停止不前。
[0008]5、為了產生有效的揚程、減小回流、提高驅動效率，就要將旋轉著的泵效環最大外徑盡可能接近靜止腔體內壁，其結果就使得運動部件與靜止部件之間的那部分液體承受極大的剪切力，不但消耗功率、產生多余熱量，甚至破壞液體的分子結構而影響液體物理穩定性和化學穩定性。
[0009]6、由于旋轉著的泵效環靜止腔體內壁之間的間隙小，所以常常發生干涉而造成機械密封失效。
[0010]7、由于旋轉著的泵效環靜止腔體內壁之間的間隙小，所以提高了加工精度和裝配精度的要求，同時也縮短了運轉磨損周期，降低了使用壽命，加大了成本。
[0011]8、因為流體在密封腔里的流動路徑短、過流面積小，所以冷卻效果差。
[0012]9、流體通道是開放的使得流動的方向隨機而造成紊流，使得大部分液體流動緩慢甚至靜止不動。
[0013]10、設計泵效環時沒有成熟的流量、壓力計算式，只能憑經驗估計數據。
[0014]11、無法有效地通過改變泵效環的幾何參數的方法來調整循環流體的流量和壓力差。所以就不能主動調整熱平衡。
[0015]12、轉速較低的泵(n〈1000rad/min時)很難達到效果。
[0016]上面所述都是離心泵的軸封沖洗系統有待解決的問題。
【發明內容】
[0017]本實用新型所要解決的技術問題是，提供一種具有封閉通道并且能提供可靠而穩定揚程和流量流體的封閉式機械密封泵效環和具有該泵效環的軸封沖洗系統。
[0018]本實用新型所采用的技術方案是:一種封閉式機械密封泵效環，包括有相互平行設置的環形泵效環左側板和泵效環右側板，所述泵效環左側板和泵效環右側板的內環套在離心泵的軸套外周面上，所述泵效環左側板和泵效環右側板的外周邊與離心泵的密封壓蓋相銜接并存在間隙，所述的泵效環左側板和泵效環右側板之間有呈旋轉式的放射狀態設置的多數個葉片，并且，所述的多數個葉片與所述的左側板和右側板相垂直設置，所述放射狀態的多數個葉片的收口端構成的端口對應于所述軸套的出液口，所述放射狀態的多數個葉片的放射端邊緣構成的端口對應于形成在密封壓蓋上的出液通道的進液口。
[0019]所述的泵效環右側板的外側面上臨近所述軸套處向外凸出的一體形成有與軸套同軸的導流套，在所述的泵效環右側板上并位于所述導流套和軸套之間開有輔助進液孔。
[0020]所述的泵效環左側板和泵效環右側板的外側面上臨近所述軸套處相對稱的各一體形成有一個與軸套同軸的導流套。
[0021]一種具有封閉式機械密封泵效環的軸封沖洗系統，包括有套在泵軸上的軸套，由介質端至大氣端依次連接的套在所述泵軸和軸套外側的泵殼、第一密封壓蓋和第二密封壓蓋，由介質端至大氣端依次設置的位于所述泵殼與所述軸套之間的介質端密封動環、位于第一密封壓蓋與所述軸套之間并與所述的介質端密封動環接觸連接的介質端密封靜環、位于所述第二密封壓蓋與所述軸套之間的大氣端密封動環以及位于所述第二密封壓蓋與所述軸套之間的大氣端密封靜環，在所述的第二密封壓蓋與所述軸套之間且位于大氣端密封動環遠離大氣端密封靜環這一端的泵效環，在所述的第一密封壓蓋、介質端密封靜環、介質端密封動環、軸套、泵軸、泵效環和第二密封壓蓋之間形成有一條通過外部管路連接位于外部的熱交換器且能夠使熱交換液體在隨旋轉部件同步旋轉的同時，又沿旋轉部件的軸向流動能夠對各旋轉部件進行熱交換的冷卻液體循環通道，形成在所述泵效環上的冷卻液體循環通道對應于形成在所述的第二密封壓蓋上的冷卻液體循環通道。
[0022]所述的冷卻液體循環通道包括有依次相連通的:形成在所述的第一密封壓蓋上且上端口通過外部管路連接所述熱交換器出液口的第一通道，形成在所述的第一密封壓蓋和介質端密封靜環與所述的軸套之間的第二通道，形成在所述的軸套內且對應于所述介質端密封動環和泵軸的第三通道，形成在所述的泵軸外周面和所述的軸套內周面之間的第四通道，形成在所述的軸套內的第五通道，形成在所述的泵效環內的第六通道，形成在所述的第二密封壓蓋且上端口通過外部管路連接所述熱交換器進液口的第七通道。
[0023]所述的冷卻液體循環通道包括有依次相連通的:形成在所述的第一密封壓蓋上且上端口通過外部管路連接所述熱交換器出液口的第一通道，形成在所述的第一密封壓蓋和介質端密封靜環與所述的軸套之間的第二通道，形成在所述的軸套內且對應于所述介質端密封動環和泵軸的第三通道，形成在所述的泵軸外周面和所述的軸套內周面之間的第四通道，形成在所述的軸套內的第五通道，形成在所述的泵效環內的第六通道，形成在所述的第二密封壓蓋且上端口通過外部管路連接所述熱交換器進液口的第七通道，以及，還設置有依次相連通的:形成在所述泵效環與所述的第二密封壓蓋之間且進液口連通泵效環內的第六通道的出液口端的第八通道，形成在所述泵效環與所述的第二密封壓蓋之間且與所述的第八通道相垂直的第九通道，形成在所述泵效環與所述的第二密封壓蓋之間且與所述的第九通道相垂直的第十通道，形成在所述泵效環與所述的第二密封壓蓋以及大氣端密封動環和大氣端密封靜環之間的第十一通道，形成在所述泵效環與所述的大氣端密封動環之間的第十二通道，所述的第十二通道貫穿所述的泵效環與形成在所述泵效環內的第六通道相連通。
[0024]所述的形成在所述的泵軸外周面和所述的軸套內周面之間的第四通道是形成在位于所述泵軸外周面與軸套內周面之間的介質端密封圈和大氣端密封圈之間的軸套內側壁上的凹槽，所述的介質端密封圈和大氣端密封圈分別嵌入在所述軸套的內周面上。
[0025]所述的泵效環包括有相互平行設置的環形泵效環左側板和泵效環右側板，所述泵效環左側板和泵效環右側板的內環套在離心泵的軸套外周面上，所述泵效環左側板和泵效環右側板的外周邊與離心泵的第二密封壓蓋相銜接并存在間隙，所述的泵效環左側板和泵效環右側板之間有呈旋轉式的放射狀態設置的多數個葉片，并且，所述的多數個葉片與所述的左側板和右側板相垂直設置，所述放射狀態的多數個葉片臨近軸心的收口端構成的端口對應于形成在所述軸套內的第五通道的出液口，所述放射狀態的多數個葉片的放射端邊緣構成的端口對應于形成在第二密封壓蓋內的第七通道的進液口。
[0026]所述的泵效環包括有相互平行設置的環形泵效環左側板和泵效環右側板，所述泵效環左側板和泵效環右側板的內環套在離心泵的軸套外周面上，所述泵效環左側板和泵效環右側板的外周邊與離心泵的第二密封壓蓋相銜接并存在間隙，所述的泵效環左側板和泵效環右側板之間有呈旋轉式的放射狀態設置的多數個葉片，并且，所述的多數個葉片與所述的左側板和右側板相垂直設置，所述放射狀態的多數個葉片臨近軸心的收口端構成的端口對應于形成在所述軸套內的第五通道的出液口，所述放射狀態的多數個葉片的放射端邊緣構成的端口對應于形成在第二密封壓蓋內的第七通道的進液口，所述的泵效環右側板的外側面上臨近所述軸套處向外凸出的一體形成有與軸套同軸的導流套，在所述的泵效環右側板上并位于所述導流套和軸套之間開有輔助進液孔，第十通道形成在所述第二密封壓蓋與所述導流套之間，第十二通道形成在所述導流套與所述軸套之間，且第十二通道的出液口通過所述輔助進液孔連通形成在所述泵效環內的第六通道。
[0027]一種具有封閉式機械密封泵效環的軸封沖洗系統，包括有套在泵軸上的軸套，由介質端至大氣端依次連接的套在所述泵軸和軸套外側的泵殼、第一密封壓蓋和