一种水平中开泵的密封结构及其安装方法技术

本发明专利技术提供了一种水平中开泵的密封结构及其安装方法，解决了现有水平中开泵采用硬碰硬金属密封的工艺要求高，平垫密封的成本高，涂胶密封的可靠性差，且缺乏级间密封的问题。该密封结构包括立体密封沟槽以及与立体密封沟槽相适配的一体式密封元件；立体密封沟槽由分别位于N个壳体密封环外周的密封环密封沟槽以及上下泵体上的密封沟槽形成；上下泵体上的密封沟槽包括下泵体的中开面上两个泵体密封沟槽以及两个泵轴端密封沟槽；两个泵体密封沟槽的两端均分别与两个泵轴端密封沟槽相接，且每个密封环密封沟槽均与两个泵体密封沟槽相接；N由水平中开泵的级数、叶轮形式及叶轮布置位置确定。

Sealing structure and installation method of horizontal split pump

【技术实现步骤摘要】
一种水平中开泵的密封结构及其安装方法
本专利技术属于中开泵的密封技术，具体涉及一种水平中开泵的密封结构及其安装方法。
技术介绍
水平中开泵具有快速更换转子部件、易损件的结构特点，可以缩短泵的检修维护时间，而中开面密封技术及密封能力是限制水平中开泵应用的一个主要方面。目前中开面密封的主要方式为硬对硬金属密封、平垫密封、涂胶密封等，这三种方式的密封对中开面密封有一定的效果，但缺乏级间密封。并且硬对硬金属密封对工艺和加工能力要求极高，一般工艺很难实现；其次，平垫密封除了要求加工工艺，成本也非常之高；涂胶密封在三者中较为经济但可靠性差，行业内较少使用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有水平中开泵采用硬碰硬金属密封的工艺要求高，平垫密封的成本高，涂胶密封的可靠性差，且缺乏级间密封的问题，提出了一种水平中开泵的密封结构及其安装方法。本专利技术的构思是：应用一体式密封元件和开设在泵体及充液腔周围的立体密封沟槽配合，起到水平中开泵中开面及叶轮级间的密封作用，以达到水平轴面与径向的全包围密封效果。为实现上述目的，本专利技术所提供的技术解决方案是：一种水平中开泵的密封结构，其特殊之处在于，包括立体密封沟槽以及与立体密封沟槽相适配的一体式密封元件；所述立体密封沟槽由分别位于N个壳体密封环外周的密封环密封沟槽以及上下泵体上的密封沟槽形成；密封环密封沟槽是指各个壳体密封环外周的密封沟槽，即对各个充液腔进行密封，使之成为独立的密封腔体，以实现泵腔级间密封；所述上下泵体上的密封沟槽包括两个泵体密封沟槽以及两个泵轴端密封沟槽；所述两个泵体密封沟槽分别位于泵轴两侧下泵体的中开面的泵体螺栓孔与涡室流道之间，用以实现泵液腔与大气侧、泵腔与泵腔之间的密封；所述两个泵轴端密封沟槽分别位于上泵体和下泵体两端形成的泵轴密封端面上，用以实现机械密封腔与机械密封压盖间的密封；两个泵体密封沟槽的两端均分别与两个泵轴端密封沟槽连通，且每个密封环密封沟槽均与两个泵体密封沟槽连通，共同构成立体密封沟槽，将一体式密封元件安装在密封沟槽内，实现水平中开泵的全包围立体式密封；所述一体式密封元件由与泵体密封沟槽相适配的两个密封圈A、与密封环密封沟槽相适配的N个密封圈B、以及与泵轴端密封沟槽相适配的两个密封圈C构成；所述N由水平中开泵的级数、叶轮形式以及叶轮布置位置确定。进一步地，所述泵体密封沟槽通过位于下泵体中开面的腔体密封沟槽与每个密封环密封沟槽连通，此种情况适用于密封压力较低时；或者，泵体密封沟槽随型设计，通过自身与每个密封环密封沟槽直接连通，避免一体式密封元件出现薄弱点，可适用于密封压力较高时。进一步地，为了减小中开面主螺栓的密封预紧力，延长一体式密封元件的使用寿命，所述泵体密封沟槽靠近涡室流道设置，并位于涡室流道与泵体螺栓孔的1/3处，距泵体螺栓孔最小距离为螺栓直径的1/2；所述泵轴端密封沟槽位于机械密封装置的连接螺栓与轴端密封腔外径之间；所述密封环密封沟槽避开密封环上的止动装置设置。进一步地，所述立体密封沟槽为矩形槽，加工简便，其宽度为深度为当然，也可采用其他形状的槽，比如：V形槽、三角形槽。进一步地，由于上述立体密封沟槽与一体式密封元件之间的配合密封存在圆柱静密封和平面静密封，所述一体式密封元件的压缩率W％为15％；W％＝(d0-h)/d0其中，d0为一体式密封元件中胶圈的外径，h为沟槽深度。进一步地，所述一体式密封元件为一体成型或者粘接成型。进一步地，所述一体式密封元件为一次成型的模注橡胶圈或一次成型的快速粘接胶体。本专利技术还提供了一种上述水平中开泵的密封结构的安装方法，其特殊之处在于，包括以下步骤：1)将一体式密封元件安装在位于下泵体上的密封沟槽中；2)将与泵轴端密封沟槽和密封环密封沟槽适配安装的密封圈C和密封圈B均切断，形成切口；3)将转子组件随壳体密封环通过所述切口安装于下泵体上，所述转子组件包括已组装完成轴、叶轮、轴承箱以及转子；4)使用粘接剂将所述切口对正粘接恢复一体式密封元件，使密封圈B、密圈C分别位于与其相适配的密封环密封沟槽和泵轴端密封沟槽中；5)将上泵体与下泵体合盖安装。进一步地，所述步骤2)中，将与泵轴端密封沟槽和密封环密封沟槽适配安装的密封圈C和密封圈B均沿泵体入口侧轴心线偏中开面角度20°±5°的位置切断，形成切口，便于安装转子组件，减少上下泵体合盖安装时对密封元件的胶圈产生影响；在实际安装过程中，对于大泵体取负偏差，对于小泵体可取正偏差。本专利技术的优点是：1.本专利技术通过在泵体及充液腔周围开密封沟槽，使用立体式全包围的密封元件对各个充液腔进行密封，使之成为独立的密封腔体，以实现对泵腔与大气侧中开面泄漏、泵腔的级间泄漏、机械密封腔与机械密封压盖间泄漏的密封，从而实现水平中开泵的全包围立体式密封。本专利技术在达到以上密封要求的同时，降低机械加工难度及对机加设备的要求，提高加工效率，并降低加工制造成本；在满足密封效果的前提下，使用该方法可以使泵壳体减重至少5％，降低材料成本，对于高材质产品降本增效明显；同时，可以可以适当降低对水平中开泵中开面的加工要求，适当减少主螺栓数量，减少螺栓孔、主螺栓螺母的加工和使用，从整体上进一步降低成本。2.本专利技术中泵体密封沟槽仅选择在下泵体上设置，是为了便于密封元件的安装，如若在上泵体开槽，则不利于安装和对齐，且上、下泵体在合盖安装时容易发生错位，进而导致密封圈损坏失效。3.本专利技术在高压应用领域相比于硬对硬金属密封和平垫密封可以降低密封元件成本。4.本专利技术密封结构的安装方法可确保一体式密封元件恰好安装在壳体密封环外周的密封环密封沟槽和上下泵体的密封沟槽中，并且由于密封元件是一体式的，因此，可达到精准密封，实现水平轴面与径向的全包围密封效果。附图说明图1为本专利技术密封结构一的平面示意图；图2为本专利技术密封结构一中密封沟槽的立体示意图；图3为本专利技术密封结构一中一体式密封元件的立体示意图；图4为水平中开泵采用本专利技术密封结构一的立体示意图；图5为水平中开泵采用本专利技术密封结构二的立体示意图；附图标号如下：1-泵体密封沟槽；11-腔体密封沟槽；2-泵轴端密封沟槽；3-密封环密封沟槽；4-泵体螺栓孔。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术的内容作进一步的详细描述：一种水平中开泵的密封结构，包括立体密封沟槽以及与立体密封沟槽相适配的一体式密封元件。其中，立体密封沟槽由分别位于N个壳体密封环外周的密封环密封沟槽3以及上下泵体上的密封沟槽形成；立体密封沟槽由分别位于N个壳体密封环外周的密封环密封沟槽3以及上下泵体上的密封沟槽形成；密封环密封沟槽3应避开密封环上的止动装置设置；上下泵体上的密封沟槽包括两个泵体密封沟槽1以及两个泵轴端密封沟槽2；两个泵体密封沟槽1分别位于泵轴两侧下泵体的中开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种水平中开泵的密封结构，其特征在于：包括立体密封沟槽以及与立体密封沟槽相适配的一体式密封元件；/n所述立体密封沟槽由分别位于N个壳体密封环外周的密封环密封沟槽(3)以及上下泵体上的密封沟槽形成；/n所述上下泵体上的密封沟槽包括两个泵体密封沟槽(1)以及两个泵轴端密封沟槽(2)；/n所述两个泵体密封沟槽(1)分别位于泵轴两侧下泵体的中开面的泵体螺栓孔(4)与涡室流道之间；/n所述两个泵轴端密封沟槽(2)分别位于上泵体和下泵体两端形成的泵轴密封端面上；/n两个泵体密封沟槽(1)的两端均分别与两个泵轴端密封沟槽(2)连通，且每个密封环密封沟槽(3)均与两个泵体密封沟槽(1)连通；/n所述一体式密封元件由与泵体密封沟槽(1)相适配的两个密封圈A、与密封环密封沟槽(3)相适配的N个密封圈B、以及与泵轴端密封沟槽(2)相适配的两个密封圈C构成；/n所述N由水平中开泵的级数、叶轮形式以及叶轮布置位置确定。/n

【技术特征摘要】
1.一种水平中开泵的密封结构，其特征在于：包括立体密封沟槽以及与立体密封沟槽相适配的一体式密封元件；
所述立体密封沟槽由分别位于N个壳体密封环外周的密封环密封沟槽(3)以及上下泵体上的密封沟槽形成；
所述上下泵体上的密封沟槽包括两个泵体密封沟槽(1)以及两个泵轴端密封沟槽(2)；
所述两个泵体密封沟槽(1)分别位于泵轴两侧下泵体的中开面的泵体螺栓孔(4)与涡室流道之间；
所述两个泵轴端密封沟槽(2)分别位于上泵体和下泵体两端形成的泵轴密封端面上；
两个泵体密封沟槽(1)的两端均分别与两个泵轴端密封沟槽(2)连通，且每个密封环密封沟槽(3)均与两个泵体密封沟槽(1)连通；
所述一体式密封元件由与泵体密封沟槽(1)相适配的两个密封圈A、与密封环密封沟槽(3)相适配的N个密封圈B、以及与泵轴端密封沟槽(2)相适配的两个密封圈C构成；
所述N由水平中开泵的级数、叶轮形式以及叶轮布置位置确定。


2.根据权利要求1所述的水平中开泵的密封结构，其特征在于：
所述泵体密封沟槽(1)通过位于下泵体中开面的腔体密封沟槽(11)与每个密封环密封沟槽(3)连通；
或者，泵体密封沟槽随型设计，通过自身与每个密封环密封沟槽直接连通。


3.根据权利要求1或2所述的水平中开泵的密封结构，其特征在于：
所述泵体密封沟槽(1)靠近涡室流道设置，并位于涡室流道与泵体螺栓孔(4)的1/3处，距泵体螺栓孔最小距离为螺栓直径的1/2；
所述泵轴端密封沟槽位于机械密封装置的连接螺栓与轴端密封腔外径之间；
所述密封环密封沟槽避开密...

【专利技术属性】
技术研发人员：王金法，马文瑛，张世存，胡钟兵，王亮亮，程建强，张鲁，李永乐，刘慧娟，
申请(专利权)人：西安航天泵业有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61