一种高速给水泵用轴向节流式螺旋密封结构的制作方法

1.本实用新型属于离心泵轴密封技术领域，具体地涉及一种高速给水泵用轴向节流式螺旋密封结构。


背景技术：

2.随着全球电力科技的快速进步,火电机组也从过去的高压、超高压发展到了目前火电机组的主流方向—超临界、超超临界火电机组。与此同时,在火电厂中被称为小主机的锅炉给水泵的技术水平也得到长足提高。本着高效、洁净、经济、可靠和安全的原则,对锅炉给水泵的密封形式、密封效果以及环保指标等也提出了更高的规范与要求。
3.高速无接触密封（转速n＞5000r/min）如螺旋密封也称水力密封,属于非接触型流体动力密封，最早是用在常规机组和亚临界机组。其工作原理是：在密封部位的轴或孔(或两者)的表面加工或刻有螺旋槽。当轴高速旋转时,螺旋对充满在密封间隙的流体产生泵送压头,这一泵送压头与被密封的介质压力相平衡,从而阻止密封介质的泄漏。这种密封属于流体动压反输型密封,工作时依靠轴上的螺旋（加工或刻有）旋转产生的流体反动压阻止液体介质向外泄漏达到完全密封的功能。由于是无接触式密封,因此运行安全可靠,便于维护。
4.现有技术的水力密封设计为压力控制型。从驱动侧看,转子按顺时针方向旋转。泵工作时,从外部引来设定压力凝结水(密封水进水)注人水力密封节流套,减压后的减压水通过回水管路返回到除氧器或者前置泵入口，其中还有小部分水泄漏到泵体外(密封水泄漏),大部分与泵体内部的部分锅炉给水一起形成密封水回水，通过回水管路返回到凝集器或者地坑。该密封利用水力密封节流套和泵轴上螺旋槽的升力将外部冲洗液(密封水进水)送到泵内,阻止泵内锅炉给水外泄,起到了密封作用；同时保证有部分水(密封水泄漏)外泄漏到泵体外,防止外部空气进人到泵体内，继而导致密封液乳化现象的发生。由于锅炉给水泵的轴向轴封是泵组重要部件之一，也是泵组运行中的重点监视对象之一，两端轴承体采用润滑油强制润滑。
5.由于水力旋转轴封回水流向无压回水口，无压回水口紧挨轴承体，如果密封水调整不当，很容易造成轴承体油池中进水，一旦轴向密封漏水，将导致密封漏水顺着泵轴承油挡处（微负压）被吸入到轴承内，造成润滑油中进水，油质被破坏，直接威胁泵组安全运行。并且现有技术的水力密封是由衬套密封和轴套密封两部分组成，衬套和轴套均带有螺旋槽，制造成本高，容易相互咬合，故障率高。
6.此外，现有衬套密封分为降压段、密封段和密封水引出段（密封水漏出段），其中，降压段的回水至前置泵，密封段回水至除氧器，而密封水引出段（密封水漏出段）的回水至凝汽器或地坑，因此，需要有三回水控制系统，风险高，成本增加。


技术实现要素：

7.本实用新型就是针对上述问题，弥补现有技术的不足，提供了一种高速给水泵用
轴向节流式螺旋密封结构；本实用新型能够降低相互咬合风险，提高运行保障，回水控制系统减少降低风险及成本，还能解决现有高速给水泵的水力密封轴向泄漏水沿着泵轴承油挡处（微负压）被吸入到轴承体的润滑轴承油池内，造成润滑油中进水的技术问题。
8.为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案。
9.本实用新型提供一种高速给水泵用轴向节流式螺旋密封结构，包括螺旋密封套、漏液回收器、液流导向盘、轴承体，其特征在于，所述螺旋密封套内嵌并连接在泵筒体端部并套在泵主轴外部，与所述泵主轴间隙配合，所述螺旋密封套包括密封段和密封水引出段两部分，所述螺旋密封套与所述泵筒体的密封冲洗水流通道连通，所述漏液回收器包在所述螺旋密封套外部并与所述泵筒体连接，所述漏液回收器与所述泵主轴间隙配合，所述漏液回收器上部设置有漏液观察窗，所述漏液回收器下部设置有排泄口，所述液流导向盘位于所述漏液回收器内并在所述螺旋密封套外部，所述液流导向盘连接并固定在所述泵主轴上，所述轴承体位于所述泵主轴的末端，并与连接至所述泵筒体的支撑筒架连接，所述轴承体远离所述泵筒体的一端内侧连接有迷宫挡油环，所述迷宫挡油环与所述泵主轴间隙密封，所述轴承体中部内侧连接有滑动轴承，所述滑动轴承与所述泵主轴配合，所述轴承体靠近所述泵筒体的一端内侧连接有分体式润滑密封组件，所述分体式润滑密封组件还与所述泵主轴连接。
10.进一步地，所述螺旋密封套与所述泵筒体接触的内孔和端面处均设置有静o型圈密封。
11.进一步地，所述螺旋密封套与所述密封冲洗水流通道连通处设置有密封水供水室，所述密封水供水室同圆内侧设置有内圆供水室，所述密封水供水室与所述内圆供水室之间通过多个密封水进孔连通，所述密封段和所述密封水引出段分别位于所述内圆供水室两侧，所述密封水引出段远离所述内圆供水室的末端设置有环形水室，所述环形水室的下半圆部分设置有多个连通至所述螺旋密封套外部的漏液流出泄压孔。
12.进一步地，所述螺旋密封套在内壁设置有螺旋槽。
13.进一步地，所述漏液回收器包括依次相互固定的连接端盖、环形圆筒和端板，所述端板与所述泵筒体连接，所述漏液观察窗和所述排泄口均开设在所述环形圆筒上，所述连接端盖与所述泵主轴间隙配合并在间隙配合处设置有环形迷宫沟槽，所述连接端盖在所述环形迷宫沟槽的下部最低点设置有回流斜槽。
14.进一步地，所述液流导向盘通过螺钉固定连接在所述泵主轴上，所述液流导向盘与所述泵主轴配合的内孔处设置有密封o型圈。
15.进一步地，所述液流导向盘靠近所述螺旋密封套的一端周向均布设置有多个斜凹槽流道，所述液流导向盘远离所述螺旋密封套的一端周向均布设置有多个直凹槽流道。
16.进一步地，所述分体式润滑密封组件包括迷宫式油挡和溅油环，所述迷宫式油挡与所述轴承体连接，所述溅油环与所述泵主轴连接，所述溅油环设置有与所述迷宫式油挡内侧对称配合的迷宫槽，所述溅油环的内孔处设有轴向静密封o型圈。
17.进一步地，所述迷宫挡油环的外圆上设置有o型静密封圈。
18.进一步地，所述轴承体为分体式结构，包括上下合并连接的上部轴承体和下部轴承体，所述迷宫挡油环、所述滑动轴承和所述分体式润滑密封组件均设置在所述上部轴承体和所述下部轴承体之间。
19.本实用新型的有益效果。
20.1、本实用新型取消轴套密封，通过螺旋密封套与外圆无螺旋槽的泵主轴组成密封，泵主轴与密封螺旋槽区域外表面再通过做镀铬等特殊处理，能够降低相互咬合风险，提高运行保障。
21.2、只有密封段和密封水引出段，无降压段，取消了回水至前置泵的系统，将三回水控制系统减少至二回水控制系统，降低风险及成本。
22.3、液流导向盘能够在高速旋转过程中产生离心升力，阻止大部分密封泄漏水沿着轴向位置流向迷宫式油挡和溅油环的轴承润滑油池内，具有节流效果，解决了现有高速给水泵的水力密封轴向泄漏水沿着泵轴承油挡处（微负压）被吸入到轴承体的润滑轴承油池内，造成润滑油中进水的技术问题。
23.4、非接触式密封的工作寿命更长，易于维护保养，还可以应用在高速离心式压缩机、高速涡轮机等旋转机械上，具有广泛的应用前景。
附图说明
24.为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及具体实施方式，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
25.图1为本实用新型的整体剖面结构示意图。
26.图2为本实用新型的螺旋密封套的剖面结构示意图。
27.图3为本实用新型的图2的a-a向结构示意图。
28.图4为本实用新型的图2的b-b向结构示意图。
29.图5为本实用新型的漏液回收器的剖面结构示意图。
30.图6为本实用新型的图5的c处放大结构示意图。
31.图7为本实用新型的图5的局部k向结构示意图。
32.图8为本实用新型的液流导向盘的剖面结构示意图。
33.图9为本实用新型的图8的m向结构示意图。
34.图10为本实用新型的图8的n向结构示意图。
35.图中标记：1为螺旋密封套、2为漏液回收器、3为液流导向盘、4为泵筒体、5为泵主轴、6为密封段、7为密封水引出段、8为密封冲洗水流通道、9为漏液观察窗、10为排泄口、11为支撑筒架、12为迷宫挡油环、13为滑动轴承、14为静o型圈密封、15为密封水供水室、16为内圆供水室、17为密封水进孔、18为环形水室、19为漏液流出泄压孔、20为螺旋槽、21为连接端盖、22为环形圆筒、23为端板、24为环形迷宫沟槽、25为回流斜槽、26为密封o型圈、27为斜凹槽流道、28为直凹槽流道、29为迷宫式油挡、30为溅油环、31为轴向静密封o型圈、32为o型静密封圈、33为上部轴承体、34为下部轴承体。
具体实施方式
36.结合附图所示，本实施方式提供了一种高速给水泵用轴向节流式螺旋密封结构，包括螺旋密封套1、漏液回收器2、液流导向盘3、轴承体。
37.螺旋密封套1内嵌并连接在泵筒体4端部并套在泵主轴5外部，与泵主轴5间隙配
合，螺旋密封套1在内壁设置有螺旋槽20，螺旋槽20的螺旋方向从主泵入口端看为右旋，螺旋槽20与高速旋转的泵轴之间有很小的间隙，螺旋槽20对流体有泵送的作用，形成密封压力，该压力与被密封流体压力相平衡，从而阻止了泄漏。泵主轴5外圆无螺旋，旋转泵主轴5与螺旋槽20区域外表面需做镀铬等特殊处理，降低相互咬合风险，提高运行保障。
38.螺旋密封套1与泵筒体4的密封冲洗水流通道8连通，螺旋密封套1与密封冲洗水流通道8连通处设置有密封水供水室15，密封水供水室15同圆内侧设置有内圆供水室16，密封水供水室15与内圆供水室16之间通过多个密封水进孔17连通。
39.螺旋密封套1包括密封段6和密封水引出段7两部分，密封段6和密封水引出段7分别位于内圆供水室16两侧，密封水引出段7远离内圆供水室16的末端设置有环形水室18，环形水室18的下半圆部分设置有多个连通至螺旋密封套1外部的漏液流出泄压孔19，将大部分漏液沿漏液流出泄压孔19方向流出，减少密封漏液沿轴向流出。
40.螺旋密封套1无传统结构的降压段，取消了回水至前置泵的系统，将三回水控制系统减少至二回水控制系统，降低风险及成本。
41.螺旋密封套1与泵筒体4接触的内孔和端面处均设置有静o型圈密封14，提高密封性。
42.漏液回收器2包在螺旋密封套1外部并与泵筒体4连接，漏液回收器2包括依次相互固定的连接端盖21、环形圆筒22和端板23，连接端盖21、环形圆筒22和端板23分体加工处理后再组合焊接成一体。
43.端板23与泵筒体4连接，漏液回收器2上部设置有漏液观察窗9用于观察漏液状态，漏液回收器2下部设置有排泄口10用于排泄回流与漏液，漏液观察窗9和排泄口10均开设在环形圆筒22上。连接端盖21与泵主轴5间隙配合并在间隙配合处设置有环形迷宫沟槽24，连接端盖21在环形迷宫沟槽24的下部最低点设置有回流斜槽25用于导流。
44.液流导向盘3位于漏液回收器2内并在螺旋密封套1外部，液流导向盘3通过螺钉固定连接在泵主轴5上，液流导向盘3与泵主轴5配合的内孔处设置有密封o型圈26。
45.液流导向盘3靠近螺旋密封套1的一端周向均布设置有多个斜凹槽流道27，液流导向盘3远离螺旋密封套1的一端周向均布设置有多个直凹槽流道28。
46.轴承体位于泵主轴5的末端，并与连接至泵筒体4的支撑筒架11连接，轴承体远离泵筒体4的一端内侧连接有迷宫挡油环12，迷宫挡油环12与泵主轴5间隙密封，迷宫挡油环12的外圆上设置有o型静密封圈32。
47.轴承体中部内侧连接有滑动轴承13，滑动轴承13与泵主轴5配合。
48.轴承体靠近泵筒体4的一端内侧连接有分体式润滑密封组件，分体式润滑密封组件包括迷宫式油挡29和溅油环30，迷宫式油挡29与轴承体连接，溅油环30与泵主轴5连接，溅油环30设置有与迷宫式油挡29内侧对称配合的迷宫槽，溅油环30的内孔处设有轴向静密封o型圈31。
49.轴承体为分体式结构，包括上下合并连接的上部轴承体33和下部轴承体34，迷宫挡油环12、滑动轴承13和分体式润滑密封组件均设置在上部轴承体33和下部轴承体34之间。
50.液流导向盘3的斜凹槽流道27和直凹槽流道28的结构能够使液流导向盘3在高速旋转过程中产生离心升力，阻止大部分密封泄漏水沿着轴向位置流向迷宫挡油环12和溅油
环30的轴承润滑油池内，具有节流功效，可以解决现有高速给水泵的水力密封轴向泄漏水沿着泵轴承油挡处（微负压）被吸入到轴承体的润滑轴承油池内，造成润滑油中进水的技术问题。
51.可以理解的是，以上关于本实用新型的具体描述，仅用于说明本实用新型而并非受限于本实用新型实施方式所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本实用新型进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种高速给水泵用轴向节流式螺旋密封结构，包括螺旋密封套（1）、漏液回收器（2）、液流导向盘（3）、轴承体，其特征在于，所述螺旋密封套（1）内嵌并连接在泵筒体（4）端部并套在泵主轴（5）外部，与所述泵主轴（5）间隙配合，所述螺旋密封套（1）包括密封段（6）和密封水引出段（7）两部分，所述螺旋密封套（1）与所述泵筒体（4）的密封冲洗水流通道（8）连通，所述漏液回收器（2）包在所述螺旋密封套（1）外部并与所述泵筒体（4）连接，所述漏液回收器（2）与所述泵主轴（5）间隙配合，所述漏液回收器（2）上部设置有漏液观察窗（9），所述漏液回收器（2）下部设置有排泄口（10），所述液流导向盘（3）位于所述漏液回收器（2）内并在所述螺旋密封套（1）外部，所述液流导向盘（3）连接并固定在所述泵主轴（5）上，所述轴承体位于所述泵主轴（5）的末端，并与连接至所述泵筒体（4）的支撑筒架（11）连接，所述轴承体远离所述泵筒体（4）的一端内侧连接有迷宫挡油环（12），所述迷宫挡油环（12）与所述泵主轴（5）间隙密封，所述轴承体中部内侧连接有滑动轴承（13），所述滑动轴承（13）与所述泵主轴（5）配合，所述轴承体靠近所述泵筒体（4）的一端内侧连接有分体式润滑密封组件，所述分体式润滑密封组件还与所述泵主轴（5）连接。2.根据权利要求1所述的一种高速给水泵用轴向节流式螺旋密封结构，其特征在于，所述螺旋密封套（1）与所述泵筒体（4）接触的内孔和端面处均设置有静o型圈密封（14）。3.根据权利要求1所述的一种高速给水泵用轴向节流式螺旋密封结构，其特征在于，所述螺旋密封套（1）与所述密封冲洗水流通道（8）连通处设置有密封水供水室（15），所述密封水供水室（15）同圆内侧设置有内圆供水室（16），所述密封水供水室（15）与所述内圆供水室（16）之间通过多个密封水进孔（17）连通，所述密封段（6）和所述密封水引出段（7）分别位于所述内圆供水室（16）两侧，所述密封水引出段（7）远离所述内圆供水室（16）的末端设置有环形水室（18），所述环形水室（18）的下半圆部分设置有多个连通至所述螺旋密封套（1）外部的漏液流出泄压孔（19）。4.根据权利要求1所述的一种高速给水泵用轴向节流式螺旋密封结构，其特征在于，所述螺旋密封套（1）在内壁设置有螺旋槽（20）。5.根据权利要求1所述的一种高速给水泵用轴向节流式螺旋密封结构，其特征在于，所述漏液回收器（2）包括依次相互固定的连接端盖（21）、环形圆筒（22）和端板（23），所述端板（23）与所述泵筒体（4）连接，所述漏液观察窗（9）和所述排泄口（10）均开设在所述环形圆筒（22）上，所述连接端盖（21）与所述泵主轴（5）间隙配合并在间隙配合处设置有环形迷宫沟槽（24），所述连接端盖（21）在所述环形迷宫沟槽（24）的下部最低点设置有回流斜槽（25）。6.根据权利要求1所述的一种高速给水泵用轴向节流式螺旋密封结构，其特征在于，所述液流导向盘（3）通过螺钉固定连接在所述泵主轴（5）上，所述液流导向盘（3）与所述泵主轴（5）配合的内孔处设置有密封o型圈（26）。7.根据权利要求1所述的一种高速给水泵用轴向节流式螺旋密封结构，其特征在于，所述液流导向盘（3）靠近所述螺旋密封套（1）的一端周向均布设置有多个斜凹槽流道（27），所述液流导向盘（3）远离所述螺旋密封套（1）的一端周向均布设置有多个直凹槽流道（28）。8.根据权利要求1所述的一种高速给水泵用轴向节流式螺旋密封结构，其特征在于，所述分体式润滑密封组件包括迷宫式油挡（29）和溅油环（30），所述迷宫式油挡（29）与所述轴承体连接，所述溅油环（30）与所述泵主轴（5）连接，所述溅油环（30）设置有与所述迷宫式油挡（29）内侧对称配合的迷宫槽，所述溅油环（30）的内孔处设有轴向静密封o型圈（31）。
9.根据权利要求1所述的一种高速给水泵用轴向节流式螺旋密封结构，其特征在于，所述迷宫挡油环（12）的外圆上设置有o型静密封圈（32）。10.根据权利要求1所述的一种高速给水泵用轴向节流式螺旋密封结构，其特征在于，所述轴承体为分体式结构，包括上下合并连接的上部轴承体（33）和下部轴承体（34），所述迷宫挡油环（12）、所述滑动轴承（13）和所述分体式润滑密封组件均设置在所述上部轴承体（33）和所述下部轴承体（34）之间。

技术总结
一种高速给水泵用轴向节流式螺旋密封结构属于离心泵轴密封技术领域。本实用新型包括螺旋密封套、漏液回收器、液流导向盘、轴承体，其特征在于，所述螺旋密封套内嵌并连接在泵筒体端部并套在泵主轴外部，与所述泵主轴间隙配合，所述螺旋密封套包括密封段和密封水引出段两部分，所述螺旋密封套与所述泵筒体的密封冲洗水流通道连通，所述漏液回收器包在所述螺旋密封套外部并与所述泵筒体连接。本实用新型能够降低相互咬合风险，提高运行保障，回水控制系统减少降低风险及成本，还能解决现有高速给水泵的水力密封轴向泄漏水沿着泵轴承油挡处（微负压）被吸入到轴承体的润滑轴承油池内，造成润滑油中进水的技术问题。成润滑油中进水的技术问题。成润滑油中进水的技术问题。


技术研发人员：郝迎宇
受保护的技术使用者：沈阳工业泵制造有限公司
技术研发日：2023.04.14
技术公布日：2023/8/13