阅读说明：本技术 一种带护圈离心泵组合密封 (Centrifugal pump combined seal with guard ring ) 是由 王凯 鲍海峰 刘厚林 马皓晨 谈明高 王勇 董亮 于 2021-07-26 设计创作，主要内容包括：本发明公开的一种带护圈离心泵组合密封,涉及离心泵技术领域,所述带护圈离心泵组合密封为离心密封与迷宫密封的组合,通过在后盖板背面设置叶片,带动泄漏的流体旋转形成反压,实现离心密封。离心密封出口设计护圈,所述护圈在副叶轮出口处环绕布置,可以提高反压系数,提升密封性能、减少沿外径处动量交换和液体摩擦力矩,进而减小功率损耗。所述护圈与泵盖之间通过设置环形槽形成迷宫密封结构,进一步提升密封性能。该带护圈离心泵组合密封具有广泛的适用性,在离心泵密封设计中较高的实用价值。(The invention discloses a centrifugal pump combined seal with a guard ring, which relates to the technical field of centrifugal pumps. The centrifugal seal outlet is provided with a retainer which is arranged at the outlet of the auxiliary impeller in a surrounding manner, so that the back pressure coefficient can be improved, the sealing performance is improved, momentum exchange and liquid friction torque along the outer diameter are reduced, and further the power loss is reduced. A labyrinth seal structure is formed between the guard ring and the pump cover through the annular groove, and the sealing performance is further improved. The combined seal of the centrifugal pump with the guard ring has wide applicability and higher practical value in the seal design of the centrifugal pump.)

一种带护圈离心泵组合密封

技术领域

本发明属于离心泵技术领域，具体涉及一种带护圈离心泵组合密封。

背景技术

泄漏是指介质，如气体、液体、固体或它们的混合物，从一个空间进入另一个空间且不希望发生的现象，它是现代装备机械失效的三个主要来源于之一。泄漏的发生不仅会造成能源浪费、物料流失、环境污染，甚至还会酿成火灾、引起爆炸，直接危及人身安全，带来巨大的经济损失。泵作为流体机械，泄漏问题普遍存在，为阻止或减少泵内高压液体沿轴向外泄漏，必须采取密封措施，最常见的有填料密封、机械密封等，但填料密封存在寿命短、易损坏的缺点，机械密封则存在结构复杂、价格昂贵以及在输送含颗粒介质时易磨损失效的问题。非接触式的迷宫密封以及离心密封可以克服填料密封和机械密封的不足，并可胜任高速、高温的工况，以及腐蚀性介质、含颗粒介质的输运。

随着泵逐渐向着高速、高压等方向发展，这也使得泵密封向着高可靠性和长寿命方向发展，迷宫密封、离心密封等非接触式密封正受到越来越多的关注。

发明内容

本发明提供了一种带护圈离心泵组合密封，通过迷宫密封和离心密封的组合，实现离心泵的密封。

本发明所采用的技术方案是：一种带护圈离心泵组合密封，其特征在于，所所述密封的机械结构包括后盖板、叶片、护圈及泵盖；所述叶片位于后盖板背面，所述护圈位于后盖板背面外缘，所述泵盖为泵体的一部分。

作为本发明进一步的方案，所述带护圈离心泵组合密封的后盖板、叶片、护圈及泵盖共同形成了离心密封和迷宫密封，而离心密封和迷宫密封共同构成组合密封。所述离心密封采用非接触式动密封，工作过程叶片带动液体旋转，利用旋转液体的反压实现密封。所述迷宫密封，由护圈与泵盖之间环形槽共同构成。

作为本发明进一步的方案，所述带护圈离心泵组合密封，其特征在于，所述叶片为直叶片或后弯叶片，叶片出口安放角β₂＝30°～90°，叶片数z＝6～12，叶片宽度δ＝0.01～0.03D_hub，其中D_hub为后盖板直径，叶片高度h＝1.0～2.0δ，叶片内径 D₁＝0.15～0.3D_hub，叶片外径D₂＝0.8～0.98D_hub，动密封所能平衡的最大压力为： 其中k为反压系数k＝0.8～0.9，ρ为工作介质密度，ω为叶轮转速。

作为本发明进一步的方案，所述带护圈离心泵组合密封，其特征在于，所述护圈位于后盖板背面外缘，沿后盖板外缘环绕一周，护圈厚度σ＝0.5(D_hub-D₂)，护圈轴向高度h_c＝2.0～3.0h。

作为本发明进一步的方案，所述带护圈离心泵组合密封，其特征在于，所述后泵盖与叶片间轴向间隙ψ＝0.2～1.0h，端面开有环形槽，与护圈相配合，形成迷宫密封结构，环形槽宽度环形槽深度α＝1.0～2.0σ。

该发明的有益效果在于：

该密封采用非接触式形式，可以克服接触式密封的不足，尤其适合于普通密封难以胜任的场合，如高速、高温、输送有腐蚀性及含固体颗粒的介质等，具有结构简单、密封可靠、寿命长的特点。

该密封将迷宫密封和离心密封相组合的密封设计，进一步提高了密封性能及可靠性，避免离心泵的轴向泄漏。

该密封中护圈的设计可提高普通离心密封的反压系数，提升封压能力，同时减少沿外径处动量交换和液体摩擦力矩，进而减小功率损耗。

附图说明

图1为一种带护圈离心泵组合密封结构示意图；

图2为一种带护圈离心泵组合密封结构中的叶片盘，叶片、护圈示意图。

具体实施方式

下面结合附图以及具体实施例对本发明作进一步的说明，但本发明的保护范围并不限于此。

如附图1所示，密封由离心密封和迷宫密封组合而成，包括后盖板，叶片、护圈及泵盖。叶片位于后盖板背面，护圈位于后盖板背面外缘，泵盖为泵体的一部分。离心密封为非接触式动密封，工作过程叶片带动液体旋转，利用旋转液体的反压实现密封，迷宫密封由护圈与泵盖之间环形槽共同构成。

如附图2所示，离心泵叶轮后盖板直径为260mm，额定转速为2950rpm，所输送介质为含沙水，密度取1200kg/m³。离心密封叶片为直叶片，叶片出口安放角β₂＝90°，叶片数z＝8，叶片宽度δ＝5mm，叶片高度h＝8mm，叶片内径D₁＝50mm，叶片外径D₂＝250mm，离心密封所能平衡的最大压力P＝0.77MPa。

如附图2所示，护圈位于后盖板背面外缘，沿后盖板背面外缘环绕一周，护圈厚度σ＝5mm，护圈轴向高度h_c＝16mm，护圈的设置可提高反压系数，提升密封性能、减少沿外径处动量交换和液体摩擦力矩，进而减小功率损耗。

如附图1所示，后泵盖与叶片间轴向间隙ψ＝3mm，端面开有环形槽，与护圈相配合，形成迷宫密封结构，环形槽宽度环形槽深度α＝7mm。

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。