CN113417866B - 一种高温高压泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种高温高压泵，包括：电机、泵机联结体、泵壳、电机轴、泵轴和叶轮，所述电机的一端设有下端盖，所述泵机联结体连接在所述下端盖与所述泵壳之间，且所述泵机联结体与所述下端盖、所述泵壳形成密封空腔；所述电机轴的一端设置在所述电机内部，所述电机轴的另一端延伸至所述泵机联结体内，所述泵轴的一端设置在所述泵机联结体内，所述泵轴的另一端设置在所述泵壳内，所述电机轴与所述泵轴之间通过联轴器连接，所述泵轴位于所述泵壳内的一端与所述叶轮连接。本发明实现了常温常压下的电机工作环境，提高电泵的高可靠性运行和降低制造成本。

Description

一种高温高压泵
技术领域
本发明涉及潜水电机技术领域，特别是涉及一种高温高压泵。
背景技术
随着科技发展，高温高压泵的用途越来越广，目前主要应用于核电、大型火电、冶金、石油、化工等领域，用于输送各种具有高温高压特征的介质，因此对此类泵的设计研制要求高。以化工领域为例，在整套工艺装置中，其关键设备是化工离心循环泵，用以输送高温高压介质，该泵依赖外部冷却介质对电机和泵的机械密封进行冷却，防止电机受热烧毁和输送介质侵入电机内部造成电机损坏。目前采用的措施是电机内部通入高压冷却介质，其冷却介质压力大于泵输送介质压力，不仅可以冷却机械密封和电机的作用，而且由于冷却介质压力大于输送介质压力，一部分冷却介质会流入输送介质中，用以阻挡输送介质侵入电机。该泵的电机内部是充满高压冷却介质，对电机设计制造要求高，电机机壳要有足够的强度，要求电机绕组在水或油等冷却介质中可靠运行。此类泵要求长期无故障运行，为了提高泵的可靠性，有必要改进原有电泵的结构。
发明内容
本发明实施例提供了一种高温高压泵，以解决上述背景技术中的部分问题。
本发明的实施例提出了一种高温高压泵，包括：电机、泵机联结体、泵壳、电机轴、泵轴和叶轮，所述电机的一端设有下端盖，所述泵机联结体连接在所述下端盖与所述泵壳之间，且所述泵机联结体与所述下端盖、所述泵壳形成密封空腔；所述电机轴的一端设置在所述电机内部，所述电机轴的另一端延伸至所述泵机联结体内，所述泵轴的一端设置在所述泵机联结体内，所述泵轴的另一端设置在所述泵壳内，所述电机轴与所述泵轴之间通过联轴器连接，所述泵轴位于所述泵壳内的一端与所述叶轮连接；所述密封空腔内设有节流座，所述节流座套设在所述泵轴上，且所述节流座与所述泵轴之间存在间隙，且所述节流座上设有泄压阀组件，所述泄压阀组件与出口管连接，所述出口管由所述密封空腔内连通至所述密封空腔外侧，所述泵机联结体上还设有进口管，所述的进口管由所述泵机联结体外侧连通至所述泵机联结体内侧。
进一步地，所述下端盖和所述泵机联结体之间设有机械密封。
进一步地，所述节流座与所述泵轴之间靠近所述叶轮的一侧设有骨架密封。
进一步地，所述联轴器为绝热材质。
进一步地，所述节流座上设有内腔孔，所述内腔孔与所述泄压阀组件连通。
进一步地，所述内腔孔包括沿所述泵轴长度方向设置的第一内腔、第二内腔、第三内腔和第四内腔，所述泄压阀组件包括第一减压阀、第二减压阀、第三减压阀和第四减压阀；所述第一内腔与所述第一减压阀连通，所述第二内腔与所述第二减压阀连通，所述第三内腔与所述第三减压阀连通，所述第四内腔与所述第四减压阀连通，所述第一减压阀、所述第二减压阀、所述第三减压阀和所述第四减压阀分别与所述出口管连通，且所述第一减压阀、所述第二减压阀、所述第三减压阀和所述第四减压阀依次远离所述联轴器设置。
进一步地，所述进口管中进液压力不小于叶轮输送介质的压力。
进一步地，所述第四减压阀、所述第三减压阀、所述第二减压阀以及所述第一减压阀的泄压压力逐渐减小。
进一步地，所述第一减压阀的泄压压力大于所述出口管的泄压压力。
进一步地，所述第四减压阀的泄压压力小于所述叶轮输送介质的压力。
本发明的优点具体如下：本发明实施例首先向密封空腔内通入高压低温介质，该高压低温介质通入到密封空腔内以后，可以降低密封空腔的温度，减弱节流座外高压高温介质对电机端的影响，同时，密封空腔沿着泵轴的长度方向，第一减压阀、第二减压阀、第三减压阀和第四减压阀的液压压力逐渐增大，越靠近节流座侧泄压压力越大，越靠近电机轴一侧泄压压力越小，这样可以在朝向电机端侧形成泄压梯度，节流座与泵轴存在一定的环形间隙，形成了节流孔，当冷却介质快速流过该节流孔，由泄压阀组件排出，根据流体力学原理，水静压转化为动能，密封空腔压力会降低。
除此之外，电机的下端盖和泵机联结体安装机械密封，在泵机联结体中，由于冷却介质属于高压介质，一部分会经过机械密封向泵段溢出，另一部分通过骨架密封进入到节流减压装置，通过节流阀组件和出水管流出，实现了泵轴和机械密封冷却，降低了电机轴伸端的压力，实现了常温常压下的电机工作环境，提高电泵的高可靠性运行和降低制造成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一实施例中高温高压泵的整机结构示意图。
图2是本发明一实施例中高温高压泵的局部结构示意图。
图中：电机1、下端盖2、机械密封3、联轴器4、内腔孔5、第一内腔51、第二内腔52、第三内腔53、第四内腔54、泄压阀组件6、第一减压阀61、第二减压阀62、第三减压阀63、第四减压阀64、出口管7、进口管8、骨架密封9、泵机联结体10、泵壳11、电机轴12、泵轴13、叶轮14、节流座15、密封空腔16。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将参照附图1-附图2并结合实施例来详细说明本申请。
参阅附图1-附图2所示，本发明实施例的一种高温高压泵，其特征在于，包括：电机1、泵机联结体10、泵壳11、电机轴12、泵轴13和叶轮14，所述电机1的一端设有下端盖2，所述泵机联结体10连接在所述下端盖2与所述泵壳11之间，且所述泵机联结体10与所述下端盖2、所述泵壳11形成密封空腔16；所述电机轴12的一端设置在所述电机1内部，所述电机轴12的另一端延伸至所述泵机联结体10内，所述泵轴13的一端设置在所述泵机联结体10内，所述泵轴13的另一端设置在所述泵壳11内，所述电机轴12与所述泵轴13之间通过联轴器4连接，所述泵轴13位于所述泵壳11内的一端与所述叶轮14连接；所述密封空腔16内设有节流座15，所述节流座15套设在所述泵轴13上，且所述节流座15与所述泵轴13之间存在间隙，且所述节流座15上设有泄压阀组件6，所述泄压阀组件6与出口管7连接，所述出口管7由所述密封空腔16内连通至所述密封空腔16外侧，所述泵机联结体10上还设有进口管8，所述的进口管8由所述泵机联结体10外侧连通至所述泵机联结体10内侧。
具体地，所述下端盖2和所述泵机联结体10之间设有机械密封3。所述节流座15与所述泵轴13之间靠近所述叶轮14的一侧设有骨架密封9。所述联轴器4为绝热材质。所述节流座15上设有内腔孔5，所述内腔孔5与所述泄压阀组件6连通。所述内腔孔5包括沿所述泵轴13长度方向设置的第一内腔51、第二内腔52、第三内腔53和第四内腔54，所述泄压阀组件6包括第一减压阀61、第二减压阀62、第三减压阀63和第四减压阀64；所述第一内腔51与所述第一减压阀61连通，所述第二内腔52与所述第二减压阀62连通，所述第三内腔53与所述第三减压阀63连通，所述第四内腔54与所述第四减压阀64连通，所述第一减压阀61、所述第二减压阀62、所述第三减压阀63和所述第四减压阀64分别与所述出口管7连通，且所述第一减压阀61、所述第二减压阀62、所述第三减压阀63和所述第四减压阀64依次远离所述联轴器4设置。所述进口管8中进液压力不小于叶轮14输送介质的压力。所述第四减压阀64、所述第三减压阀63、所述第二减压阀62以及所述第一减压阀61的泄压压力逐渐减小。所述第一减压阀61的泄压压力大于所述出口管7的泄压压力。所述第四减压阀64的泄压压力小于所述叶轮14输送介质的压力。
工作原理：参阅附图1和附图2所示，在本发明实施例中，首先在电机1的下端盖2和泵机联结体10之间安装机械密封3，在节流座15与泵轴13之间靠近叶轮14的一侧设有骨架密封9，利用机械密封3和骨架密封9可以提高密封效果；其次，本发明实施例的联轴器4采用绝热材质或为传热系数低的材质制成，可以减少电机轴12的热量传递至泵轴13。
除此之外，本发明实施例在泵机联结体10与下端盖2、泵壳11形成密封空腔16内设置有内腔孔5和泄压阀组件6，泵机联结体10上设置有进口管8和出口管7，在实际使用时，可以向进口管8内通入冷却压力为P6的介质，而叶轮14处输送介质的压力为P5，且P6＞P5，同时，并排设置的第一减压阀61、第二减压阀62、第三减压阀63和第四减压阀64的液压压力分别为P1、P2、P3和P4，且P5＞P4＞P3＞P2＞P1，出口管7的泄压压力为P0，且P1＞P0。从而本发明实施例中首先向密封空腔16内通入高压低温介质，该高压低温介质通入到密封空腔16内以后，可以降低密封空腔16的温度，减弱节流座15外高压高温介质对电机1端的影响，同时，密封空腔16沿着泵轴13的长度方向，第一减压阀61、第二减压阀62、第三减压阀63和第四减压阀64的液压压力逐渐增大，越靠近节流座15侧泄压压力越大，越靠近电机轴12一侧泄压压力越小，这样可以在朝向电机1端侧形成泄压梯度，节流座15与泵轴13存在一定的环形间隙，形成了节流孔，当冷却介质快速流过该节流孔，由泄压阀组件6排出，根据流体力学原理，水静压转化为动能，密封空腔16压力会降低，具体过程是：经过第四内腔54和第四减压阀64，压力降为P4，经过第三内腔53和第三减压阀63，压力降为P3，经过第二内腔52和第二减压阀62，压力降为P2，经过第一内腔51和第一减压阀61，压力降为P1；电机1的下端盖2和泵机联结体10安装机械密封3，在泵机联结体10中，由于冷却介质属于高压介质，一部分会经过机械密封向泵段溢出，另一部分通过骨架密封进入到节流减压装置5，通过节流阀组件6和出水管7流出，实现了泵轴13和机械密封3冷却，降低了电机轴伸端的压力，实现了常温常压下的电机工作环境，提高电泵的高可靠性运行和降低制造成本。
需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。对于方法的实施例而言，相关之处可参见设备实施例的部分说明。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (10)

1.一种高温高压泵，其特征在于，包括：电机(1)、泵机联结体(10)、泵壳(11)、电机轴(12)、泵轴(13)和叶轮(14)，所述电机(1)的一端设有下端盖(2)，所述泵机联结体(10)连接在所述下端盖(2)与所述泵壳(11)之间，且所述泵机联结体(10)与所述下端盖(2)、所述泵壳(11)形成密封空腔(16)；所述电机轴(12)的一端设置在所述电机(1)内部，所述电机轴(12)的另一端延伸至所述泵机联结体(10)内，所述泵轴(13)的一端设置在所述泵机联结体(10)内，所述泵轴(13)的另一端设置在所述泵壳(11)内，所述电机轴(12)与所述泵轴(13)之间通过联轴器(4)连接，所述泵轴(13)位于所述泵壳(11)内的一端与所述叶轮(14)连接；所述密封空腔(16)内设有节流座(15)，
所述节流座(15)套设在所述泵轴(13)上，且所述节流座(15)与所述泵轴(13)之间存在间隙，且所述节流座(15)上设有泄压阀组件(6)，所述泄压阀组件(6)与出口管(7)连接，所述出口管(7)由所述密封空腔(16)内连通至所述密封空腔(16)外侧，所述泵机联结体(10)上还设有进口管(8)，所述的进口管(8)由所述泵机联结体(10)外侧连通至所述泵机联结体(10)内侧。
2.根据权利要求1所述的一种高温高压泵，其特征在于，所述下端盖(2)和所述泵机联结体(10)之间设有机械密封(3)。
3.根据权利要求1所述的一种高温高压泵，其特征在于，所述节流座(15)与所述泵轴(13)之间靠近所述叶轮(14)的一侧设有骨架密封(9)。
4.根据权利要求1所述的一种高温高压泵，其特征在于，所述联轴器(4)为绝热材质。
5.根据权利要求1所述的一种高温高压泵，其特征在于，所述节流座(15)上设有内腔孔(5)，所述内腔孔(5)与所述泄压阀组件(6)连通。
6.根据权利要求5所述的一种高温高压泵，其特征在于，所述内腔孔(5)包括沿所述泵轴(13)长度方向设置的第一内腔(51)、第二内腔(52)、第三内腔(53)和第四内腔(54)，所述泄压阀组件(6)包括第一减压阀(61)、第二减压阀(62)、第三减压阀(63)和第四减压阀(64)；所述第一内腔(51)与所述第一减压阀(61)连通，所述第二内腔(52)与所述第二减压阀(62)连通，所述第三内腔(53)与所述第三减压阀(63)连通，所述第四内腔(54)与所述第四减压阀(64)连通，所述第一减压阀(61)、所述第二减压阀(62)、所述第三减压阀(63)和所述第四减压阀(64)分别与所述出口管(7)连通，且所述第一减压阀(61)、所述第二减压阀(62)、所述第三减压阀(63)和所述第四减压阀(64)依次远离所述联轴器(4)设置。
7.根据权利要求6所述的一种高温高压泵，其特征在于，所述进口管(8)中进液压力不小于叶轮(14)输送介质的压力。
8.根据权利要求7所述的一种高温高压泵，其特征在于，所述第四减压阀(64)、所述第三减压阀(63)、所述第二减压阀(62)以及所述第一减压阀(61)的泄压压力逐渐减小。
9.根据权利要求7所述的一种高温高压泵，其特征在于，所述第一减压阀(61)的泄压压力大于所述出口管(7)的泄压压力。
10.根据权利要求7所述的一种高温高压泵，其特征在于，所述第四减压阀(64)的泄压压力小于所述叶轮(14)输送介质的压力。
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