[发明专利]一种用于多级双支撑泵的油封结构设计方法

说明书

本发明涉及一种用于多级双支撑泵的油封结构设计方法，在多级双支撑泵的转子与壳体之间设置可与转子联动配合的衬套，在衬套上设置螺旋槽式油封结构，经设计的油封结构的螺旋槽的反输流量Q₁大于泄漏流量Q，其中反输流量Q₁=u₁cos²α×ahi/2，并针对该要求对螺旋槽进行设计。利用上述螺旋槽衬套的设计方法，通过螺旋密封与静止的壳体之间狭小的螺旋槽，在转子运行过程中，带动螺旋衬套一起工作，使螺旋槽对液体形成一个沿轴反向推动力。

技术领域

本发明涉及一种用于多级双支撑泵的油封结构设计方法。

背景技术

储运油品装置中石脑油长输泵是一台双支撑的多级离心泵，该机泵安装在露天场所，境受自然影响较大，尤其是夏季高温加之太阳直晒，会使机泵外壳、轴承箱等裸露部件产生较大的温升，最终影响机泵的使用寿命，增加检修频次。

目前石化行业对生产装置周围的环境甚为重视，而渗油、漏油又是较为常见的缺陷。该泵为了防止轴承箱中的润滑油顺轴流出，采用较为原始的挡油、回油的结构形式。在户外高温状态中运行导致前后轴承振值加大，油档处配合间隙增加。现场周围大量油污的渗漏、滴落，导致每天需要安排人员进行清理、打扫。

该泵考虑到户外工作环境，在靠近轴头部位设置了散热风扇，风扇以开式叶轮的形式带动周围空气强制流动的情况下，往往容易形成区域内低压状态，压差致使润滑油容易以窜漏、渗漏、飞溅扩散等形式顺轴泄露出轴承箱。

为了防止润滑油泄露，分别采用接触型或者非接触型的方式进行油档的试验，以判定消缺效果。因此根据润滑油密封机理方式可以采取以下方式：①填塞或者阻塞；②分隔或者间隔；③引出或者注入；④疏通或者阻流。

根据该泵设计结构，在其轴头处存在一个风扇以增加空气的流动，强制进行散热会使风扇运动区域产生压降，导致轴承箱内压力(常压)略高于外侧，以防止最终依旧存在的泄漏量顺轴流出，保留了使用羊毛毡进行轴端接触式密封。使用节流和迷宫密封的形式，还是会有微量的泄露存在，通过设置羊毛毡以及回油孔，可以从理论上消除这部分微量泄露，但长期工作过程中的工况因素以及羊毛毡吸油饱和，使润滑油继续外泄，影响环境。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于多级双支撑泵的油封结构设计方法。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种用于多级双支撑泵的油封结构设计方法，在多级双支撑泵的转子与壳体之间设置可与转子联动配合的衬套，在衬套上设置螺旋槽式油封结构，经设计的油封结构的螺旋槽的反输流量Q₁大于泄漏流量Q，其中反输流量Q₁＝u₁cos²α×ahi/2，其中u₁为螺旋的圆周速度，该螺旋槽的设计方法如下：

第一步、确定相对槽宽u、相对槽深v以及密封间隙s；

第二步、根据密封间隙s以及相对槽深v获取槽深h，h＝s(v-1)；

第三步、确定螺旋头数i以及螺旋导程S；

第四步、根据S＝πdtanα获取螺旋角α，其中d为密封直径；

第五步、根据a＝πudtanα/i获取螺旋槽宽a；

第六步、根据b＝π(1-u)dtanα/i获取齿宽b。

泄漏流量Q通过获取，其中Δp为储油侧与空气侧压差，μ为流体粘度，c＝h+s，L为密封长度。