DSJH型单级双吸两端支承式流程泵的结构及零部件的设计特点

DSJH型单级双吸两端支承式流程泵的结构及零部件的设计特点

烟台恒邦泵业有限公司山东省烟台市牟平区264100

摘要:文章对DSJH型单级双吸两端支承式流程泵的结构及拆卸和装配时的注意事项进行了详细的描述,并具体分析了泵的零部件的设计特点。

关键词:DSJH型单级双吸两端支承式流程泵结构拆卸注意事项零部件的设计特点

一、概述

DSJH型系单级双吸两端支承式流程泵,主要用在石油精制、石油化工、煤化工和其他地方输送不含固体颗粒的石油及其产品。根据使用条件不同,其泵的主要零件、部件的材料规定有五种:S-1、S-4、S-6、C-6、A-8,除了上述五种材料外,用户还可以选用API610规范规定的其余六种材料,但需与制造厂协商。本系列泵的性能参数范围:流量:Q=95~1740m3/h扬程:H=38~280m

使用温度:t=-45℃~+450℃(特殊需要可到-196℃)

型号说明:DSJH4×6×13L-A,DSJH4×6×13H——

DSJH——单级双吸两端支承式离心流程泵

4——泵排出口直径(英寸)

6——泵吸入口直径(英寸)

13——叶轮最大直径(英寸)

L、H——叶轮型式代号

A——叶轮切割次数,即第一次切割

二、泵结构

1、结构型式----中心支承,承受压力5.0/10MPa,承受最高温度450℃。

泵壳径向剖分,特别适用于输送高温高压以及易燃、易爆或有毒的液体,其安装方式为水平中心线支承,把热胀冷缩产生的变形及位移降低到最低限度;部分大规格两级泵泵体底部设限位块及导向键,防止泵变形影响泵运转的可靠性。整台泵的结构是符合API610标准的BB2型泵结构形式。

2、曲线特性----平坦、稳定、无驼峰

泵的流量-扬程关系曲线为无驼峰的稳定曲线,即从设计流量到零流量的扬程是稳定上升的,且上升量为设计扬程的1.1~1.2倍。泵具有一个优先选用的工作区,此工作区在最佳效率点流量的70%~120%范围内,额定流量点在最佳效率点流量的80%~100%范围内。泵在更换较大直径叶轮或调速后,在额定工况下,泵的扬程至少应能提高5%。

3、重工位设计、安全可靠

DSJH型泵采用中心支撑,轴承选用宽系列,承载能力强,轴承间距短;壁厚充裕,支撑面加筋增强刚性,底座坚固可靠,完全适用于流程中重工位苛刻的使用条件。

4、拆装方便、便于维护

泵体采用后开门结构(双吸两级泵体为前后开门结构)并采用加长膜片联轴器,拆卸、维护十分方便,特别对更换机械密封、轴承等易损件时不用拆卸管路与电机即可完成;同时膜片联轴器结构简单,不需要润滑和维护,抗高温,抗不对中性能好,可靠性高,传动扭矩大,泵运转平稳、安全。

5、轴承配置及润滑

泵两端为同样大小的轴承体,材料高于行业标准,采用止口配合定位,驱动端为深沟球轴承,非驱动端为大压力角配对角接触球轴承(压力角为40°),采用稀油润滑,大油池设计,可以保证轴承的长使用寿命;为了保证油品消耗后得到及时补偿,在轴承体上设计了在线补偿润滑油的恒位油杯,可以对润滑油的损耗进行及时自动补充;轴承体外铸有散热片,进行空气冷却,并设置鳍型管状油冷却器,直接与油接触进行冷却;轴承温升,采用铂热电阻进行温度测定,在线检测轴承温度。

6、轴承冷却

轴承体有三种冷却方式:散热片冷却(~120℃)、散热片与风扇联合冷却(120℃~250℃)、鳍型管水冷却(250℃以上);轴承温升,采用铂热电阻进行温度测定,在线检测轴承温度。

7、径向力平衡

泵体压水室采用双涡壳,以平衡泵的径向力;吸水室采用螺旋形吸入室,增加预旋,以提高抗汽蚀性能进水流道加分流板,以改善进口流动条件,消除噪音与回流,扩大泵的性能范围,适应不同工况。

8、轴向力平衡----双吸叶轮自动平衡轴向力(特殊情况下,可以设计成为单吸结构)

对于部分小规格泵,采用两级单吸叶轮面对面布置形式,单级泵采用双吸式叶轮结构,大规格两级泵首级叶轮为双吸叶轮,次级叶轮采用后密封环加平衡孔方式,可基本完全平衡轴向力,残余的轴向力由推力轴承承受。泵组轴承发热小,稳定性高,泵组使用寿命长。

9、强度计算----反复计算、裕量充足

泵壳壁厚进行反复计算,并采用三维软件进行强度分析,同时根据API610对泵安全性及可靠性的要求,壁厚均留有3~5mm的腐蚀余量。

10、端面密封-----耐高温、高压、腐蚀

过流部件各密封面间采用金属缠绕垫进行密封,泵在高温高压下仍能保证可靠密封无泄漏。

11、轴封方式----集装式机械密封,可满足单端面、双端面及串联结构

密封腔执行API610及API682标准,配用集装式机械密封,密封室端面的跳动量≤0.05mm,根据介质工况合理选型,泵盖上设冷却腔,机封冲洗及冷却方案执行API682标准。

12、运转间隙

泵体密封环和叶轮密封环均为可更换的标准件,两者良好的匹配由材料及其硬度不同来保证(摩擦表面硬度HB≥400且硬度差HB≥50),运转间隙执行API610标准,充分考虑泵送温度、吸入条件、液体的性质、材料的热膨胀及咬合特性等。

13、水力设计

应用国际上最先进的CFX流体仿真分析软件开发设计高效率水力模型,通过对泵流场、温度场和强度、热变形、断裂、转子动态等特性的分析,保证达到API610标准要求的高效率和高可靠性,泵组高效区宽,最大程度地满足了离心泵在设计工况与非设计工况下运行的效率和可靠性要求,达到国际先进水平。

14、暖泵系统-----保证机组正常启动

依据泵送介质温度不同,可设置暖泵系统,以使泵定、转子温度变化均匀,保证泵顺利启动,而不致引起定、转子因变形而抱死。泵开启时,如果输送介质温度高,造成泵内骤热,使泵内部和外部温差大,而产生不同的热膨胀;泵关闭时,在泵内剩余温度高的液体,由于泵体冷却不均使泵内液体产生温度差,温度低的液体比重大,故沉到泵底部,温度高的上升到泵上部,故在泵体上下部产生温差,以至产生不同的热膨胀而使定子和转子发生干涉甚至抱死。故当输送介质温度超过95℃时,推荐对泵采取暖泵措施,暖泵温升为40~50℃/h。

三、泵的拆卸及装配注意事项

DSJH型系单级双吸两端支承式流程泵的结构复杂,在拆卸及装配时需要注意以下几点:

1、当泵拆卸时,要进行零件分类,所有零件必须做标记,并把小的零件放到单独的箱中。泵端联轴器与轴配合是锥形的,只要拧下联轴器螺母,联轴器是很容易卸下来。在拆卸轴承体结合部时,先用吊绳吊起结合部,首先拆防尘盘的小内六方螺钉和几个轴承压盖。对滚动轴承的泵再把轴承体从托架上卸下来,轴承仍留在轴上,然后拧下轴承套的紧定螺钉,将轴承套和轴承一起从轴上滑出来。

2、DSJH型流程泵的轴封采用的是筒式整体结构的机械密封,它不必解体就可以成套地从泵轴上卸出,机械密封压盖装有静环部分和一个压盖节流衬套,在机械密封发生事故时,节流衬套可以阻止大量泄漏,机械密封压盖是用双头螺栓紧固在泵盖上,与泵盖之间加垫密封。机械密封轴套用螺钉定位并传动扭矩,比较大的泵用键传动扭矩。

3、拆卸泵两端托架及泵盖,把泵盖从泵轴中移出,并将其装密封部分朝上放在工作台上。如果有水冷夹套,各依次卸去腔盖固定环和带有两个O形密封圈的水冷腔盖,为了方便地将水冷腔盖从泵盖中卸下,需把泵盖倒在工作台上,堵住水冷腔中一个接口,然后从另一个孔向里加压缩空气,这样水冷腔盖将从泵盖上脱出。

4、拆叶轮时先卸叶轮螺母,拆卸叶轮密封环时,首先拧出骑缝螺钉,然后可以用两种方法拆卸密封环:一种是在车床上用车刀削掉;另一种是在铣床上用铣刀等分的各铣去一小段,然后把留下来的几段撬出。装时,骑缝螺钉不能拧得过紧,以防密封环凸起变形。

5、所有用过的缠绕垫及O形密封圈在重新装配时,必须更换新的。

6、滚动轴承加热到80~95℃装在轴上或轴承套上,装轴承压盖与推力轴承的轴向串量保持0.13~0.20mm,用其压盖垫或车削压盖接触面来调整。在装托架之前,必须在平台上检查两端面平行度,允差<0.05mm,方能把在泵盖上。

7、组装机械密封是很重要的环节,在装配过程中,静环和动环摩擦面不允许涂任何油,有的密封在装配过程中使用定位板,装配后必须拆掉,检查动环和静环的摩擦面,如果有划痕、斑点都需要修复,如果磨损面的损坏大于0.80mm就应更换新的。必须按机械密封使用说明书和剖面图仔细进行,特别是调整机械密封更为重要,接触压力太大,寿命短,接触压力不够就会有泄漏现象。

四、结语

根据上述泵零件的设计特点生产出来的DSJH型系单级双吸两端支承式流程泵,性能良好,特别适用于输送高温高压以及易燃、易爆或有毒的液体,可以在化工行业的生产中得到广泛的应用。

参考文献:

[1]成大先《机械设计手册》第四版第3卷北京:化学工业出版社2002.1

[2]关醒凡《现代泵理论与设计》北京:中国宇航出版社2011.4

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