专利名称:带组合密封的灌注砂泵的制作方法
本实用新型涉及一种在石油、矿山、水电等部门广泛使用的砂泵，特别是石油钻井泥浆净化系统中使用的灌注砂泵。
根据水泵技术等文献介绍，目前国内外输送含有固相颗粒的液体介质所使用的杂质泵中，有砂泵，国内生产型号为PS型，国外有K5型，泥浆泵(包括灌注泵)有PNJ型和GZ型，灰渣泵有PH型，污水泵有PW型等。这些泵存在的主要问题是由于旋转和过流部件采用普通球墨铸铁制造，其硬度低，耐磨性差，在恶劣工作条件下寿命很低，以及密封件易磨损，密封处经常严重泄漏，需要频繁的维护修理，花费大量的人力物力。另外，这些泵体大笨重，消耗功率多，效率低，特别是石油钻井部门应用的杂质泵，其种类繁多，型号各异，泵与泵之间的互换性不强，因而给生产、使用、维修和供应等方面带来了很大困难。
本实用新型的目的在于提供一种具有高的耐磨寿命、良好的密封性能、消耗功率少和适应性强的砂泵。
本实用新型的灌注砂泵为侧面进水单吸悬臂式离心泵，包括由皮带轮、传动轴、支承轴承、泵托架组成的动力部分和由叶轮、泵壳组成的液力部分，液力部分和动力部分之间装有一套组合密封。密封置于泵轴和泵托架之间的密封腔内，左面靠近叶轮部分是聚胺脂密封挡圈，靠着密封挡圈依次装有2个骨架 有簧式唇齿油封和一个油环，油环后再安装一个骨架有簧式唇齿油封，然后是聚胺脂密封挡圈和油浸石棉盘根，最后用密封压盖压紧。本灌注砂泵还装有一套气推液储能器装置，对组合密封处强制润滑冷却并增强密封效果。该气推液储能器装有两个半筒，用法兰连结成整体，左半筒设有注油孔，使用时注满机油，并装有密封盖及手动阀门，在阀门出口处装有管接头，用塑料管接通到泵的密封腔外部出口处接头上，右半筒装有气嘴和压力表，中间是耐油橡胶隔膜。工作时，能使储油腔内机油带一定压力流入轴封密封腔。
本实用新型的灌注砂泵的叶轮和泵壳采用耐磨高铬铸铁制成，与目前通常采用的材料相比，耐磨损，因而降低了使用维修费用。另外，泵的动力输入轴上即可安装弹性联轴器，与电机直接相连，也可安装皮带轮，实现机械驱动，泵的排出口可变换6个方位，具有使用范围广、现场安装方便的效果。
本实用新型的灌注砂泵由于采用了耐磨高铬铸铁制造易损件，具有很高的使用寿命，较之目前使用的砂泵，其寿命可提高6～8倍。该泵的组合密封可以提供良好的密封效果，连续使用1000小时以上不泄漏，为普通密封方式的5～6倍。本实用新型除具有上述优点外，还具有体积小、重量轻、消耗功率少、适应性强的优点。
下面结合附图1和2所给的最佳实施例，对本实用新型做进一步描述。
图1是本实用新型的灌注砂泵的结构示意图。
图2是本实用新型的灌注砂泵的气推液储能器装置的工作原理图。
实施例中的灌注砂泵(参见图1)使用在钻井工程泥浆净化中，由弹性联轴器(或皮带轮)(1)、泵轴(2)轴承盖(3)、轴承(4)、泵托架(5)、轴承(6)、密封压盖(7)、油浸石棉盘根(8)、聚胺脂挡圈(9)、油环(10)、骨架有簧式唇齿油封(11)、泵壳体(12)、叶轮(13)、吸入法兰(14)、底座(15)、气推液储能器装置(16)等组成。该泵中的泵壳和叶轮采用Cr15MO3型耐磨高铬铸铁制成。Cr15MO3型高铬铸铁是以碳、铬、钼为主要成分，在此基础上添加铜、钛、钒来弥补铸铁断口敏感性较大和耐蚀性较差等缺陷。这种材料硬度高，组织细密、抗磨粒磨损性能优异，在磨蚀工况下的使用寿命是铸钢的5～6倍，是球铁的6～8倍。本实施例中使用的高铬铸铁的具体化学成分范围是C＝2.6～3.2％，Cr＝14～16％，Mo＝1.8～2.2％，Cu＝0.8～1.1％，Si＝0.4～6％，Mn＝0.6～0.9％，V＝0.2～0.4％。本实施例中的组合式密封由两部分组成一部分是安装在密封腔内的组合密封本身，由聚胺脂密封挡圈(9)、骨架有簧式唇齿油封(11)、油环(10)、油浸石棉盘根(8)、密封压盖(7)组成。其安装顺序为左面靠近叶轮部分是聚胺脂密封挡圈，接着是两个骨架有簧式唇齿油封，油封后是油环，油环后再安装一个骨架有簧式唇齿油封，然后是聚胺脂密封挡圈和油浸石棉盘根，最后用密封压盖压紧。油封装配时，其密封方向对着被密封流体介质的压力方向；另一部分是气推液储能器装置，其作用是对组合密封处强制润滑冷却并增强密封。气推液储能器(参见图2)有两半筒分储油腔(18)和压缩空气腔(24)，用法兰连结成整体，左半筒储油腔上设有注油孔(20)、使用时，注满机油，储油腔上还装有手动阀门(19)、阀门出口处装有管接头，用塑料管线接通到泵的密封腔外部出口处接头上，右半筒压缩空气腔装有气嘴(23)和压力表(22)。两腔中间是耐油橡胶隔膜(21)。当从气嘴(23)打入空气时，被压缩的空气形成一定的压力(压力值根据需要由压力表〔22〕读数来控制)，推动中间隔膜(21)，迫使储油腔(24)内机油带一定压力流入密封腔，油流的压力和流量由阀门(19)来控制，这种结构的特点是(1)在油封前端附加一道耐油聚胺脂密封挡圈(9)，首先挡住泥浆中固相颗粒进入轴封腔，减缓液流压力和降低液流介质浓度，避免油封磨损，阻止泄漏；(2)三道骨架有簧式唇齿油封(11)，其密封方向都对着被封介质压力方向，在良好的润滑与冷却条件下，靠唇口的径向力，即单位圆周上油封对轴或轴套的箍紧力，封住泥浆介质，同时有簧式油封又能使唇口对轴或轴套有较好的追随性和补偿性，这样可获得理想的密封效果；(3)气推液储能装置能使带有一定压力〔(0.784～0.98)×105帕〕的油流向密封腔内，为密封接触面提供充分的润滑和冷却条件，使密封接触面之间形成稳定的润滑液膜，提高密封的抗干扰能力，减轻磨损，防止泄漏。与此同时，当轴某瞬间振动或轴套发生磨损而出现了密封间隙时，这种带压油流又能平衡、阻止含有固相颗粒的泥浆进入密封腔；(4)轴封的后边加一道密封圈(11)和油浸石棉盘根(8)，主要是防止由于外界空气的进入所造成的泵效降低，同时也起一定的阻泄作用。本实施例的灌注砂泵的排出口可绕中心。在周围六个方位上变化，以方便安装。
权利要求
1.一种带组合密封的抗磨灌注砂泵，包括由皮带轮、传动轴、支承轴承、泵托架组成的动力部分和由叶轮、泵壳组成的液力部分，并装有一套气推液储能器装置，其特征在于(1)其液力部分和动力部分之间有一套组合密封，密封置于泵轴和泵托架之间的密封腔内，密封腔的左面靠近叶轮部分是聚胺脂密封档圈，接着是两个骨架有簧式唇齿油封，油封后是油环，油环后再安装一个骨架有簧式唇齿油封，然后是聚胺脂密封档圈和油浸石棉盘根，最后用密封压盖压紧(2)其气推液储能器装置有两个半筒，用法兰连结成整体，左半筒设有注油孔，并装有密封盖及手动阀门，在阀门出口处装有管接头，用塑料管线接通到泵的密封腔外部出口处接头上，右半筒装有气嘴和压力表，中间是耐油橡胶隔膜。
2.根据权利要求
1所述的灌注砂泵，其特征在于该泵的泵壳和叶轮由耐磨高铬铸铁制成，高铬铸铁的化学成份为C＝2.6～3.2％，Cr＝14～16％，Mo＝1.8～2.2％，Cu＝0.8～1.1％，Si＝0.4～6％，Mn＝0.6～0.9％，V＝0.2～0.4％。
专利摘要
灌注泵和砂泵是石油钻井泥浆循环净化系统中不可缺少的设备。目前，灌注泵和砂泵使用中普遍存在的问题是密封部分易泄漏，旋转和过流部件易磨损。本实用新型的带组合密封的抗磨灌注砂泵采用了单向骨架有簧式唇齿油封、密封挡圈和油浸石棉盘根相结合的密封形式，加上气推液储能量器装置辅助密封，并对泵易损件的结构作了改进，使用抗磨高铬铸铁新材料，解决了上述问题。本灌注砂泵即可以用作灌注泵，也可以用作砂泵，达到了通用化和标准化。
文档编号F04D29/08GK87201944SQ87201944
公开日1988年6月15日 申请日期1987年2月17日
发明者赵友 申请人:辽河石油勘探局科学技术研究院导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan