CN201391476Y - 叶轮式高压气力输送泵的磨损自动补偿密封及自气化装置 - Google Patents

Abstract

一种叶轮式高压气力输送泵的磨损自动补偿密封及自气化装置，它包括机架，其特征在于所述机架上安装有电动机与减速机和变径管组合，喷管的一端接压风管，喷管带喷嘴的一端伸入变径管组合的内腔，空腔形成料气混合室，泵体安装在变径管组合上，该泵体的顶端为进料口，下方气化气嘴正对着变径管组合的内腔；料气混合室的传动轴通过联轴节与泵体的转轴相连。它具有磨损缝隙自动补偿功能的密封装置，解决了常规旋转供料器只能进行低压短距离稀相输送的现状，成为可使用高压气源对物料作大流量长距离输送的新型叶轮式高压输送泵。

Description

叶轮式高压气力输送泵的磨损自动补偿密封及自气化装置

技术领域

本实用新型涉及一种叶轮式高压气力连续输送泵的密封及自气化装置，特别是能形成可靠密封的叶轮式高压气力输送泵的磨损自动补偿密封及自气化装置。

背景技术

现今应用较广的可进行长距离较大容量输送的气力输送发送装置是各种类型的大小仓泵。仓泵存在着输送不连续、不稳定，系统配置复杂的缺点，导致其效率低下，能耗偏高。据西安建筑科技大学粉体工程研究所资料，属于间歇式输送的单仓泵，效率只有连续输送设备的50％，能耗高35％；属于半连续输送的双仓泵，效率是连续输送设备的75％，能耗高13％。

已有的一种能连续输送的发送设备是螺旋输送泵，它在运行时会发生整体性大范围的剧烈摩擦，功率消耗很大，主要部件磨损很快，已开始逐步退出市场。具有连续输送能力的另一种发送设备是低压旋转供料器，该类设备不具备内部的高密封性能，不能使用高压气源，因此只能做短距离的稀相输送，输送能耗高，磨损较快。

在该类设备的工作流程中，叶轮下部的混合室为高压环境，叶轮上部的进料口为常压环境。叶轮的上部和下部存在着压差。这时就要求叶轮的上部和下部之间进行严格的密封，使上下隔绝，否则下部的高压气体和粉状颗粒会透过叶轮与泵壳之间的缝隙向上喷涌，阻止物料下落，并会造成叶片与机壳的快速磨损。因此在叶轮与壳体之间必须具有动态条件下的严格密封性能，才能使用高压气体进行输送。而使用压力高的气体，是进行大流量、长距离物料输送的必要和充分的条件。有的旋转供料器虽然设有内忖但仍无力弥合随机产生的缝隙。如果缺少可靠密封，下部高压气体向上部常压区泄漏的通路有两个，一个是从叶轮径向沿叶片的边缘与壳体(内衬)之间的缝隙泄漏，另一个是从叶轮端面板与泵壳之间的缝隙泄漏。

发明内容

本实用新型设计了一种叶轮式高压气力输送泵的磨损自动补偿密封及自气化装置，它可使旋转供料器内部形成可靠的动态密封。此密封功能解决了旋转供料器与高压气源进行配套的问题，使低压旋转供料气变革为可对物料进行大流量、长距离、高效率、低能耗连续输送的高压叶轮泵，其内部摩擦较之螺旋输送泵大大减轻，解决了仓泵、螺旋泵、旋转供料器存在的主要问题。该泵还具备自动气化功能，以减小物料启动的阻力和防止启动阶段的堵管危险。

它包括机架50，在该机架50上安装有电动机与减速机90和变径管组合60，喷管70的一端接压风管80，空腔形成料气混合室40，喷管70带喷嘴的一端伸入料气混合室40的内腔，泵体30安装在变径管组合60上，该泵体30的顶端为进料口100，下方气化气嘴25正对着变径管组合60的内腔；料气混合室40的传动轴通过联轴节7与泵体30的转轴相连。泵体30的叶轮27的叶片分隔出多个叶轮小仓，泵体30包括两侧动态密封机构和端面密封机构，泵体30的叶轮小仓下方安装有气化气嘴25。

动态密封机构是阻止径向泄漏的密封装置，它在泵体30两侧，在泵体30两侧外壳上各开一个空腔，在每个空腔内放置一个密封舱，密封舱的结构部件由外向内依次是侧盖板23、测量螺栓22、弹力元件16、推板17、密封瓦18；侧盖板23是侧盖板形成外壳的一部份，侧盖板与推板之间为具有一定空间的气室，气室中还装有一组固体弹力元件，弹力元件一头为侧盖板23，一头为推板17，侧盖板23上各装有一根压缩气体接头20；

密封瓦18由橡胶层和耐磨材料层复合而成，耐磨层表面呈孤形，与叶轮的叶片边缘紧密接触，不留缝隙。

所述端面密封机构是阻止泵两端产生泄漏的密封机构，它由外向内依次是弹簧压圈1、大端盖2、测量螺栓10、端面弹簧12、压紧环14和端面密封环15，大端盖2是形成泵体30的一部份，弹簧压圈1和压紧环14之间为端面气室13，端面弹簧12沿圆周装设；大端盖2上装有端面气室压风接头24，导入的可调压缩气体，在端面气室13内与端面弹簧12共同形成复合弹力加压补偿单元，压力指向压紧环，再传递到密封环，使密封环沿圆周环面与叶轮两端面板紧密接触，阻止气体或混合流的泄漏。大端盖2上也装有探测螺栓10以及时掌握密封环的损耗程度。

泵体30还设有一根泄压管26。

有了上述两处严格密封的保障，粉料就可以免除下部气体压力的向上作用力，顺利地从叶轮小仓落入下部的料气混合室。料气混合室的上部接近叶轮处设置了气化气嘴喷向下落的粉体，使粉体得到初步气化，气化粉体可减小在管道中的输送阻力和防止堵管。喷出的气体还可将叶轮小仓中的物料吹扫干净，避免物料受叶轮转动惯量的阻滞而残留在叶轮小仓中无法卸出，导致泵的输送效率降低。

附图说明

图1为本实用新型的正面结构示意图；

图2为泵体正剖面图；

图3为泵体平剖面图；

图4为泵体横断面图。

其中：30、泵体，40、料气混合室，90、电动机与减速机，50、机架，60、变径管组合，70、喷管，80、压风管，25、气化气嘴，7、联轴节，100、进料口

1、弹簧压圈2、大端盖3、叶轮端面板4、轴承5、轴承前密封圈6、键，8、轴承透盖螺栓9、轴承透盖10、探测螺栓孔11、轴承后密封圈12、端面弹簧13、端面气室14、压紧环15、端面密封环16、弹簧17、推板18、密封瓦19、主轴20、压风管接头21、气室22、探测螺栓孔23、侧端盖24、端面气室压风接头25、气化气嘴26、泄压管27、叶轮28、叶轮小仓29、轴承闷盖

具体实施方式

如图1-4所示，它包括机架50，在该机架50上安装有电动机与减速机90和变径管组合60，喷管70的一端接压风管80，喷管70带喷嘴的一端伸入变径管组合60的内腔，空腔形成料气混合室40，泵体30安装在变径管组合60上，该泵体30的顶端为进料口100，下方气化气嘴25正对着变径管组合60的内腔；料气混合室40的传动轴通过联轴节7与泵体30的转轴相连。泵体30的叶轮27的叶片分隔出多个叶轮小仓，泵体30包括两侧动态密封机构和端面密封机构，泵体30的叶轮小仓下方安装有气化气嘴25。

本实用新型设置了两套针对性的密封装置以对两个泄漏通路进行有效封堵。一套是阻止径向泄漏的密封装置。该装置在泵体30两侧，在泵体30两侧外壳上各开一个空腔，在每个空腔内放置一个密封舱，密封舱的结构部件由外向内依次是侧盖板23(侧盖板形成外壳的一部份)、测量螺栓22、弹力元件16、推板17、密封瓦18。侧盖板与推板之间为气室，具有一定空间。气室中还装有一组螺旋式弹簧。弹簧一头为侧盖板23，一头为推板17。侧盖板23上各装有一根压缩气体接头20，将调好压力的气体导入气室。密封瓦18由橡胶层和耐磨材料层复合而成，耐磨层表面呈孤形，与叶轮的叶片边缘紧密接触，不留缝隙。气室的压缩气体与弹簧组合成为复式弹力自动补偿单元。它第一能使密封瓦与叶轮保持动态的紧密接触；第二能及时自动弥合因叶片边缘和密封瓦的耐磨层磨耗所出现的缝隙，发挥动态补偿功能；第三它具有良好的随机伸缩性，可防止夹死叶轮。为了及时掌握密封瓦耐磨层的损耗程度，还在侧盖板23上装有两只探测螺栓22。另一套是阻止泵两端产生泄漏的密封机构。它的构成部件由外向内依次是弹簧压圈1、大端盖2(它形成泵的一部份)、测量螺栓10、端面弹簧12、压紧环14和端面密封环15。弹簧压圈1和压紧环14之间为端面气室13，端面弹簧12沿圆周装设。大端盖2上装有端面气室压风接头24，导入的可调压缩气体，在端面气室13内与端面弹簧12共同形成复合弹力加压补偿单元，压力指向压紧环，再传递到密封环，使密封环沿圆周环面与叶轮两端面板紧密接触，阻止气体或混合流的泄漏。大端盖2上也装有探测螺栓10以及时掌握密封环的损耗程度。密封环由耐磨材料制成。

泵体30还设有一根泄压管26。联轴7节内含键6、主轴19与联轴节7相连。叶轮27两端的轴承4有密封圈11、5进行密封，在经历一定时间运行后，粉体较易透过密封圈11进入轴承。轴承透盖9通过轴承透盖螺栓8固定在泵体30，通过轴承透盖9和轴承闷盖29接有压风管接头20，将带压气体导入轴承腔内提高其密封的可靠性。

大端盖上还安装有另外一个压风接头，其出口通向由大端盖和叶轮端面板构成的空腔。

泵体两侧和两端部设有高耐磨密封材料制作的密封瓦和密封环，密封瓦和密封环由复合弹性自动自动补偿机构支持，使密封元件与叶轮叶片之间产生的磨耗缝隙得到自动补偿.其补偿程度可由探测螺栓进行探测.弹性自动补偿机构并能防止叶轮被夹死停转。混合室之间的气嘴对即将开始输送的物料先行气化和对叶轮小仓进行清扫。密封瓦是由橡胶层和耐磨密封材料层构成的复合构件，也可以是多层材料层构成的复合构件。橡胶层可用其它弹性材料层替代，耐磨密封层的材料可由柔性，柔性偏刚，刚性偏柔和刚性的耐磨材料形成。端面密封环可由复合材料制成或单一耐磨材料制成。耐磨材料可为柔性，柔性偏刚，刚性偏柔和刚性材料。由于有高弹力的自动补偿机构的支持，密封瓦也可由单一耐磨材料制成，周边缝隙采用密封剂，密封脂等密封材料密封。

复合弹性缝隙自动补偿机构由压缩气体、固体弹力元件和其它附件构成。压缩气体为可调或不可调。固体弹力元件可以是弹簧或其它具有弹力的元器件。数量可是一个也可以是多个。其它附件配合弹力单元工作，附件数量、外形和作用可以有多种设计。容纳压缩气体的容器可以是气室也可以是其它形式容器，如：囊、袋、包等。其压力介质也可以是其他流体。复合弹性自动补偿机构的弹性单元可以简化成单一的弹性单元，即单一的压缩流体单元或固体弹性单元。复合弹性自动补偿机构的探测螺栓为人工探测工具，也可是机械、电子或物理等其他种类的探测手段。叶轮下方设置气化气嘴，其数量可以是零、一个或多个；有多个方向可以选择，方向可有多向或单向。气嘴气体压力为可调或不可调。气化气嘴的出口朝向叶轮27的叶轮小仓，入口通过输气管与高压气源相连。

有了上述两处严格密封的保障，粉料就可以免除下部气体压力的向上作用力，顺利地从叶轮小仓落入下部的料气混合室。料气混合室的上部接近叶轮处设置了气化气嘴喷向下落的粉体，使粉体得到初步气化，气化粉体可减小在管道中的输送阻力和防止堵管。喷出的气体还可将叶轮小仓中的物料吹扫干净，避免物料受叶轮转动惯量的阻滞而残留在叶轮小仓中无法卸出，导致泵的输送效率降低。在以上两个密封机构的保障下，以自重在叶轮27下方下落的物料就不会出现因料气混合室40中的高压气体向上泄漏而受阻的现像，顺利地进入料气混合室40。在料气混合室40上方的气化气嘴25里喷出的带压气流可迅速的将物料气化并加速进入料气混合室40，装载物料的叶轮小仓28也被吹扫干净。在料气混合室40中的初步气化物料，由连接到气源高压风管80的喷管70喷射出的高压气流的吹送被彻底流态化，并被推送到变径管组合60，经变径加压后进入输料管输送到目的地。

其中：输送物料由泵体进料口进入叶轮27的叶轮小仓28，叶轮27由小型电动机(2.2-4KW)和摆线针轮减速器90带动慢速旋转(最大33rpm/min)。物料由叶轮27带动至泵体30下半部以自重下落。由泵体30两侧压风管接头20导入侧密封气室21的可调压缩气体及加压弹簧16，对推板17施加压力并将压力传导到密封瓦18，使密封瓦18与叶轮27的叶片边缘紧密接触，形成了隔绝泵体上下两部份的动态密封机制。由于可调压缩气体与弹簧16具有良好弹性，确保叶轮27在动态密封条件下能旋转自如。压缩气体由主气源提供，经减压阀或调压器把压力调节到合适的大小，经运转检验后对压力加以固定。经过持续运行，密封瓦18与叶轮27的叶片边缘均会有所磨损，此时压气与弹簧16的合力可动态地对密封瓦房18和叶片间因磨损而出现的缝隙加以弥合，令密封瓦18始终与叶片边缘保持接触的紧密，维持良好的密封环境。弹簧16的规格和数量由试验确定。密封瓦18是橡胶层和耐磨密封材料层的复合部件，一般由硫化加热粘合，粘结可靠。耐磨密封材料的选用由具体输送对象，输送的工作制度来决定(是间歇输送还是连续不断的输送)。橡胶层作耐磨层的缓冲层并对密封瓦18四周间隙进行密封。

为了掌握密封瓦18的磨损程度，在运行中可以随时以安放在探测螺孔中的探测螺栓22进行探测了解，记录在案。高压气流经喷管的喷嘴射向进入料气混合室的物料，物料沿高压气流流动方向经变径管进入输料管输送到目的地。叶轮由小型电动机和减速机直接带动。

本新型叶轮泵可与流态化浓相助推管路系统、双套管紊流浓相系统、低速料栓浓相助推系统等输送方式对接形成大流量、长距离的低速输送系统。叶轮泵的系统配置十分简单，单台泵系统只用按钮就可完成操作，多台泵和远程系统只需简单的PLC控制。本新型叶轮泵也可用低压气源进行物料的短距离稀相输送。

它具有磨损缝隙自动补偿功能的密封装置，一举解决了常规旋转供料器只能进行低压短距离稀相输送的现状，成为可使用高压气源对物料作大流量长距离输送的新型叶轮式高压输送泵。它的连续输送方式和简单的系统配置解决了仓泵低效率高能耗和配套系统过于复杂的问题，解决了螺旋式输送泵高功耗与巨大的磨损问题，新型叶轮式连续输送泵为有关行业提供了有效和简单的输送方式，为他们降低投入，降低输送成本提供了一个新的选择。

Claims (6)

1、一种叶轮式高压气力输送泵的磨损自动补偿密封及自气化装置，它包括机架(50)，所述机架(50)上安装有电动机与减速机(90)和变径管组合(60)，喷管(70)的一端接压风管(80)，空腔形成料气混合室(40)，喷管(70)带喷嘴的一端伸入料气混合室(40)的内腔，电动机与减速机(90)的传动轴通过联轴节(7)与泵体(30)的转轴相连；泵体(30)安装在料气混合室(40)上方，该泵体(30)的顶端为进料口(100)，泵体(30)的叶轮(27)的叶片分隔出多个叶轮小仓，其特征在于所述泵体(30)包括两侧动态密封机构和端面密封机构，泵体(30)的叶轮小仓下方安装有气化气嘴(25)。

2、如权利要求1的一种叶轮式高压气力输送泵的磨损自动补偿密封及自气化装置，其特征在于所述动态密封机构是阻止径向泄漏的密封装置，它在泵体(30)两侧，在泵体(30)两侧外壳上各开一个空腔，在每个空腔内放置一个密封舱，密封舱的结构部件由外向内依次是侧盖板(23)、测量螺栓(22)、弹力元件(16)、推板(17)、密封瓦(18)；侧盖板(23)是侧盖板形成外壳的一部份，侧盖板与推板之间为具有一定空间的气室，气室中还装有一组固体弹力元件，该弹力元件一头为侧盖板(23)，一头为推板(17)，侧盖板(23)上各装有一根压缩气体接头(20)；泵体(30)还设有一根泄压管(26)。

3、如权利要求2的一种叶轮式高压气力输送泵的磨损自动补偿密封及自气化装置，其特征在于所述密封瓦(18)与叶轮(27)的叶片边缘紧密接触，不留缝隙。

4、如权利要求2的一种叶轮式高压气力输送泵的磨损自动补偿密封及自气化装置，其特征在于所述端面密封机构是阻止泵两端产生泄漏的密封机构，它由外向内依次是弹簧压圈(1)、大端盖(2)、测量螺栓(10)、端面弹簧(12)、压紧环(14)和端面密封环(15)，大端盖(2)是形成泵体(30)的一部份，弹簧压圈(1)和压紧环(14)之间为端面气室(13)，端面弹簧(12)沿圆周装设；大端盖(2)上装有端面气室压风接头(24)，导入的可调压缩气体，在端面气室(13)内与端面弹簧(12)共同形成复合弹力加压补偿单元，压力指向压紧环，再传递到密封环，使密封环沿圆周环面与叶轮两端面板紧密接触，阻止气体或混合流的泄漏，大端盖(2)上也装有探测螺栓(10)以及时掌握密封环的损耗程度。

5、如权利要求1或2的一种叶轮式高压气力输送泵的磨损自动补偿密封及自气化装置，其特征在于所述气化气嘴(25)的出口朝向叶轮(27)的叶轮小仓，入口通过输气管与高压气源相连。

6、如权利要求4的一种叶轮式高压气力输送泵的磨损自动补偿密封及自气化装置，其特征在于所述大端盖(2)上还安装有另外一个压风接头，其出口通向由大端盖(2)和叶轮端面板构成的空腔。

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