一种液下泵集装式轴密封装置的制作方法

本发明涉及轴密封，具体为一种液下泵集装式轴密封装置。

背景技术：

1、液下泵广泛应用于化工、污水处理、环保给排水等工况环境，主要依靠内置机械密封实现泵轴与泵体之间的介质封堵，机械密封的密封可靠性直接决定液下泵整机运行稳定性与现场生产环境。

2、现阶段市面上常规液下泵普遍采用散装分体式机械密封结构，装配作业时需要拆分泵体各零部件，将动静密封环、弹性补偿件、密封垫片逐一依次套装在泵轴外部，整套密封装配工序繁琐，装配精度高度依赖操作人员实操水平，极易出现密封件装配错位、预压缩量失衡等问题；后期检修更换密封件时必须整体拆解泵壳、下部过流零部件与周边附属结构，拆装步骤繁杂、拆解工作量大，维保耗时久、人工检修成本居高不下。

3、常规液下泵机械密封多布置在泵安装基准面上方位置，缺少针对性的渗漏拦截与储水回流配套结构，在介质腐蚀、轴端长期振动磨损作用下，机械密封端面容易出现间隙渗漏，一旦密封失效发生介质泄漏，渗漏介质缺少收纳空间，极易沿着泵轴向上溅射，顺着轴体缝隙窜入上部联轴器与电机内部，腐蚀电机绕组与传动零件，轻则造成泵体故障停机，重则引发介质外泄污染周边生产场地，带来物料损耗与环保隐患。

4、传统液下泵用于汇集渗漏介质的腔体依托支架腔体局部钻孔形成狭小流道，回水空间受支架结构限制，腔体容积偏小，仅能承接微量缓慢渗漏工况，如若机械密封突发大面积破损、瞬时大流量泄漏时，狭小腔体无法快速容纳短时间涌入的大量积液，积液来不及经由预留小孔回流至泵体内部，液面快速抬升后便会出现介质漫溢上窜的现象，依旧无法从根源规避介质向上侵染驱动部件的缺陷。

5、同时常规结构没有在机械密封上端配套设置专用挡水部件，缺少轴向空间分隔结构，泄漏介质缺少物理拦截屏障，向上窜升路径通畅，分隔防护功能缺失进一步放大渗漏带来的负面影响，并且老式泵体无分段快拆式装配布局，但凡密封故障检修，全段泵体结构大多需要分体拆卸，设备停机检修周期长，整体结构在密封故障容错性、维保便捷性、泄漏介质回收能力上均存在明显短板，难以适配恶劣介质工况下长时间连续稳定运行的使用需求。

6、为此，本发明提出一种液下泵集装式轴密封装置。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种液下泵集装式轴密封装置，以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种液下泵集装式轴密封装置，包括泵壳，所述泵壳上方依次装配有电机、联轴器、泵轴以及轴套，所述泵壳上端固定安装镂空支架，所述镂空支架为周向侧壁镂空贯通的框体结构，所述镂空支架的内腔下沉嵌装有集装式密封件；所述泵轴外壁套装有甩水环，所述甩水环位于集装式密封件轴向正上方，所述泵壳上成型有半封闭的回水区，所述回水区与甩水环位置相对应，所述回水区为渗漏介质常态下的主要汇集区域，所述镂空支架外周卡扣装配两片对合式防护罩，所述防护罩包覆在镂空支架外侧，并对镂空支架形成封闭围挡，所述镂空支架内部、回水区上方形成溢流缓冲腔，所述泵壳上开设有回水孔，所述回水孔布置于溢流缓冲腔内，所述回水孔连通溢流缓冲腔与泵壳内部介质腔，所述集装式密封件向上渗漏的介质被甩水环拦截并优先导入回水区内汇集，当所述集装式密封件大量泄漏，介质超出回水区容纳量或介质飞溅进入溢流缓冲腔时，溢流缓冲腔内的介质经由回水孔回流汇入泵壳内部输送流道，所述联轴器下端面与所述甩水环上端面之间、所述防护罩顶端内侧位置安装有可拆卸式分隔板。

3、优选的，所述防护罩中部设有自适应扩容件，所述自适应扩容件对应溢流缓冲腔嵌装在防护罩侧壁上，所述自适应扩容件能够在溢流缓冲腔内部水压驱动下向外形变。

4、优选的，所述防护罩中部开设有镂空区域，所述自适应扩容件包括扩容支架与弹性膜片，所述扩容支架对应罩设固定在防护罩的镂空区域外侧，所述弹性膜片的四周边缘密封固定在扩容支架内侧壁、并封闭防护罩的环形镂空区域。

5、优选的，所述防护罩中部的镂空区域设置为沿其圆周均匀分布的若干独立镂空区，所述扩容支架内侧对应成型有与独立镂空区数量相适配的若干独立封闭腔位。

6、优选的，所述弹性膜片设置为多块，多块所述弹性膜片与各独立镂空区一一对应装配，每块弹性膜片独立封闭对应的独立镂空区，且各弹性膜片能够单独受压向外形变扩容。

7、优选的，所述弹性膜片均包括内膜片与外膜片，所述内膜片与外膜片相互配合形成双层防护结构。

8、优选的，自然常态下，所述内膜片与外膜片之间预留中空缓冲间隙，介质升压时，所述内膜片优先受压形变并贴合外膜片，实现水压缓冲与容积扩容，当所述内膜片破损失效时，外膜片能独立形成密封防护，避免介质外泄。

9、优选的，所述集装式密封件为螺纹装配式集装机械密封，其集成动静密封环、弹性补偿件与密封垫圈，整体模块化预装后嵌装于镂空支架内腔。

10、优选的，所述甩水环为中部开孔的碟形环状结构，甩水环内圈紧配套设在泵轴外壁，碟形环面朝下朝向所述集装式密封件布置。

11、优选的，所述可拆卸式分隔板外缘设装配耳孔，所述可拆卸式分隔板经由紧固件锁紧限位在防护罩上端内侧、联轴器与甩水环的中间夹层位置。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

13、1、通过下沉式布置的集装式密封件搭配机封上侧布设的碟形甩水环、半封闭导流回水区、镂空框体式支架与上端可拆卸分隔的组合结构，区别于现有技术甩水环设于机封下端、机封布置在安装面之上的常规方案，实现渗漏介质前置导流阻隔、溢流介质密闭缓冲回收的分层拦截效果，大幅提升密封突发大面积泄漏工况下溢流介质收容能力，有助于从源头阻断渗漏介质径直向上侵入联轴器与电机腔体，改善传统支架腔体仅开设细小回水通道、无前置导流结构，微量渗漏也易向上漫溢、大泄漏瞬间介质直冲上部组件的固有缺陷，本方案摒弃传统支架腔体局部开孔回水形式，采用镂空支架搭配独立溢流缓冲腔结构，在不增大泵体整机外形尺寸的前提下，为大量溢流介质提供独立缓冲空间，溢流介质可通过回水孔平稳回流泵壳内部，大幅降低介质外泄污染现场的概率，从分层导流、分级缓冲两方面补齐老式液下泄漏防护短板。

14、2、通过螺纹预装模块化的集装式密封件下沉嵌装在镂空支架内腔的结构设计，实现机械密封出厂预装成型、整机装配与后期维保免拆泵体的使用效果，提高了机械密封装配的标准化程度与装配精度，有助于规避传统散装式密封现场逐件组装带来的装配错位、压缩量失调的装配隐患，改善了老式散装密封拆装必须全部分解泵壳、过流部件，维保工序冗长、人工成本高昂的弊端。整套密封总成出厂前便完成动静环、弹性补偿件、密封垫圈的预紧限位，压缩量与密封间隙提前校准锁定，装配时仅需从支架上端旋入固定即可完成安装，后期检修时只需拆除上部防护罩、分隔板即可向上抽出整套密封件，无需拆解泵体下部结构，有效缩短设备停机检修时长，适配化工、污水工况连续生产的使用需求，显著降低设备运维的人工与物料损耗。

15、3、通过布置于集装式密封件正上方的碟形甩水环配合半封闭回水区的组合拦挡结构，实现渗漏介质离心分流、前置导流阻隔的双重效果，提高泄漏介质分流阻隔效率，有助于在密封出现渗漏故障时，对向上窜升的介质进行物理导流限位，改善常规液下泵无前置导流构件，渗漏介质无约束竖直上窜侵入上部驱动组件的问题。甩水环随泵轴同步高速回转，密封渗出介质滴落至碟形盘面后，依靠碟面导向与离心力向四周分散，再经由半封闭回水区导流阻挡，常规微量渗漏介质无法越过回水区向上蔓延；仅密封大面积破损时，超量飞溅介质才会进入溢流缓冲腔集中收纳，配合回水孔定向回流，持续避免介质沿泵轴缝隙浸染电机绕组，延长上部传动、动力部件使用寿命，减少介质腐蚀引发的非计划停机故障。

16、4、通过在防护罩侧壁增设由扩容支架与整圈一体式弹性膜片组成的自适应扩容件，扩容件对应溢流缓冲腔布置，依靠溢流缓冲腔内部水压实现被动弹性扩容、泄压自动回缩复位的自适应效果，提高溢流缓冲腔容积随溢流介质流量动态适配能力，有助于瞬时超大泄漏涌入缓冲时快速扩充储纳空间，改善溢流缓冲腔固定容积、大流量溢流介质来不及回流便越过分隔板上窜的缺陷。常态微量渗漏工况下，介质被回水区导流阻隔，溢流缓冲腔水压偏低，弹性膜片保持贴合不鼓胀，整机结构紧凑，无需为极端泄漏额外加大防护罩外径；当大量介质越过回水区涌入溢流缓冲腔、腔内水压抬升时，介质推动膜片向外形变扩容，溢流量越大形变量越大，为回水孔回流预留充足缓冲时间；积液排空、水压下降后膜片依靠橡胶弹性自动复位，整套机构无需电控、机械驱动，结构简洁稳定。

17、5、通过将一体式弹性膜片拆分为多块独立分片式膜片、匹配溢流缓冲腔多组独立镂空腔位的分布式结构，同时将单片膜片升级为带中空缓冲夹层的内外双层复合结构，实现单块膜片独立承压形变、内层破损外层冗余密封防护的效果，提高溢流缓冲腔扩容机构整体故障容错性与使用寿命，有助于分摊腔内水压、降低单块膜片疲劳磨损，改善整圈单片膜片单点开裂即整体报废、需整体更换配件的弊端。分片结构将溢流缓冲腔水压分摊至各独立膜片，单块承压更小、形变均匀；双层膜片常态预留缓冲间隙，溢流时内层优先承压扩容，内层腐蚀破损后夹层缓冲泄压，外层可独立密封镂空区域，单块损坏仅单独更换对应膜片，无需整体更换扩容组件，在不增加整机体积的前提下延长机构使用寿命，降低配件更换与停机损耗。