用于聚乙烯轴流泵的机封冲洗自适应补偿系统技术方案

本发明专利技术属于轴流泵机封冲洗技术领域，具体涉及一种用于聚乙烯轴流泵的机封冲洗自适应补偿系统。本发明专利技术包括带有泵腔的泵体，泵体内布置有前端轴承，其特征在于：包括轴线铅垂布置的补偿式活塞缸，该补偿式活塞缸的回程腔位于进程腔上方处；进油补偿管路一端连通回程腔而另一端连通高速泵所在的前端冲洗管路，平衡管路一端连通进程腔而另一端连通前端轴承所在的润滑腔。本发明专利技术实现了冲洗中断后的冲洗液的即时在线补偿功能，从而确保泵腔内轴承的持续润滑及冷却效果，确保了高密度聚乙烯生产的安全性和持续性。安全性和持续性。安全性和持续性。

【技术实现步骤摘要】
用于聚乙烯轴流泵的机封冲洗自适应补偿系统


[0001]本专利技术属于轴流泵机封冲洗
，具体涉及一种用于聚乙烯轴流泵的机封冲洗自适应补偿系统。

技术介绍

[0002]环管反应器循环轴流泵是高密度聚乙烯也即HDPE工艺的核心设备，其运行状况直接影响整个装置的安全生产。轴流泵泵腔及密封腔压力高，介质极其危险，选用安全可靠的密封冲洗方案尤为重要。部分HDPE轴流泵采用Plan32+52冲洗方案；此时，要保证轴流泵安全长周期运行，除确保机械密封的安全性外，冲洗液能持续稳定的提供也是该轴流泵安全可靠运行的一个关键因素。
[0003]HDPE轴流泵为端进顶出的结构形式，泵体为长半径弯头与法兰焊接而成，法兰的压力等级为600lb。靠近叶轮的泵腔内配置作为前端轴承的滚动轴承，滚动轴承通过外冲洗液进行降温与润滑。工作时，由于冲洗液压力始终高于环管反应器内部压力，进而能有效的防止环管反应器中的带有固体颗粒的介质进入到轴承内。此外，如图1所示的，外部机械密封为承受高压的串联密封，中间的腔体通过缓冲液罐进行换热与润滑，机械密封内外机封端面、缓冲液罐全部是按照环管工艺最高承压来进行设计。一旦内侧机封端面泄漏，高压的冲洗液进入缓冲液罐，缓冲液罐液位上升，到达高液位后报警。当压力高到一定程度，缓冲液罐顶部的安全溢流阀开启，冲洗液溢流到火炬管路，可防止高压易燃易爆的冲洗液泄露到大气侧。在此过程中，现场操作人员会根据机封泄露程度选择及时中止工艺反应，如对轴流泵进行紧急停车操作。
[0004]在上述现有方案的基础上，其实际遭遇的问题在于：Plan32+52冲洗方案的冲洗液为环己烷，单台泵消耗量为1m3/h左右，两台泵的总冲洗量只有2m3/h左右，压力为4.5MPa以上，扬程约900m。该冲洗液只能通过高速泵来推动，而高速泵受高速齿轮箱、密封寿命的影响，存在出故障的可能。高速泵停机后，前端冲洗管路失去动力而自动中断，使得泵腔内的轴承得不到润滑与冷却，这会短时间内导致轴承出现迅速发热乃至刮伤、抱死等情况，严重影响装置的安全生产，且仅靠单纯的监控方式根本无法避免上述现象发生，亟待解决。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种用于聚乙烯轴流泵的机封冲洗自适应补偿系统，其实现了冲洗中断后的冲洗液的即时在线补偿功能，从而确保泵腔内轴承的持续润滑及冷却效果，确保了高密度聚乙烯生产的安全性和持续性。
[0006]为实现上述目的，本专利技术采用了以下技术方案：
[0007]用于聚乙烯轴流泵的机封冲洗自适应补偿系统，包括带有泵腔的泵体，泵体内布置有前端轴承，其特征在于：包括轴线铅垂布置的补偿式活塞缸，该补偿式活塞缸的回程腔位于进程腔上方处；进油补偿管路一端连通回程腔而另一端连通高速泵所在的前端冲洗管路，平衡管路一端连通进程腔而另一端连通前端轴承所在的润滑腔。
[0008]导叶的底端叶片内设置有夹层式的第一进液口，该第一进液口的进口连通所述前端冲洗管路的同时，第一进液口的出口由下而上的贯穿润滑腔的底壁从而连通润滑腔；导叶的顶端叶片内设置有夹层式的第二进液口，该第二进液口的进口端连通所述平衡管路的同时，出口端贯穿润滑腔的顶壁从而连通润滑腔。
[0009]所述平衡管路上设置有可切换及清理平衡管路内固体颗粒的双联过滤器。
[0010]该系统还包括供油管路，所述供油管路上布置补油泵，且供油管路的两端分别连通缓冲液罐和补偿式活塞缸的回程腔。
[0011]所述进油补偿管路和平衡管路之间桥接有压差测量管路，压差测量管路上布置有压差变送器。
[0012]所述进油补偿管路、平衡管路及压差测量管路上均布置有开关阀。
[0013]所述泵体呈弧管状，泵轴贯穿泵体外壁后伸至泵体入口处并与导叶间形成回转配合，泵轴的位于泵腔内的轴端同轴安装叶轮；以介质来料方向为叶轮前方，叶轮前方的泵轴上还同轴固定有诱导轮；沿介质行进方向，所述诱导轮、叶轮及导叶的叶片数目依次增多，且诱导轮的出口叶片与叶轮进口叶片彼此错开，叶轮出口叶片与导叶进口叶片彼此错开。
[0014]所述诱导轮及叶轮均通过键连接装配在泵轴上，泵轴的前端布置锁紧螺母，从而通过锁紧螺母与导叶前端面之间的配合夹紧诱导轮及叶轮。
[0015]导叶的管腔沿导叶轴向水平延伸至泵体外壁处，从而使得该管腔形成可供泵轴穿行的穿行腔；导叶管腔内设置构成前端轴承的滑动轴承，滑动轴承所在的一段穿行腔构成所述润滑腔；泵体外壁处的机架处设置后端轴承，从而使泵轴简支梁式回转配合在泵体及机架处。
[0016]穿行腔延伸至机架内，且后端轴承前方的穿行腔的末端安装有机械密封；前端冲洗管路的冲洗液经由导叶处的进液口进入穿行腔，依次经滑动轴承、泵轴与穿行腔之间间隙及机械密封后，再通过排液口排出至所述缓冲液罐；前端冲洗管路处还设置分支管路，该分支管路直接连通泵轴与穿行腔之间间隙处。
[0017]本专利技术的有益效果在于：
[0018]1)、通过上述方案，正常工作时，由于高速泵正常启动，此时前端冲洗管路与润滑腔内压力一致，补偿式活塞缸的进程腔和回程腔压力均衡。当高速泵发生故障等情况而突发停机时，外部的冲洗液停止进入前端冲洗管路，此时前端冲洗管路失压，使得与前端冲洗管路直接连通的进油补偿管路失压；同时，前端轴承所在的润滑腔暂时仍处于高压状态，从而使得与润滑腔连通的平衡管路仍然处于高压状态。此时，补偿式活塞缸的进程腔和回程腔压力均衡被打破，活塞被润滑腔的高压推动而上行，将回程腔内预存的白油经由进油补偿管路挤入前端冲洗管路，从而实现对润滑腔的持续供给效果。至此，本专利技术也就实现了冲洗中断后的冲洗液的无缝对接和即时在线补偿功能，从而确保泵腔内轴承的持续润滑及冷却效果，确保了高密度聚乙烯生产的安全性和持续性。
[0019]2)、对于进液口而言，本专利技术采用了上下分置式结构，也即前端冲洗管路及平衡管路与泵体的连通处分置于泵体的对立侧，以确保工作效果。
[0020]3)、为了防止泵腔内的固体颗粒因泵腔内压力而被强行挤入补偿式活塞缸的进程腔，影响补偿式活塞缸的工作，平衡管路上设置有可切换及清理平衡管路内固体颗粒的双联过滤器。
[0021]4)、供油管路的布置，不仅实现了补偿式活塞缸的持续的白油补偿效果，大大的延长了本专利技术的供给时间；同时，值得注意的是，本专利技术采用的补偿式活塞缸，活塞杆向上延伸，也即回程腔处活塞面的压力是小于进程腔处活塞面的压力的，这更利于位于进程腔处的平衡管路进行试压，并挤压活塞产生补偿式的输油效果。此外，由于回程腔位于上方，供油管路也连通在回程腔处，避免了供油时还需克服活塞的自重，甚至在活塞自重下，还能进一步提升供油效率。与此同时，供油管路连通至回程腔，自然也就与进程腔乃至泵腔彼此隔离，也就不会受到该处的固体颗粒的影响，进一步提升了本专利技术的工作可靠性和稳定性，一举多得。
[0022]5)、作为上述方案的进一步优选方案，由于诱导轮的存在，能提高泵进口的压力，提高离心泵的汽蚀性能，这使得诱导轮可以在上述汽蚀工况下工作，并有效降低因泵汽蚀产生本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.用于聚乙烯轴流泵的机封冲洗自适应补偿系统，包括带有泵腔的泵体(10)，泵体(10)内布置有前端轴承，其特征在于：包括轴线铅垂布置的补偿式活塞缸(20)，该补偿式活塞缸(20)的回程腔(21)位于进程腔(22)上方处；进油补偿管路(31)一端连通回程腔(21)而另一端连通高速泵所在的前端冲洗管路(51)，平衡管路(32)一端连通进程腔(22)而另一端连通前端轴承所在的润滑腔。2.根据权利要求1所述的用于聚乙烯轴流泵的机封冲洗自适应补偿系统，其特征在于：导叶(11)的底端叶片内设置有夹层式的第一进液口(11a)，该第一进液口(11a)的进口连通所述前端冲洗管路(51)的同时，第一进液口(11a)的出口由下而上的贯穿润滑腔的底壁从而连通润滑腔；导叶(11)的顶端叶片内设置有夹层式的第二进液口(11b)，该第二进液口(11b)的进口端连通所述平衡管路(32)的同时，出口端贯穿润滑腔的顶壁从而连通润滑腔。3.根据权利要求1或2所述的用于聚乙烯轴流泵的机封冲洗自适应补偿系统，其特征在于：所述平衡管路(32)上设置有可切换及清理平衡管路内固体颗粒的双联过滤器(32a)。4.根据权利要求1或2所述的用于聚乙烯轴流泵的机封冲洗自适应补偿系统，其特征在于：该系统还包括供油管路(33)，所述供油管路(33)上布置补油泵(33a)，且供油管路(33)的两端分别连通缓冲液罐(52)和补偿式活塞缸(20)的回程腔(21)。5.根据权利要求4所述的用于聚乙烯轴流泵的机封冲洗自适应补偿系统，其特征在于：所述进油补偿管路(31)和平衡管路(32)之间桥接有压差测量管路(34)，压差测量管路(34)上布置有压差变送器。6.根据权利要求5所述的用于聚乙烯轴流泵的机封冲洗自适应补偿系统，其特征在于：所述进油补偿管路(31)、平衡管路(32)及压差测量管路(34)上均布置有开关阀。7.根据权利要求1或2所述的用于聚乙烯...

【专利技术属性】
技术研发人员：张军辉，陈先春，张杰，李雄，宋建龙，王秀兰，徐金华，
申请(专利权)人：合肥华升泵阀股份有限公司，
类型：发明
国别省市：