于豪杰　王道暢

（煙臺恒邦泵業(yè)有限公司，煙臺 264100）

立式自吸泵機封沖洗及自排氣系統(tǒng)優(yōu)化設計

于豪杰王道暢

（煙臺恒邦泵業(yè)有限公司，煙臺 264100）

依據(jù)立式自吸泵運行過程中，機封沖洗水沖洗不及時，導致機封泄漏；啟動時不能自動排氣，需人工排氣，設計了自動排氣系統(tǒng)，從而使泵自動運行。

立式泵自吸泵自排氣優(yōu)化設計

立式自吸泵是在啟動前不需要灌水，經(jīng)短時間運轉(zhuǎn)，靠泵本身的作用，利用氣液混合原理并在泵吸入管路內(nèi)形成一定真空狀態(tài)的離心泵。

臥式自吸泵已大量應用于石油、化工、食品、電力、鋼鐵、采礦、造紙、電渡、環(huán)保、消防、建筑、污水處理等行業(yè)，部分替代液下泵、長軸泵、潛水潛污泵或經(jīng)常啟動的情況下使用的泵，輸送清水、海水、含較小顆粒（不含纖維狀物質(zhì)）的污水及工業(yè)廢水，油料或各種腐蝕性介質(zhì)。由于臥式自吸泵占地空間大，不利于小空間場所操作，逐漸對立式自吸泵進行研究開發(fā)。目前立式自吸泵主要采用付葉輪密封結構，還沒有采用機械密封結構，我單位研發(fā)機械密封立式自吸泵，在試驗過程中遇到一些問題：裝配機械密封時，機封沖洗水不及時，導致密封端面磨損，發(fā)生泄漏；氣水分離效果不好，排氣不暢，導致自吸時間過長，甚至不能自吸。

針對上述問題，對機械密封立式自吸泵在結構上進行改進，增加了密封腔沖洗管路，解決沖洗不及時，密封端面磨損，發(fā)生泄漏問題；采用自動排氣系統(tǒng)，解決氣水分離問題。

1結構特點及工作原理

1.1結構特點

立式自吸泵密封結構（圖 1）采用板材焊接結構，屬于立式外混式，氣液分離室中的液體回到葉輪出口處，空氣和水在葉輪外緣處混合。

圖1立式自吸泵密封結構

在泵吸入口底部焊接了吸入口隔板，能防止因葉輪旋轉(zhuǎn)造成氣水混合物不規(guī)則運動，影響泵自吸性能，起到紊流作用。

采用葉輪與導葉結構，提高了泵自吸性能。

采用機械密封結構，液體從密封沖洗口進入密封腔中，沖洗密封端面，避免機封端面干摩擦造成介質(zhì)泄漏。

1.2工作原理

使用前儲液室加滿水，泵啟動后由于葉輪的旋轉(zhuǎn)作用，吸入管路中的空氣和水充分混合，經(jīng)導葉排到氣水分離室，氣體向上通過排氣系統(tǒng)排出，液體經(jīng)泵蓋板與導葉之間的間隙回到葉輪出口，再和葉輪出口處氣體混合后，排到氣液分離室，這樣反復進行，直到把吸入管路中的氣體排出，實現(xiàn)自吸，泵正常運行后，關閉排氣閥。

2　設計改進

圖2立式自吸泵改進結構

2.1密封沖洗管路改進

圖3立式自吸泵密封沖洗管路改進

在原有密封沖洗孔位置用φ16×2管焊接一條沖洗管路，通入到導葉上方。在泵開車時，通過液體上下壓力差，迫使液體通過焊接管路進入到密封腔中，對機封端面進行沖洗，避免了因密封沖洗孔位置過高，液體不能進入密封腔中，造成機封干摩擦損壞，發(fā)生泄漏現(xiàn)象。

2.2自動排氣系統(tǒng)設計

圖4立式自吸泵原有排氣系統(tǒng)

每次開泵時，出口閥關閉，需要人工打開球閥4，向外排氣。

自吸泵啟動時，在葉輪旋轉(zhuǎn)形成負壓的作用下，吸入管路中的氣體會被吸入到自吸泵的汽液分離腔（泵體或桶體上部），這部分氣體如果能夠及時排出來，吸入管路中的氣體就會順暢進入汽液分離腔，能大大縮短自吸泵的自吸時間。

但是，因為泵出口管路經(jīng)常充滿液體，存在一定壓力，導致泵汽液分離腔的氣體很難進入泵出口管路中，嚴重影響了泵的自吸時間和自吸高度！

為此，專門設計了自動排氣系統(tǒng)，彈簧設計參數(shù)見表1。

圖5立式自吸泵排氣系統(tǒng)改進

2.3工作原理

（1）將該閥安裝在自吸泵氣液分離腔的最頂部；

（2）泵啟動前，閥球在自重和彈簧力的作用下，位于A處；

（3）泵啟動時，葉輪將泵吸入管路中的氣體帶入氣液分離腔，氣體位于該腔的頂部；

（4）在氣體壓力作用下，閥球被上推打開，同時，氣液分離腔的氣體被排出；

（5）因氣體壓力推動閥球的向上力與彈簧推動閥球的向下力，在A、B之間達到平衡，所以，可連續(xù)排氣；

（6）當泵吸入管路中的氣體被全部排空時，氣液分離腔中也全部充滿了液體；

（7）因氣液分離腔的氣體被高壓的液體取代，閥球在液體高壓推動下，上移到B處，關閉了排氣閥；

（8）當停泵時，隨著氣液分離腔的壓力消失，閥球在自重及彈簧力的作用下，下降到了A處，同樣也是關閉了排氣閥。

表1自排氣系統(tǒng)彈簧設計參數(shù)

3結論

經(jīng)過改進的密封沖洗管路及自排氣系統(tǒng)，達到了設計效果，使機械密封使用壽命延長3倍以上；排氣不用手動排氣，通過自排氣系統(tǒng)自動排氣，使泵運行穩(wěn)定，維修方便。

［1］關醒凡.現(xiàn)代泵技術手冊［M］.北京：宇航出版社，1995.

［2］關醒凡.現(xiàn)代泵理論與設計［M］.北京：宇航出版社，2011.4.

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VerticalSelf-primingPumpSealFlushandthe Exhaust System Optimization Design

YU HaoJie1，WANG DaoChang2
（Yantai Hengbang Pump Industry Co.，LTD，264100）

Based on the vertical self-suction pump process operation，if machine closure flushing water flushing is not in time，lead to mechanical seal leakage；so it cannot be automatically exhaust when starts，which need artificial exhaust，we designed the automatic exhaust system，so that the pump can operate automatically.

vertical pump，self-priming pump，self-exhaust，optimization design