CN101245856A - 一种轴承密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及的是一种轴承密封装置，尤其是一种用于各类离心式渣浆泵或其他泵类、电机等旋转设备的轴承密封装置。一种轴承密封装置，包括端盖和轴承定位套，其特征是：轴承定位套外圆柱面具有阶梯状同心圆柱面，至少一个同心圆柱面上设有迷宫，端盖有与轴承定位套相配合的阶梯状同心内圆柱面。采用本方案密封元件少，安装便捷；密封元件间没有接触、无摩擦及滑移现象，故不再是易损件；另外，本方案还具主动干预污染功能；材质选择自由度大，成本低。

Description

一种轴承密封装置

技术领域：

本发明涉及的是一种轴承密封装置，尤其是一种用于各类离心式渣浆泵或其他泵类、电机等旋转设备的轴承密封装置。

背景技术：

就工况要求持续运转的旋转设备来说，轴承的防护和密封具有至关重要的地位。在各类密封方式中，迷宫式密封因其在制造成本、使用寿命、密封性和能耗等方面的综合优势而成为持续旋转设备轴承密封方式的首选。

在现有技术中，密封性能最好的迷宫密封装置当数动、定迷宫套并配以0型圈的迷宫密封设计。一般情况下，动、定迷宫套是相互扣合为一体的，定迷宫套的外圆周和动迷宫套内圆上分别开有一条环型槽，槽中放有O型圈。动、定迷宫套依靠其各自环槽里的O型圈变形后产生的摩擦力分别定位于轴承端盖和轴或包裹旋转轴的轴承定位套上。轴承定位套在叶轮或锁紧螺母轴向推紧力的作用下将和轴一起旋转，进而又带动动迷宫套旋转，动、定迷宫套之间作相对转动，且无摩擦产生。因为动、定迷宫套的定位方式实际上也是一种接触式的O型圈静密封，所以此处泄露不易发生，而动、定迷宫套形成的节流路径将发挥较好的密封效果。

综上所述，定、动迷宫套并配以O型圈的迷宫密封零件之间不存在摩擦，因此不会产生碎屑，但也有其不可避免的局限性。首先，单纯迷宫密封方式的密封性能有限，无法实现绝对密封。其次，在旋转轴转动的过程中，O型圈在承受径向压力作用的同时和所定位其上的相应零件间还会有一定的相对滑移，当轴径较大或动迷宫套尺寸较大时滑移现象更明显，其结果就是使得O型橡胶圈摩擦生热，甚至烧损，导致密封和紧定功能丧失。为了应对这样的情况，人们通常会采用质量较轻的材料来制作动、定迷宫套。其中各种工程塑料是一个理想的选择，但其价格昂贵让用户难以承受。这是现有技术所存在的不足之处。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术所存在的不足，而提供一种轴承密封装置，采用本方案可以有效控制轴承润滑液的外流及外部污染物的侵入，密封零件间无磨损，寿命长，并且成本低。

本方案是通过如下技术措施来实现的：一种轴承密封装置，包括端盖和轴承定位套，其特点是轴承定位套外圆柱面具有阶梯状同心圆柱面，至少一个同心圆柱面上设有迷宫，端盖有与轴承定位套相配合的阶梯状同心内圆柱面。

本方案中的轴承定位套是将原来的轴承定位套与动迷宫套合二为一，不会存在原有技术零件间的滑移现象；端盖则是原来的轴承端盖和定迷宫套的结合体。而原有技术动、定迷宫套上的O型圈则没有了存在的必要，如此零件的数量由原来的6个减至2个，方便了安装和维修。端盖和与之相配合的轴承定位套截面均为阶梯状，阶梯结构的目的就是增强迷宫的节流密封性能以弥补金属制迷宫套无法相互咬合的不足。轴承定位套阶梯状同心圆柱面上的迷宫可以为细齿状的结构。采用此结构的轴承密封无摩擦和金属碎屑的产生，并且制造材料的选择自由度更大，使得各种廉价材料的应用成为可能。理想的材料选择是各种防锈和防腐蚀的金属材料。

所述端盖外侧圆柱面上开有泄露孔I，此泄露孔为通孔，此圆柱内圆柱面和外圆柱面轴向开有半圆槽I和半圆槽II，均与泄露孔I相通，通向端盖外侧。在工作中，轴承定位套上的迷宫路径会将企图进入轴承所在区域的污染物存储于迷宫路径之间，并最终由设在端盖底部的泄露孔I排出。泄露孔I置于端盖安装位置的正下方。

所述端盖内侧内圆柱面上设有至少一个迷宫环槽，迷宫环槽轴向开有半圆槽III，以联通各迷宫环槽，通向端盖内侧。轴承的旋转及内部的高温高压环境会使轴承润滑剂经密封间隙外漏。润滑剂会被存储于端盖的迷宫环槽里，并随着旋转作用和重力的影响下由端盖底部轴向开设的半圆槽III重新流回轴承润滑区域。半圆槽III设置在端盖内侧的迷宫所在的内圆柱面上，且置于端盖安装位置的正下方。

轴承定位套的外侧端面有环形槽，径向均布有排污流道，与环形槽联通，排污流道与环形槽底部向轴承定位套外侧端面中心内倾，相邻排污流道间形成叶片。叶片径向均布，在端盖外侧端面上还安装一个的防护罩，其与叶片之间保持一定的距离，从而形成一个相对封闭的空间。防护罩为四周合拢的圆盘状，其中心开有过轴孔，防护罩圆周底部开有泄露孔II。安装时应与端盖外侧外圆柱面上的半圆槽II相对正，这样半圆槽I、泄露孔I、半圆槽II、泄露孔II构成排污通路。防护罩和叶片共同形成一个微型泵。当外部的粉尘或其他污染物接近密封区域时，叶片会将其吸入防护罩形成的封闭空间，并利用离心力的作用将其沿径向的排污流道向外甩出。由于污染物由防护罩收集，最终由防护罩底部的泄露孔II排出，并由与排污孔相对接的污染物采集系统或管道集中回收处理，避免了二次污染。形成叶片的排污流道内倾角及叶片和排污流道的数量应根据轴承定位套的尺寸来设计，对于应用于各类离心式渣浆泵的轴承密封，其内倾角一般为10°。防护罩最好用较轻的弹性合成材料来制作，像工程塑料、橡胶、聚氨脂等。

所述端盖轴向厚度的中心有减压通路，通向端盖内侧，是用来释放轴承润滑液在汽化时产生的压力。

本方案的有益效果可根据对上述方案的叙述得知，首先，改进了密封元件的结构，使得轴承密封的数量减少为两个，便于安装。第二，保留了迷宫密封式非接触方式的优点，不会有金属碎屑的产生。第三，增加了密封方式主动干预污染的功能，轴承定位套上所增设的叶片可以将污染物吸入并驱逐出去。第四，放弃了原有定位O型橡胶圈的使用，且此结构的轴承密封使得各种廉价材料的应用成为可能。综合以上的优点，本发明的技术方案使得轴承密封装置性能更加稳定，润滑剂外漏和污染源入得到有效控制，轴承乃至设备获得理想的预期寿命。由于密封方式的改进，轴承密封件将不再是易损件，旋转设备特别是轴承的维护趋向简单，企业的维护成本大为降低。由此可见，本发明与现有技术相比，具有突出的实质性特点和显著的进步，其实施的有益效果也是显而易见的。

附图说明：

图1为本发明具体实施方式的结构图。

图2为本发明具体实施方式中轴承定位套的结构图。

图3为本发明具体实施方式中图2的右视图。

图4为本发明具体实施方式中图2的I处的放大图。

图5为本发明具体实施方式中端盖的结构图。

图6为本发明具体实施方式中图5的右视图。

图中，1为轴承定位套，2为防护罩，3、6为迷宫环槽，4为端盖，5为减压通路，7为轴承体，8为半圆槽I，9为半圆槽III，10为泄露孔I，11为泄露孔II，12为叶片，13为排污流道，14为环形槽，15为轴，16为半圆槽II。

具体实施方式：

为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过一个具体实施方式，并结合其附图，对本方案进行阐述。

通过图1可以看出，端盖4通过螺栓与轴承体7连接，轴承定位套1套在轴15上，轴承定位套1外圆柱面具有阶梯状同心圆柱面，同心圆柱面上设有迷宫环槽3，端盖4有与轴承定位套1相配合的阶梯状同心内圆柱面。由图1、图5和图6看出，端盖4外侧内圆柱面上开有泄露孔I10，位于端盖4安装位置的正下方，此圆柱内圆柱面和外圆柱面轴向开有半圆槽I8和半圆槽II16，均与泄露孔I10相通，通向端盖4外侧。端盖4内侧内圆柱面上设有迷宫环槽6，迷宫环槽6轴向开有半圆槽III9，以联通各迷宫环槽6，通向端盖4内侧。它可将企图经由迷宫间隙外漏的的轴承润滑剂存储于端盖4迷宫环槽6里，最后在旋转作用和重力的影响下由半圆槽III9重新将其送回轴承润滑区域。通过图2和图3可以看出，轴承定位套1的外侧端面有环形槽14，径向均布有八个排污流道13，与环形槽14联通，排污流道13与环形槽14底部向轴承定位套1外侧端面中心内倾。由图4看出，内倾角为10°。相邻排污流道13间形成叶片12，轴承定位套1外侧端面径向均布有八个叶片12，在其上还安装一个工程塑料所做的防护罩2，其与叶片12之间保持一定的距离，从而形成一个相对封闭的空间。防护罩2为四周合拢的圆盘状，其中心开有过轴孔，防护罩2圆周底部开有泄露孔II11。安装时应与端盖4外侧外圆柱面上的半圆槽II16相对正，这样半圆槽I8、泄露孔I10、半圆槽II16、泄露孔II11构成排污通路。防护罩2和叶片12共同形成一个微型泵。当外部的粉尘或其他污染物接近密封区域时，叶片12会将其吸入防护罩2形成的封闭空间，使其聚集在环形槽14中，并利用离心力将其沿径向的排污流道13向外甩出，最终由防护罩2底部的泄露孔II11排出，并由与泄露孔II11相对接的污染物采集系统或管道集中回收处理，避免了二次污染。由图1、图5和图6看出，端盖4轴向厚度的中心有减压通路5，通向端盖4内侧，是用来释放轴承润滑液在汽化时产生的压力。

Claims (7)

1.一种轴承密封装置，包括端盖(4)和轴承定位套(1)，其特征是：轴承定位套(1)外圆柱面具有阶梯状同心圆柱面，至少一个同心圆柱面上设有迷宫(3)，端盖(4)有与轴承定位套(1)相配合的阶梯状同心内圆柱面。

2.根据权利要求1所述的轴承密封装置，其特征是：所述端盖(4)外侧圆柱面上开有泄露孔I(10)，此泄露孔(10)为通孔，此圆柱内圆柱面和外圆柱面轴向开有半圆槽I(8)和半圆槽II(16)，均与泄露孔I(10)相通，通向端盖(4)外侧。

3.根据权利要求1所述的轴承密封装置，其特征是：所述端盖(4)内侧内圆柱面上设有至少一个迷宫环槽(6)，迷宫环槽(6)轴向开有半圆槽III(9)，以联通各迷宫环槽，通向端盖(4)内侧。

4.根据权利要求1或2或3所述的轴承密封装置，其特征是：所述轴承定位套(1)外侧端面上有环形槽(14)，径向均布有排污流道(13)，与环形槽(14)联通，排污流道(13)与环形槽(14)底部向轴承定位套(1)外侧端面中心内倾，相邻排污流道(13)间形成叶片(12)。

5.根据权利要求4所述的轴承密封装置，其特征是：所述内倾角为10°。

6.根据权利要求5所述的轴承密封装置，其特征是：所述轴承定位套(1)外侧端面装有防护罩(2)，防护罩(2)为四周合拢的圆盘状，其中心开有过轴孔，防护罩(2)圆周底部开有泄露孔II(11)。

7.根据权利要求1或2或3所述的轴承密封装置，其特征是：所述端盖(4)轴向厚度的中心有减压通路(5)，通向端盖(4)内侧。

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