CN101896746A - 泵用端面机械式轴封 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有摩擦环和液体润滑的泵用端面机械式轴封，该轴封的类型为包括安装在支持轴环上的“旋转轴封”(B)，该支持轴环由第一轴环(1)和通过一个或多个榫舌(3)棱柱式连接的第二轴环(2)形成，该榫舌(3)存在于第二轴环(2)上，并容纳在存在于第一轴环(1)上的相应榫眼(4)中。

Description

泵用端面机械式轴封

技术领域

本发明专利申请涉及一种改进型的具有摩擦环和液体润滑的泵用端面机械式轴封。

背景技术

为了更好地理解本发明提出的问题和优点，需要参考当前市场销售的具有摩擦环的常规端面机械式轴封的结构配置。

首先需要注意的是，一个端面机械式轴封包括一对平行的平环，其中之一(所谓的“静轴封”)被固定并安装在存在于泵体上的适当榫眼上，而另一个绕轴旋转(所谓的“旋转轴封”)，它们被安装在支持轴环上，该支持轴环被插入并连接到泵轴上。

更准确地说，该旋转环的支持轴环由一对平行、同心的轴环形成：

-第一轴环(也被规定为“轴封体”)，其被设计成插入并连接到泵轴上；和

-第二轴环，“旋转轴封”被物理地安装在该第二轴环上并且相对于泵轴精确地定心。

为了保证“旋转轴封”与“静轴封”之间的恒定压制压力，不考虑端面滑轨不可避免的磨耗，第二轴环相对于第一轴环在轴向上自由滑动，并且恒定地受到位于第一轴环和第二轴环之间恒定地将“旋转轴封”推向“静轴封”的弹簧所施加的力。

考虑到以上内容，第二轴环必须以被第一轴环驱动旋转同时保持相对于第一轴环在轴向上滑动的可能性的方式与第一轴环连接。

现如今，所述连接通过用于将第一轴环或称“轴封体”紧固到泵轴上的多个相同的径向销来实现，同时使第二轴环具有一背部(即，在“旋转轴封”的相反侧)，该背部被从外部插入并精确定心于所述第一轴环上。

第二轴环的该背部具有多个滑槽，滑槽的纵轴平行于“旋转轴封”的旋转轴。

这些所述的槽接纳所述用于将第一轴环紧固到泵轴上的径向销。

所述销的长度为，一旦完成紧固，它们的螺纹杆的一部分保留在所述槽中以保证将扭矩由第一轴环传递到第二轴环。

显然，随着滑轨的逐渐磨耗，第二轴环相对于第一轴环在轴向上滑动，结果是“静轴封”和“旋转轴封”之间的空隙自动地瞬间复原，原因在于所述滑槽的存在使得第二轴环相对于以螺纹方式固定于第一轴环的紧固销在轴向上滑动。

如上所述的现有类型的端面机械式轴封的一个主要缺点在于，由第一轴环带来的第二轴环的驱动系统中的部件损坏，结果会出现轴封的寿命和可靠性方面的问题。

所述损坏是由如下情况造成的：在泵的操作期间，由紧固销的螺纹和相应槽的纵向边缘之间的积极的接触而产生磨耗，每次当泵启动和停止时磨耗都会增加。

所述磨耗会造成轴封故障，这是由于销与槽边缘上由其形成的某腔啮合，从而使得保证滑轨之间严密贴合所需的轴向自由滑动的可能性丧失了。

此外，还需注意的是，紧固销在初始磨耗阶段必须定期更换，这是由于它们的螺纹会快速并显著损坏。

发明内容

本发明的主要目的是，通过设计出一种新的具有摩擦环和液体润滑的泵用端面机械式轴封，其中第二轴环的紧固销不再用于驱动第二轴环旋转，从而弥补了上述缺陷。

本发明的另一目的是设计一种改进型的具有摩擦环和液体润滑的泵用端面机械式轴封，其可在工作高度以预组装的状态(即，“旋转轴封”已经以预定的压制压力啮合到“静轴封”上)交付给客户，从而使操作者在安装到泵上时不再需要进行艰难的测量。

本发明的端面机械式轴封的创新性特征主张于第一项权利要求以及后续的从属权利要求中。

本发明的端面轴封包括传统类型的“静轴封”和创新类型的“旋转轴封”的支持轴环，而不管其是以传统方式由第一轴环(其设计成通过紧固销来插入并连接到泵轴上)和第二轴环(其直接支持该“旋转轴封”并相对于第一轴环在轴向上自由滑动)形成的。

该“旋转轴封”的支持轴环的创新性特征在于在第一轴环(也被规定为“轴封体”)和第二轴环之间的直接棱柱式(prismatic)连接的手段。

表述“棱柱式连接”指的是除待连接的两部件之外，没有其他中间机构的一种连接。

所述直接棱柱式连接机构为至少一个，优选多于一个榫舌，其与“旋转轴封”的旋转轴平行，从第二轴环的背部边缘突出；所述榫舌的啮合使其可能在存在于“轴封体”外部表面上的相应榫眼内部在轴向上自由滑动。

该榫舌具有中央孔，用于插入“轴封体”的紧固销，该“轴封体”进而具有完全在该榫舌榫眼上的径向螺纹孔。

紧固销的长度为，一旦完成紧固，该销不会干扰所述榫舌上的插入孔，这样，其不会再阻碍第二轴环的轴向滑动。

这意味着该紧固销仅设计成在泵轴上阻挡“轴封体”，而所述纵向榫舌与相应榫眼之间的连接确保将“轴封体”的动作传递给第二轴环，尽管该第二轴环在位于“轴封体”和第二轴环之间的弹簧的推动下相对于第一轴环在轴向上自由滑动。

附图说明

为清楚起见，参照附图继续对本发明的端面机械式轴封进行描述，附图仅为示意性，而非用于限制，其中：

图1是“轴封体”和第二轴环的轴侧分解剖视图；

图2与图1基本相同，区别仅在于其示出“轴封体”和第二轴环相互连接；

图6至图8示出了本发明的机械式轴封的组装操作的顺序；

图9是图7的放大图；

图10是图8的放大图。

具体实施方式

参考图1、图2和图3，本发明的机械式轴封包括“静轴封”(A)和“旋转轴封”(B)。

“旋转轴封”(B)被安装在支持轴环上，该支持轴环由以下部分形成：

-第一轴环，或称“轴封体”(1)，其被设计成插入并连接到泵的轴(P)上；和

-第二轴环(2)，“旋转轴封”(B)被物理地安装在该第二轴环上，相对于泵的轴(P)精确地定心。

如图9和图10所示，第二轴环(2)与“轴封体”(1)平行，该“轴封体”(1)位于第二轴环(2)的背部，该第二轴环(2)正面支持“旋转轴封”(B)。

但是，同时，该轴环(2)从外部环绕该“轴封体”(1)，该“轴封体”(1)具有端面支持环(1a)，其用于为第二轴环(2)定心，该第二轴环(2)的内部具有环状槽(2a)，该处用于严密地插入支持环(1a)。

本发明的机械式轴封的创新性特征在于，第二轴环(2)在背部边缘(2b)上具有一个或多个——具体为三个——榫舌(3)，所述榫舌(3)在轴向上向背部突出，并且均容纳在存在于“轴封体”(1)上的相应榫眼(4)内部。

每个榫舌(3)均具有中央孔(6)，用于插入“轴封体”(1)的紧固销(7)，该“轴封体”(1)进而具有精确地设置在该榫舌(3)的榫眼(4)上的径向螺纹孔(8)。

如图10所示，紧固销(7)的长度为，一旦完成紧固，该销(7)不会干扰该插入孔(6)，这样，一旦所述销(7)与插入孔(6)之间的干扰结束，第二轴环(2)就可以在弹簧(9)的力的作用下被向前推动。

鉴于以上参照附图进行的描述，很明显本发明的端面机械式轴封可以在工作高度以预组装的状态交付给客户。

现参考图3至图8示出的本发明端面机械式轴封的组装步骤。

第一步要执行的操作是将“静轴封”(A)插入到存在于泵体上的榫眼中。

“静轴封”(A)的锁定是通过将背部凸缘(F)的前端相对以及通过将防旋转柱销插入到相应槽中来保证的。

然后，将“旋转轴封”(B)花键连接到轴(P)上，传递至通过销(7)而锁定在“轴封体”(1)上的第二轴环(2)，该销(7)部分地啮合在相应的孔(8)中，从而防止第二轴环(2)相对于“轴封体”(1)进行轴向滑动。

这样，弹簧(9)已被装入，其提供了与在设计阶段预定的工作推力相等的轴向推力。

这时，一旦滑轨表面彼此相对，操作者只需将“轴封体”(1)固定到轴(P)上即可。

通过向“静轴封”(A)施加很小的压力，操作者可完全将销(7)紧固，使得所述销不会对孔(6)产生干扰，从而使在弹簧(9)的推力作用下被向前推动的第二轴环(2)得以解脱。

这时，一旦装入了弹簧(9)，就不用再装入紧固销(7)，弹簧(9)现位于滑轨上，因此保证了在滑轨之间建立初始接触并且即使停止密封也能维持所述接触所需的压力，从而防止泄露。

很明显，本发明的轴封消除了现有类型轴封中遇到的紧固销(7)可能刮花并损坏第二轴环(2)的危险。

在本发明的轴封中，由“轴封体”(1)至第二轴环(2)的扭矩传递不再通过紧固销(7)实现，而是通过所述榫舌(3)和相应榫眼(4)之间的直接棱柱式连接实现，其中，榫眼(4)的纵向边缘(4a)与榫舌(3)的纵向边缘(3a)实现接触。

权利要求书(按照条约第19条的修改)

1.具有摩擦环和液体润滑的泵用端面机械式轴封组件，包括安装在支持轴环上的“旋转轴封”(B)，该支持轴环包括：

-第一轴环，或称“轴封体”(1)，其被设计成通过紧固销(7)连接到泵的轴(P)上；和

-第二轴环(2)，“旋转轴封”(B)物理地安装在该第二轴环上，相对于泵的轴(P)精确地定心；

该轴封组件包括：

-位于“轴封体”(1)和第二轴环(2)之间的一个或多个弹簧(9)，该第二轴环(2)受到弹簧(9)的轴向推力；和

-被设计成在“轴封体”(1)和第二轴环(2)之间实现棱柱式连接的机构(3、4)，所述“轴封体”(1)和第二轴环(2)分别具有机构(4)和机构(3)，

其特征在于，

该棱柱式连接机构(3、4)包括：

-一个或多个榫舌(3)，该榫舌(3)从第二轴环(2)的背部边缘(2b)在轴向上突出，和

-存在于“轴封体”(1)上的相应榫眼(4)，用于容纳所述一个或多个榫舌(3)，

其中，

-每个榫舌(3)均具有中央孔(6)，用于插入“轴封体”(1)的紧固销(7)，

-该“轴封体”(1)具有在该榫舌(3)的榫眼(4)上的径向螺纹孔(8)，并且

-紧固销(7)的长度为，一旦完成紧固，该销(7)不会干扰该插入孔(6)。

Claims (3)

1.一种具有摩擦环和液体润滑的泵用端面机械式轴封，该轴封的类型为包括安装在支持轴环上的“旋转轴封”(B)，该支持轴环由以下部分形成：

-第一轴环，或称“轴封体”(1)，其被设计成通过紧固销(7)连接到泵的轴(P)上；和

-第二轴环(2)，“旋转轴封”(B)物理地安装在该第二轴环上，相对于泵的轴(P)精确地定心；

-位于“轴封体”(1)和第二轴环(2)之间的一个或多个弹簧(9)，该第二轴环(2)受到弹簧(9)的轴向推力；

该轴封的特征在于，其包括被设计成在“轴封体”(1)和第二轴环(2)之间实现棱柱式连接的机构(3、4)，“轴封体”(1)和第二轴环(2)分别具有机构(4)和机构(3)。

2.如上述权利要求所述的轴封，其特征在于所述机构(3、4)包括一个或多个榫舌(3)，该榫舌(3)从第二轴环(2)的背部边缘(2b)在轴向上突出，并且均容纳在存在于“轴封体”(1)上的相应榫眼(4)中。

3.如上述权利要求所述的轴封，其特征在于每个榫舌(3)均具有中央孔(6)，用于插入“轴封体”(1)的紧固销(7)，该“轴封体”(1)进而具有精确地设置在该榫舌(3)的榫眼(4)上的径向螺纹孔(8)，并且紧固销(7)的长度为，一旦完成紧固，该销(7)不会干扰该插入孔(6)。

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