CN102828953B - 机械密封结构的罗茨泵 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种机械密封结构的罗茨泵，属于真空泵技术领域。其包括第二机械密封机构、第三机械密封机构和第一机械密封机构，所述冷却器内腔中的主轴部分安装第一机械密封机构，第一机械密封机构包括套装在主轴上的轴套，轴套上固定第一波纹管，第一波纹管和轴套之间装有第一动环和第二动环，第一动环和第二动环对称分布，第一动环和第二动环能够在第一波纹管内滑动。所述第一动环左端连接第一静环，第二动环右端连接第二静环。本发明结构简单、紧凑，合理；采用机械密封形式，密封性能良好；冷却器提高了冷却性能，增加了使用寿命。

Description

机械密封结构的罗茨泵

技术领域

本发明涉及一种机械密封结构的罗茨泵，属于真空泵技术领域。

背景技术

罗茨真空泵（简称罗茨泵）是一种旋转式变容真空泵。它是由罗茨鼓风机演变而来的。根据罗茨真空泵工作范围的不同，又分为直排大气的低真空罗茨泵；中真空罗茨泵（又称机械增压泵）和高真空多级罗茨泵。

罗茨泵(roots-type pump) 是一种无内压缩的真空泵，通常压缩比很低，故高、中真空泵需要前级泵。罗茨泵的极限真空除取决于泵本身结构和制造精度外，还取决于前级泵的极限真空。为了提高泵的极限真空度，可将罗茨泵串联使用。 罗茨泵的工作原理与罗茨鼓风机相似。由于转子的不断旋转，被抽气体从进气口吸入到转子与泵壳之间的空间内，再经排气口排出。由于吸气后转子与泵壳之间的空间是全封闭状态，所以，在泵腔内气体没有压缩和膨胀。 但当转子顶部转过排气口边缘，转子与泵壳之间的空间与排气侧相通时，由于排气侧气体压强较高，则有一部分气体返冲到转子与泵壳之间的空间中去，使气体压强突然增高。当转子继续转动时，气体排出泵外。罗茨泵在泵腔内，有二个“8”字形的转子相互垂直地安装在一对平行轴上，由传动比为1的一对齿轮带动作彼此反向的同步旋转运动。在转子之间，转子与泵壳内壁之间，保持有一定的间隙，可以实现高转速运行。

罗茨泵的两侧轴承腔与泵腔之间有较高的密封要求。轴承需要依靠润滑油进行油浴润滑，当泵腔处于低压状态时，因为低压的存在轴承腔的空气会流向泵腔及轴承的“油泵效应”，将大量的润滑油带入泵腔，长此以往会造成轴承缺油，并且润滑油会污染泵腔甚至污染物料。

现有技术的罗茨泵结构复杂，零件较多，但是密封性能一般，冷却形式单一，冷却效果一般，无法可靠保证罗茨泵长时间工作。

发明内容

本发明的目的在于克服上述不足之处，从而提供一种机械密封结构的罗茨泵，结构简单、密封性能良好，提高了冷却性能，增加了使用寿命。

按照本发明提供的技术方案，机械密封结构的罗茨泵包括后盖、冷却水管、第一圆螺母、齿壳、齿圈、后轴承、后轴承架、后端盖、后压盖、风叶、主轴、泵体、进气口法兰、排气口盖、前端盖、前轴承架、前轴承、前压盖、前盖、冷却器、连接架、联轴器、电动机和密封盖，主轴中部安装风叶，风叶外圈连接泵体。所述泵体上部通过螺栓连接进气口法兰，泵体下部通过螺栓连接排气口盖。泵体左端通过螺栓连接后端盖，后端盖左端通过螺栓连接后盖。泵体右端通过螺栓连接前端盖，前端盖右端通过螺栓连接前盖。所述前盖右端通过螺栓连接冷却器，冷却器右端通过螺栓连接连接架。所述连接架右端固定电动机。

主轴后部从左到右依次安装齿壳和后轴承。所述主轴左端通过螺纹连接第一圆螺母，齿壳通过第一圆螺母紧固。所述齿壳上套装齿圈。所述后轴承外圈连接后轴承架，后轴承架外圈紧靠后端盖。所述后轴承左端连接后压盖，后压盖将后轴承压紧在后轴承架中。

主轴前部安装前轴承，前轴承右端通过第二圆螺母紧固。所述主轴通过联轴器与电动机连接。所述前轴承外圈连接前轴承架，前轴承架外圈紧靠前端盖。所述前轴承右端连接前压盖，前压盖将前轴承压紧在前轴承架中，其特征是：还包括第二机械密封机构、第三机械密封机构和第一机械密封机构，所述冷却器内腔中的主轴部分安装第一机械密封机构，第一机械密封机构包括套装在主轴上的轴套，轴套上固定第一波纹管，第一波纹管和轴套之间装有第一动环和第二动环，第一动环和第二动环对称分布，第一动环和第二动环能够在第一波纹管内滑动。所述第一动环左端连接第一静环，第二动环右端连接第二静环。所述第一静环通过第一防转销固定在轴套上，第二静环通过第二防转销固定在轴套上。第二静环和冷却器之间设有密封盖。 

所述前端盖内腔中的主轴部分安装第二机械密封机构，第二机械密封机构包括套装在主轴上的第一右隔套和第二右隔套，第二右隔套上安装支撑环，支撑环上连接弹簧座。所述弹簧座和第二右隔套之间设有第二波纹管，弹簧座外圈套有第二弹簧。所述第二波纹管左端连接第三动环，第三动环左端连接第三静环。所述第三静环通过第三防转销固定在第一右隔套上。 

所述后端盖内腔中的主轴部分安装第三机械密封机构，第三机械密封机构与第二机械密封机构结构相对称。

所述齿壳和第一圆螺母之间设有齿轮垫圈。

所述齿壳和后轴承之间设有轴承垫圈。

所述第二右隔套和主轴之间设有第四O型密封圈。

所述第一静环和冷却器之间设有第一O型密封圈。

所述第二静环和密封盖之间设有第二O型密封圈。

所述第三静环和前端盖之间设有第三O型密封圈。

所述支撑环和第二右隔套的端部之间设有机封垫圈。

所述后盖上设有冷却水管。

所述后端盖内设有预真空管。

本发明与已有技术相比具有以下优点：

本发明结构简单、紧凑，合理；采用机械密封形式，密封性能良好；冷却器提高了冷却性能，增加了使用寿命。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为图1中I处放大图。

图3为图1中II处放大图。

附图标记说明：1-后盖、2-冷却水管、3-第一圆螺母、4-齿轮垫圈、5-齿壳、6-齿圈、7-后轴承、8-后轴承架、9-后端盖、10-轴承垫圈、11-后压盖、12-预真空管、13-风叶、14-主轴、15-泵体、16-进气口法兰、17-排气口盖、18-前端盖、19-前轴承架、20-前轴承、21-前压盖、22-前盖、23-冷却器、24-连接架、25-联轴器、26-电动机、27-第二圆螺母、28-密封盖、29-第二机械密封机构、30-第三机械密封机构、31-第一右隔套、32-第二右隔套、33-第三静环、34-第三动环、35-第二波纹管、36-支撑环、37-弹簧座、38-第二弹簧、39-机封垫圈、40-第三O型密封圈、41-第四O型密封圈、42-第三防转销、43-轴套、44-第一动环、45-第二动环、46-第一静环、47-第二静环、48-第一波纹管、49-第一弹簧、50-第一O型密封圈、51-第二O型密封圈、52-第一防转销、53-第二防转销、54-第一机械密封机构。

具体实施方式

下面本发明将结合附图中的实施例作进一步描述：

如图1~3所示，本发明主要包括后盖1、冷却水管2、第一圆螺母3、齿壳5、齿圈6、后轴承7、后轴承架8、后端盖9、后压盖11、风叶13、主轴14、泵体15、进气口法兰16、排气口盖17、前端盖18、前轴承架19、前轴承20、前压盖21、前盖22、冷却器23、连接架24、联轴器25、电动机26、密封盖28、第二机械密封机构29、第三机械密封机构30和第一机械密封机构54。

主轴14中部安装风叶13，风叶13外圈连接泵体15。所述泵体15上部通过螺栓连接进气口法兰16，泵体15下部通过螺栓连接排气口盖17。泵体15左端通过螺栓连接后端盖9，后端盖9左端通过螺栓连接后盖1。泵体15右端通过螺栓连接前端盖18，前端盖18右端通过螺栓连接前盖22。所述前盖22右端通过螺栓连接冷却器23，冷却器23右端通过螺栓连接连接架24。所述连接架24右端固定电动机26。

主轴14后部从左到右依次安装齿壳5和后轴承7。所述主轴14左端通过螺纹连接第一圆螺母3，齿壳5通过第一圆螺母3紧固。所述齿壳5和第一圆螺母3之间设有齿轮垫圈4。所述齿壳5上套装齿圈6。所述齿壳5和后轴承7之间设有轴承垫圈10。所述后轴承7外圈连接后轴承架8，后轴承架8外圈紧靠后端盖9。所述后轴承7左端连接后压盖11，后压盖11将后轴承7压紧在后轴承架8中。

主轴14前部安装前轴承20，前轴承20右端通过第二圆螺母27紧固。所述主轴14通过联轴器25与电动机26连接。所述前轴承20外圈连接前轴承架19，前轴承架19外圈紧靠前端盖18。所述前轴承20右端连接前压盖21，前压盖21将前轴承20压紧在前轴承架19中。

所述冷却器23内腔中的主轴14部分安装第一机械密封机构54，第一机械密封机构54包括套装在主轴14上的轴套43，轴套43上固定第一波纹管48，第一波纹管48和轴套43之间装有第一动环44和第二动环45，第一动环44和第二动环45对称分布，第一动环44和第二动环45能够在第一波纹管48内滑动。所述第一动环44左端连接第一静环46，第二动环45右端连接第二静环47。所述第一静环46通过第一防转销52固定在轴套43上，第一静环46和冷却器23之间设有第一O型密封圈50。所述第二静环47通过第二防转销53固定在轴套43上，第二静环47和冷却器23之间设有密封盖28。所述第二静环47和密封盖28之间设有第二O型密封圈51。

所述前端盖18内腔中的主轴14部分安装第二机械密封机构29，第二机械密封机构29包括套装在主轴14上的第一右隔套31和第二右隔套32，第二右隔套32上安装支撑环36，支撑环36上连接弹簧座37。所述弹簧座37和第二右隔套32之间设有第二波纹管35，弹簧座37外圈套有第二弹簧38。所述第二波纹管35左端连接第三动环34，第三动环34左端连接第三静环33。所述第三静环33通过第三防转销42固定在第一右隔套31上。所述第三静环33和前端盖18之间设有第三O型密封圈40。所述第二右隔套32和主轴14之间设有第四O型密封圈41。所述支撑环36和第二右隔套32的端部之间设有机封垫圈39。

所述后端盖9内腔中的主轴14部分安装第三机械密封机构30，第三机械密封机构30与第二机械密封机构29结构相对称。

所述后盖1上设有冷却水管2，后端盖9内设有预真空管12。

本发明采用第一机械密封机构54、第二机械密封机构29和第三机械密封机构30代替以前的油封进行密封，确保罗茨泵两侧轴承腔的润滑油和泵腔中的物料互不泄漏。增加冷却器23，通过冷却器23通水带走第一机械密封机构54中的热量，保证证罗茨泵可以长时间工作。在用水冷却的同时利用润滑油润滑和冷却。

Claims (10)

1.一种机械密封结构的罗茨泵，包括后盖（1）、冷却水管（2）、第一圆螺母（3）、齿壳（5）、齿圈（6）、后轴承（7）、后轴承架（8）、后端盖（9）、后压盖（11）、风叶（13）、主轴（14）、泵体（15）、进气口法兰（16）、排气口盖（17）、前端盖（18）、前轴承架（19）、前轴承（20）、前压盖（21）、前盖（22）、冷却器（23）、连接架（24）、联轴器（25）、电动机（26）和密封盖（28），主轴（14）中部安装风叶（13），风叶（13）外圈连接泵体（15）；所述泵体（15）上部通过螺栓连接进气口法兰（16），泵体（15）下部通过螺栓连接排气口盖（17）；泵体（15）左端通过螺栓连接后端盖（9），后端盖（9）左端通过螺栓连接后盖（1）；泵体（15）右端通过螺栓连接前端盖（18），前端盖（18）右端通过螺栓连接前盖（22）；所述前盖(22)右端通过螺栓连接冷却器(23)，冷却器(23)右端通过螺栓连接连接架(24)；所述连接架（24）右端固定电动机（26）；

主轴（14）后部从左到右依次安装齿壳（5）和后轴承（7）；所述主轴（14）左端通过螺纹连接第一圆螺母（3），齿壳（5）通过第一圆螺母（3）紧固；所述齿壳（5）上套装齿圈（6）；所述后轴承（7）外圈连接后轴承架（8），后轴承架（8）外圈紧靠后端盖（9）；所述后轴承（7）左端连接后压盖（11），后压盖（11）将后轴承（7）压紧在后轴承架（8）中；

主轴（14）前部安装前轴承（20），前轴承（20）右端通过第二圆螺母（27）紧固；所述主轴（14）通过联轴器（25）与电动机（26）连接；所述前轴承（20）外圈连接前轴承架（19），前轴承架（19）外圈紧靠前端盖（18）；所述前轴承（20）右端连接前压盖（21），前压盖（21）将前轴承（20）压紧在前轴承架（19）中，其特征是：还包括第二机械密封机构（29）、第三机械密封机构（30）和第一机械密封机构（54），所述冷却器（23）内腔中的主轴（14）部分安装第一机械密封机构（54），第一机械密封机构（54）包括套装在主轴（14）上的轴套（43），轴套（43）上固定第一波纹管（48），第一波纹管（48）和轴套（43）之间装有第一动环（44）和第二动环(45)，第一动环(44)和第二动环(45)对称分布，第一动环（44）和第二动环（45）能够在第一波纹管（48）内滑动；所述第一动环（44）左端连接第一静环（46），第二动环（45）右端连接第二静环（47）；所述第一静环（46）通过第一防转销（52）固定在轴套（43）上，第二静环（47）通过第二防转销（53）固定在轴套（43）上；第二静环（47）和冷却器（23）之间设有密封盖（28）； 

所述前端盖（18）内腔中的主轴（14）部分安装第二机械密封机构（29），第二机械密封机构（29）包括套装在主轴（14）上的第一右隔套（31）和第二右隔套（32），第二右隔套（32）上安装支撑环（36），支撑环（36）上连接弹簧座（37）；所述弹簧座（37）和第二右隔套（32）之间设有第二波纹管（35），弹簧座（37）外圈套有弹簧；所述第二波纹管（35）左端连接第三动环（34），第三动环（34）左端连接第三静环（33）；所述第三静环（33）通过第三防转销（42）固定在第一右隔套（31）上； 

所述后端盖(9)内腔中的主轴(14)部分安装第三机械密封机构(30)，第三机械密封机构(30)与第二机械密封机构(29)结构相对称。

2.如权利要求1所述的机械密封结构的罗茨泵，其特征是：所述齿壳（5）和第一圆螺母（3）之间设有齿轮垫圈（4）。

3.如权利要求1所述的机械密封结构的罗茨泵，其特征是：所述齿壳（5）和后轴承（7）之间设有轴承垫圈（10）。

4.如权利要求1所述的机械密封结构的罗茨泵，其特征是：所述第一静环（46）和冷却器（23）之间设有第一O型密封圈（50）。

5.如权利要求1所述的机械密封结构的罗茨泵，其特征是：所述第二静环（47）和密封盖（28）之间设有第二O型密封圈（51）。

6.如权利要求1所述的机械密封结构的罗茨泵，其特征是：所述第三静环（33）和前端盖(18)之间设有第三O型密封圈(40)。

7.如权利要求1所述的机械密封结构的罗茨泵，其特征是：所述第二右隔套（32）和主轴（14）之间设有第四O型密封圈（41）。

8.如权利要求1所述的机械密封结构的罗茨泵，其特征是：所述支撑环(36)和第二右隔套（32）的端部之间设有机封垫圈(39)。

9.如权利要求1所述的机械密封结构的罗茨泵，其特征是：所述后盖（1）上设有冷却水管（2）。

10.如权利要求1所述的机械密封结构的罗茨泵，其特征是：所述后端盖（9）内设有预真空管（12）。