CN106907316A - 一种泵 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种泵。该泵包括泵体、泵轴、填料体和压盖,填料体固定连接于泵体,填料体设有轴孔,轴孔内填装有填料,且压盖用于将填料保持于填料体内。该泵还包括减压衬套,减压衬套设有中心通孔且限定中心通孔的内壁设有凹槽,其中填料位于压盖与减压衬套之间,泵轴穿过中心通孔和填料并延伸出填料体,以及泵轴与减压衬套之间的配合为间隙配合。本发明的泵能够降低液体泄漏可能性,且即使发生泄漏,也不会带来危险。

Description

一种泵
技术领域
本发明涉及水泵,具体涉及高压水泵。
背景技术
在水泵的领域,泵的密封,尤其是泵轴的密封通常通过填料来实现。这是因为填料密封相对机械密封来说结构简单、价格低、维修方便等,故被广泛使用在行业中。在使用填料进行密封时,填料数量不能太多,也不能太少。填料数量太多,水泄漏过少容易造成外侧填料摩擦加大,使轴的磨损加剧,而且过多数量让填料凹进去太多,最内侧填料不易取出,维修不便。填料太少则不能实现良好密封。
图1是一种典型的高压流体泵的剖视图。如图1所示,泵1包括泵体2,泵体2固定连接有填料体4。泵体2与填料体4之间设有密封圈7。填料体4中容纳有填料5。填料5通过填料压盖6保持于填料体4内。泵轴3依次延伸穿过泵体2、填料体4、填料5和填料压盖6。
然而,目前的水泵中,当水泵扬程过高时,填料中泄漏的流体由于扬程高、压强大时,对周围人群具有一定危险性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种能够降低液体泄漏可能性,或者即使发生泄漏,也不会带来危险的泵。
为解决上述技术问题,本发明提供了一种泵,包括泵体、泵轴、填料体和压盖,所述填料体固定连接于所述泵体。填料体设有轴孔,所述轴孔内填装有填料,且所述压盖用于将所述填料保持于所述填料体内。泵还包括减压衬套,所述减压衬套设有中心通孔且限定所述中心通孔的内壁设有凹槽,其中所述填料位于所述压盖与所述减压衬套之间,所述泵轴穿过所述中心通孔和所述填料并延伸出所述填料体,以及所述泵轴与所述减压衬套之间为间隙配合。
一实施例中,所述泵为高压流体泵,该高压流体泵的最大工作压力PN为1.0MPA以上。
一实施例中,减压衬套的外壁与所述填料体之间上设有密封圈。较佳地,该密封圈为O形密封圈。
一实施例中,减压衬套的外壁上设有环形槽,密封圈置于所述环形槽中。
一实施例中,所述凹槽呈螺纹形式,或者在所述减压衬套的内壁上沿所述减压衬套的中心轴线方向设有相互间隔开的多个所述凹槽。
一实施例中,所述减压衬套设有头部和减压部,其中,所述头部抵靠所述填料,以及所述减压部具有预定长度并设有所述凹槽。
一实施例中,所述减压衬套的所述头部和所述减压部形成为一体。
一实施例中,所述填料体的所述轴孔内设有台阶,所述头部的一端抵靠所述填料体的所述轴孔内的台阶,所述头部的另一端抵靠所述填料。
一实施例中,所述减压部的长度为所述泵轴的外径的1.5-3倍。
一实施例中,所述减压衬套的设有所述凹槽的减压段的长度为所述泵轴的外径的1-3倍。
一实施例中,所述减压衬套的所述头部设有第一泄压孔,所述填料体上设有第二泄压孔,所述第一泄压孔同时与所述凹槽和所述第二泄压孔流体连通,以及所述第二泄压孔能够可操作地打开或关闭。
一实施例中,围绕所述减压衬套的所述头部设有多个第一泄压孔,所述减压衬套的头部进一步设有泄压槽,所述泄压槽同时与所有所述第一泄压孔和所述第二泄压孔流体连通。
一实施例中,所述减压衬套的所述头部设有周向间隔开的多个所述第一泄压孔,多个所述第一泄压孔的横截面面积之和以及所述减压衬套与所述泵轴之间的间隙的横截面面积满足如下关系:
3*(π*(D1/2)2-π*(D/2)2)≤π*(d/2)2n≤6*(π*(D1/2)2-π*(D/2)2)
其中,d为第一泄压孔的直径,n为第一泄压孔的数量,D1为减压衬套的中心通孔的直径,以及D为泵轴的外径。
一实施例中,所述凹槽的宽度L1大小范围为2mm≤L1≤6mm。更佳地,L1大小范围为3mm≤L1≤5mm。
本发明的泵通过采用减压衬套,并使其与现有的填料密封结构组合而形成新的填料密封结构,使得泵的流体泄漏可能性大大降低,且即使发生液体泄漏,也不会给周边人员带来危险。
附图说明
图1为现有的高压流体泵的剖视图,为清楚起见,仅示出其中一部分。
图2为根据本发明的一实施例的高压流体泵的剖视图,为清楚起见,仅示出其中一部分。
图3为图2的高压流体泵的减压衬套的一实施例的剖视图。
图4为图3的减压衬套的端视图。
图5为图2的高压流体泵的减压衬套的另一实施例的剖视图。
图6为根据本发明的另一实施例的高压流体泵的剖视图,为清楚起见,仅示出其中一部分。
图7为图6的高压流体泵的减压衬套的剖视图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明的较佳实施例进行详细说明,以便更清楚理解本发明的目的、特点和优点。应理解的是,附图所示的实施例并不是对本发明范围的限制,而只是为了说明本发明技术方案的实质精神。
如图2所示,泵100包括泵体2,泵体2固定连接有填料体8。泵体2与填料体8之间设有O形密封圈7。填料体4设有轴孔41,轴孔41中容纳有填料5和减压衬套9。填料5通过填料压盖6保持于填料体8内并抵靠于减压衬套9。泵轴3依次延伸穿过减压衬套9、填料体8、填料5和填料压盖6,泵轴3与减压衬套9之间形成间隙配合。工作时,泵中的流体在到达填料5之间,首先经过减压衬套9。流体经过减压衬套9减压后,压力大大降低,因此可以大大减少流体从填料5泄漏的可能性,并且即使泄漏,也不会带来危险。这里,减压衬套9、填料体8、填料5和填料压盖6可以统称为填料密封结构。
这里,填料体8与图1所示的现有技术中的填料体4大致相同。与现有技术的填料体4相比,本发明的填料体8可选地增加了泄压孔44且其长度根据需要作了调整,例如长度增加以同时容纳减压衬套9和填料5。
如图3和4所示,减压衬套9呈圆筒状并包括头部91和减压部92。这里,头部91和减压部92一体形成。应理解的是,头部91也可分开制成,然后组装在一起。减压部92的外壁上设有环形槽96,密封圈10置于环形槽96中,从而防止流体经由填料体8与减压衬套9之间的间隙流出,即阻止流体从减压衬套外侧流动,迫使所有流体都从减压衬套内侧流过。
减压衬套9的头部91的外径大于减压部92的外径,从而在头部91和减压部92之间形成台阶。相应地,限定填料体8的轴孔81的填料体内壁上设有台阶82。组装时,头部91的一端抵靠填料体8的轴孔内的台阶82,头部91的另一端抵靠填料5。
减压衬套9设有中心通孔95。限定该中心通孔95的减压衬套内壁上沿减压衬套的中心轴线方向设有多个凹槽93。图3所示的实施例中,凹槽93呈围绕中心通孔95的环形形状。凹槽的数量可根据需要来设计,例如根据该泵中流体的压力大小来设计。各个凹槽93之间相互间隔开并相距预定距离。设置凹槽93可有助于使得流过减压衬套9的流体压力下降。应理解,在减压衬套内壁上的凹槽也可形成为连续凹槽,例如凹槽可呈螺纹形式,如图5的凹槽93’所示。较佳地,凹槽93、93’的宽度L1大小范围为2mm≤L1≤6mm。更佳地,L1大小范围为3mm≤L1≤5mm。凹槽93、93’的深度H为0.25mm~8mm。更佳地,凹槽93、93’的深度H为0.5mm~5mm,。
又一替代实施例中,减压衬套内壁上的凹槽可以为迷宫式凹槽。
减压衬套9的头部91进一步设有第一泄压孔92和泄压槽94。第一泄压孔92沿减压衬套9的头部91周向布置。图4所示的实施例中,沿减压衬套9的头部91均匀地布置有6个第一泄压孔92。应理解的是,可根据需要设置所需数量的第一泄压孔92,例如1个、2个、3个或4个。泄压槽94为围绕头部91的连续凹槽。泄压槽94与所有的第一泄压孔92连通。应理解的是,也可以不设置泄压槽94,而仅仅设置第一泄压孔92。或者,可以不设置泄压槽94和第一泄压孔92,下文将进一步详细描述。
图2所示的实施例中,与减压衬套9的第一泄压孔92和泄压槽94对应地,在填料体8上设有第二泄压孔84。第二泄压孔84与第一泄压孔92和泄压槽94流体连通。第二泄压孔84能够可操作地打开或关闭,从而在需要泄压时打开,而在正常工作过程中关闭。
较佳地,减压部92的长度L为泵轴3的外径D的1.5-3倍。在该范围内,可以有效地减压,并且泵的结构仍然较紧凑。
较佳地,减压衬套9的设有凹槽的减压段的长度L2为泵轴3的外径的1-3倍。
一实施例中,多个第一泄压孔92的横截面面积之和以及减压衬套9与泵轴3之间的间隙的横截面面积满足如下关系:
3*(π*(D1/2)2-π*(D/2)2)≤π*(d/2)2n≤6*(π*(D1/2)2-π*(D/2)2)
其中,d为第一泄压孔的直径,n为第一泄压孔的数量,D1为减压衬套的中心通孔的直径,以及D为泵轴的外径。
在上述关系下,可以获得较为良好的减压效果。
图6示出根据根发明的第二实施例的高压流体泵100’的剖视图,为清楚起见,仅示出其中一部分。图6所示的泵100’与图2所示的泵100之间的主要区别在于,图2所示的泵100的减压衬套上设有第一泄压孔92,相应地,在填料体8上设有第二泄压孔84,而图6所示的泵100’中,减压衬套9’和填料体8’均不设置泄压孔,如图7所示,减压衬套9’的头部91’尺寸相对较小。其余部分的结构和连接关系与图2-5所示的实施例相同,在此不再详述。
本发明的高压流体泵的填料密封结构具有如下特点:
1、适用于所有用于输送高压流体并使用填料密封的高压流体泵。这里,高压流体泵指的是最大工作压力PN为1.0MPA以上的泵。
2、增加减压衬套后的填料密封结构不会因为增加一个部件而有太多变化,并且可以通过同时略微改变的填料体来根据客户要求改变填料压盖的位置。
3、增加减压衬套后,加工、装配良好的情况下,基本减压衬套不需要维修。
4、减压衬套通过填料压盖给填料的轴向压力,填料在将减压衬套紧紧压在填料体上,同时填料体与减压衬套间隙配合,让减压衬套牢牢固定在填料体上,无摩擦,无任何机械损失。
5、通过多个槽后或螺纹到达填料处的流体,压力已经大大减低.
6、填料体上的泄压孔上外接管路,通过管路引流也可让压力再次减低(可根据现场情况不接)。
7、可根据实际情况的要求,通过计算,来调整槽的数量,以及其之间的距离等其他尺寸,使从填料处泄露流体的扬程、流速达到安全可控的范围内。
本发明的高压流体泵中,在现有的填料密封结构上增加了减压衬套,通过减压衬套中迷宫式凹槽结构或螺纹式凹槽结构来增加泄露流体流动中的阻力,从而达到减少填料泄露流体中的能量、压力,让使用过程变得安全、稳定、可靠。最重要的是本发明的减压结构制作成本简单、成本低、为非接触式减压,使用寿命长。
需要指出的是,本发明的填料密封结构适用于所有使用填料轴封的泵,包括但不限于立式泵、卧式泵、多级高扬程水泵、离心泵、双吸泵和长轴排水泵等等。本发明的对现有水泵的改进主要在填料体密封结构相关部分,因此,在本文中,没有对泵的其余结构作详细描述。应理解,泵的其余结构可以采用本领域已知的任何合适的结构。
以上已详细描述了本发明的较佳实施例,但应理解到,在阅读了本发明的上述讲授内容之后,本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改。这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

Claims (10)

1.一种泵,所述泵包括泵体、泵轴、填料体和压盖,所述填料体固定连接于所述泵体,所述填料体设有轴孔,所述轴孔内填装有填料,且所述压盖用于将所述填料保持于所述填料体内,其特征在于,所述泵还包括减压衬套,所述减压衬套设有中心通孔且限定所述中心通孔的内壁设有凹槽,其中所述填料位于所述压盖与所述减压衬套之间,所述泵轴穿过所述中心通孔和所述填料并延伸出所述填料体,以及所述泵轴与所述减压衬套之间的配合为间隙配合。
2.根据权利要求1所述的泵,其特征在于,所述减压衬套的外壁与所述填料体之间上设有密封圈。
3.根据权利要求1所述的泵,其特征在于,所述凹槽呈螺纹形式,或者在所述减压衬套的内壁上沿所述减压衬套的中心轴线方向设有相互间隔开的多个所述凹槽。
4.根据权利要求1所述的泵,其特征在于,所述减压衬套设有头部和减压部,其中,所述头部抵靠所述填料,以及所述减压部具有预定长度并设有所述凹槽。
5.根据权利要求4所述的泵,其特征在于,所述填料体的所述轴孔内设有台阶,所述头部的一端抵靠所述填料体的所述轴孔内的台阶,所述头部的另一端抵靠所述填料。
6.根据权利要求4所述的泵,其特征在于,所述减压部的长度为所述泵轴的外径的1.5-3倍。
7.根据权利要求4所述的泵,其特征在于,所述减压衬套的设有所述凹槽的减压段的长度为所述泵轴的外径的1-3倍。
8.根据权利要求1所述的泵,其特征在于,所述减压衬套的所述头部设有第一泄压孔,所述填料体上设有第二泄压孔,所述第一泄压孔同时与所述凹槽和所述第二泄压孔流体连通,以及所述第二泄压孔能够可操作地打开或关闭。
9.根据权利要求5所述的泵,其特征在于,所述减压衬套的所述头部设有周向间隔开的多个所述第一泄压孔,多个所述第一泄压孔的横截面面积之和以及所述减压衬套与所述泵轴之间的间隙的横截面面积满足如下关系:
3*(π*(D1/2)2-π*(D/2)2)≤π*(d/2)2n≤6*(π*(D1/2)2-π*(D/2)2)
其中,d为第一泄压孔的直径,n为第一泄压孔的数量,D1为减压衬套的中心通孔的直径,以及D为泵轴的外径。
10.根据权利要求1所述的泵,其特征在于,所述凹槽的宽度L1大小范围为2mm≤L1≤6mm。
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