CN109538520A - 迷宫密封系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种迷宫密封系统，用于从轴向外侧密封安装在一根旋转轴上的轴承，所述迷宫密封系统包括：动迷宫环，该动迷宫环以固定布置在所述旋转轴上的方式随所述旋转轴旋转；静迷宫环，该静迷宫环本身固定地布置，且适于与所述动迷宫环共同形成轴承润滑剂能缓慢通过的迷宫槽，其中，所述动迷宫环和所述静迷宫环还共同围出至少两个回油腔，所述回油腔分别与所述迷宫槽相连通且在所述旋转轴的轴向上位置前后相继地布置；其中，每个所述回油腔的底部设有第一回油孔，该第一回油孔与润滑油室相连通，从而使所述回油腔收集的轴承润滑剂能回流到所述润滑油室中。
Description
技术领域
本发明涉及离心泵轴承密封技术领域，具体涉及一种迷宫密封系统。
背景技术
轴承密封是为了阻止轴承的润滑油从油室漏出来，现有的卧式离心泵轴承的接触式密封例如是骨架油封，非接触式密封例如是简单的迷宫密封。但无论是接触式密封还是非接触密封，在长期使用的过程中，都不能起到良好的密封效果。
在接触式密封中存在如下技术缺陷：接触密封主要靠密封件(骨架油封) 压紧轴，在运行时，轴旋转，而密封件(骨架油封)静止不动，这样，密封件和轴会一直存在摩擦，使用一定时间后，必然会出现磨损，这种状况下，密封件不再压紧轴，就会出现泄漏。
在非接触式密封中，例如简单的迷宫密封，只是简单的两个密封环组合在一起，而没有回油腔，只能适用于油量泄漏非常少的工况，而且，在长期使用过程中还容易使得外界灰尘污染润滑油。
发明内容
针对上述缺陷，本发明的目的是提供一种迷宫密封系统，以解决传统接触密封磨损零件的问题，以及简单迷宫密封适应性窄的的问题。
本发明的迷宫密封系统，用于从轴向外侧密封安装在一根旋转轴上的轴承，所述迷宫密封系统包括：动迷宫环，该动迷宫环以固定布置在所述旋转轴上的方式随所述旋转轴旋转；静迷宫环，该静迷宫环本身固定地布置，且适于与所述动迷宫环共同形成轴承润滑剂能缓慢通过的迷宫槽，其中，所述动迷宫环和所述静迷宫环还共同围出至少两个回油腔，所述回油腔分别与所述迷宫槽相连通且在所述旋转轴的轴向上位置前后相继地布置；其中，每个所述回油腔的底部设有第一回油孔，该第一回油孔与润滑油室相连通，从而使所述回油腔收集的轴承润滑剂能回流到所述润滑油室中。
根据本发明的迷宫密封系统的一种优选实施形式，还包括环形挡油板，该环形挡油板紧密贴合在所述轴承的轴承外圈的密封侧轴向端面上，且中心开孔的尺寸选择为与所述旋转轴留有环形间隙，并且，该环形挡油板在半径介于所述轴承的轴承外圈和内圈之间的位置具有向远离所述轴承的方向的弯折，以使得该环形挡油板在径向上延伸至所述轴承内圈的范围内时与所述轴承内圈之间留有轴向间隙，所述环形间隙和所述轴向间隙共同形成适于轴承润滑剂流动的通路。
根据本发明的迷宫密封系统的一种优选实施形式，还包括固定布置于所述旋转轴上的回转锥面，该回转锥面从所述动迷宫环向所述轴承逐渐径向外扩，尺寸被设计为适于将位于其上的润滑剂在离心力的作用下甩向所述环形挡油板。原理就如同旋转撑开的雨伞时雨水从伞沿甩开一样。
优选的是，对所述回转锥面进一步优化，使所述回转锥面上具有适于促进轴承润滑剂向所述轴承一侧流动的螺旋线结构。
在所述回转锥面的具体设计结构中，所述回转锥面可以设计为直圆锥面或双曲面。
根据本发明的迷宫密封系统的一种优选实施形式，在所述轴承和所述动密封环之间的空间的底部布置有第二回油孔，该第二回油孔与润滑油室相连通，从而使所收集的轴承润滑剂能回流到所述润滑油室中。
根据本发明的迷宫密封系统的一种优选实施形式，所述迷宫密封系统还包括防尘橡胶圈，该防尘橡胶圈以一端固定在所述旋转轴上且另一端抵靠所述静迷宫环的远离所述轴承的那侧的方式实现对于从所述迷宫槽的尾端逸出的轴承润滑剂的密封。
根据本发明的迷宫密封系统的设计思想，还可以将不同的技术特征集成于一个部件中，以减少零部件的数量，有利于迷宫密封系统的后续设计，例如降低加工制造的累计误差，优化装配工艺等。
优选地，所述回转锥面是从所述动迷宫环突伸出的一体结构。
优选地，所述动迷宫环与所述旋转轴设置成一体结构。
优选地，所述静迷宫环与所述轴承的轴承压盖设置成一体结构。
根据本发明的迷宫密封系统的一种优选实施形式，所述回转锥面是与所述动迷宫环固定连接的单独部件，可以对该零件进行个性化设计。
根据本发明的迷宫密封系统的一种优选实施形式，所述回油腔的数目为恰好两个。
由于本发明的迷宫密封系统具有良好的密封效果，因此，在上述各种技术方案中，所述轴承可以为止推轴承。本发明的迷宫密封系统尤其是针对于止推轴承的需求设计的，因为离开止推轴承的润滑剂受到轴承轴向的力而与其它类型的轴承相比在这个方向上具有更明显的运动分量，传统密封并不能有效防止泄漏。而本发明的迷宫密封系统的挡油板、多回油腔、回转锥面的设计都是明显针对这种需求提出的。
以上列举了本发明的迷宫密封系统的不同实施方案，总体而言，密封方案是从轴承侧向外形成了数道阻挡屏障，一步步阻碍了润滑油的外流，使得润滑油在传动系统中既起到润滑的作用，又通过不断的循环，达到冷却散热的技术效果，其中，通过设置挡油板，将由于轴向力的存在而喷出的润滑油被大部分挡住，而形成润滑油的第一道关卡，通过对动密封进行回转锥面的结构改进，借助离心力的作用，将流出的大部分润滑油甩开，形成润滑油的第二道关卡，在本发明还设置了迷宫槽，利用了流体的摩阻效应，阻止润滑油的进一步外流，形成润滑油的第三道关卡；多个回油腔的设置，既可以延缓润滑油的排出，也可以将回油腔内的润滑油及时导入润滑油室，形成了润滑油的第四道和第五道关卡，另外，迷宫密封系统外侧的防尘橡胶圈，可以阻止空气中的尘埃进入设备内部，保证了润滑油与传动部件的清洁。
附图说明
图1示意了本发明的迷宫密封系统应用于传动设备的装配结构图；
图2示意了本发明的迷宫密封系统的局部放大图；
图3示意了本发明的迷宫密封系统的静迷宫环与轴承压盖设置成一体结构的实施形式。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的迷宫密封系统进行详细说明，需要说明的是，具体实施例不能理解为对本发明的限制。
图1示意了本发明的迷宫密封系统应用于传动设备的装配结构图，图2 示意了本发明的迷宫密封系统的局部放大图，如图1、图2所示，本发明的迷宫密封系统300，用于从轴向外侧密封安装在一根旋转轴301上的轴承 302，迷宫密封系统300包括：动迷宫环401，该动迷宫环以固定布置在旋转轴上的方式随旋转轴301旋转；静迷宫环402，该静迷宫环本身固定地布置，且适于与动迷宫环401共同形成轴承润滑剂能缓慢通过的迷宫槽，其中，动迷宫环401和静迷宫环402还共同围出至少两个回油腔403，回油腔403分别与迷宫槽相连通且在旋转轴301的轴向上位置前后相继地布置；其中，每个回油腔403的底部设有第一回油孔404，该第一回油孔404与润滑油室303 相连通，从而使回油腔403收集的轴承润滑剂能回流到所述润滑油室303中。
动迷宫环401与静迷宫环402的间隙为c，利用流体的摩阻效应，间隙 c可以起到阻碍润滑油通过的作用。
本发明的迷宫密封系统还包括环形挡油板405，该环形挡油板紧密贴合在轴承302的轴承外圈的密封侧轴向端面上，且中心开孔的尺寸选择为与旋转轴301留有环形间隙b，并且，该环形挡油板在半径介于所述轴承的轴承外圈和内圈之间的位置具有向远离所述轴承的方向的弯折，以使得该环形挡油板在径向上延伸至所述轴承内圈的范围内时与所述轴承内圈之间留有轴向间隙，环形间隙b和轴向间隙共同形成适于轴承润滑剂流动的通路。
向轴承外侧喷出的润滑油，首先受到环形挡油板405的阻挡，通过设置环形挡油板405，阻挡大部分的润滑油直接喷出，这形成了润滑油的第一道关卡。
本发明的迷宫密封系统还包括固定布置于旋转轴301上的回转锥面 406，该回转锥面406从动迷宫环401向轴承302逐渐径向外扩，回转锥面与水平方向的夹角为a，尺寸被设计为适于将位于其上的润滑剂在离心力的作用下甩向环形挡油板405。在迷宫密封系统的优选实施例中，回转锥面406 可以设置适于促进轴承润滑剂向所述轴承一侧流动的螺旋线结构。回转锥面还可以设计为直圆锥面或双曲面。
总之，设置回转锥面的目的在于促进润滑油被甩到挡油板外侧。在轴承 302和动迷宫环401之间的空间的底部布置第二回油孔，该第二回油孔与润滑油室相连通，从而使因被挡油板外侧挡住而被收集的轴承润滑剂能回流到所述润滑油室中。这形成润滑油的第二道关卡，使得能够通过迷宫槽的油量减少。
本发明的迷宫密封系统还包括防尘橡胶圈407，该防尘橡胶圈407的一端固定在旋转轴301上，另一端抵靠静迷宫环402的远离轴承端，实现对于从迷宫槽的尾端逸出的轴承润滑剂的密封，防尘橡胶圈407是迷宫密封系统的最后一道关卡，主要作用是防止空气中的尘埃进入油腔。
下面给出了几种将具有不同作用的零件集成为一个零件的具体实施方式，减少迷宫密封系统的零部件数量，有利于迷宫密封系统的后续设计，例如降低加工制造的累计误差，优化装配工艺等。例如，可以将回转锥面406 与动迷宫环401设置为单个零件，使回转锥面406从动迷宫环401的一侧突伸出。还可以将动迷宫环401与旋转轴301设置成一体结构，后续可以省略动迷宫环401与旋转轴301的装配步骤。
图3示意了本发明的迷宫密封系统的静迷宫环与轴承压盖设置成一体结构的实施形式，如图3所示，静迷宫环402与轴承302的轴承压盖501设置成一体结构，整体如同法兰结构，方便了设计与加工。
对于本发明的迷宫密封系统中起到关键作用的零部件，例如回转锥面，可以单独进行设计，以达到良好的技术效果。
根据本发明的迷宫密封系统的一种优选实施形式，回油腔403的数目为恰好两个，试验证明，两个回油腔的设置已能够起到很好的密封效果，满足了一般传动设备对密封系统的要求。
由于本发明的迷宫密封系统具有良好的密封效果，因此，在上述各种技术方案中，轴承302可以为止推轴承。
以上记载了本发明的优选实施例，但是本发明的精神和范围不限于这里所公开的具体内容。本领域技术人员能够根据本发明的教导而做出更多的实施方式和应用，这些实施方式和应用都在本发明的精神和范围内。本发明的精神和范围不由具体实施例来限定，而由权利要求来限定。
附图标记列表
300 迷宫密封系统
301 旋转轴
302 轴承
303 润滑油室
401 动迷宫环
402 静迷宫环
403 回油腔
404 第一回油孔
405 环形挡油板
406 回转锥面
407 防尘橡胶圈
501 轴承压盖。
Claims (13)
1.一种迷宫密封系统(300)，用于从轴向外侧密封安装在一根旋转轴(301)上的轴承(302)，其特征在于，所述迷宫密封系统(300)包括：
动迷宫环(401)，该动迷宫环(401)以固定布置在所述旋转轴(301)上的方式随所述旋转轴(301)旋转；
静迷宫环(402)，该静迷宫环(402)本身固定地布置，且适于与所述动迷宫环(401)共同形成轴承润滑剂能缓慢通过的迷宫槽，
其中，所述动迷宫环(401)和所述静迷宫环(402)还共同围出至少两个回油腔(403)，所述回油腔(403)分别与所述迷宫槽相连通且在所述旋转轴(301)的轴向上位置前后相继地布置；
其中，每个所述回油腔(403)的底部设有第一回油孔(404)，该第一回油孔(404)与润滑油室(303)相连通，从而使所述回油腔(403)收集的轴承润滑剂能回流到所述润滑油室(303)中。
2.根据权利要求1所述的迷宫密封系统，其特征在于，所述迷宫密封系统(300)还包括环形挡油板(405)，该环形挡油板(405)紧密贴合在所述轴承的轴承外圈的密封侧轴向端面上，且中心开孔的尺寸选择为与所述旋转轴留有环形间隙，并且，该环形挡油板(405)在半径介于所述轴承(302)的轴承外圈和内圈之间的位置具有向远离所述轴承(302)的方向的弯折，以使得该环形挡油板(405)在径向上延伸至所述轴承内圈的范围内时与所述轴承内圈之间留有轴向间隙，所述环形间隙和所述轴向间隙共同形成适于轴承润滑剂流动的通路。
3.根据权利要求2所述的迷宫密封系统，其特征在于，所述迷宫密封系统(300)还包括固定布置于所述旋转轴上的回转锥面(406)，该回转锥面(406)从所述动迷宫环(401)向所述轴承(302)逐渐径向外扩，尺寸被设计为适于将位于其上的润滑剂在离心力的作用下甩向所述环形挡油板(405)。
4.根据权利要求1或3所述的迷宫密封系统，其特征在于，在所述轴承(302)和所述动密封环(401)之间的空间的底部布置有第二回油孔，该第二回油孔与润滑油室(303)相连通，从而使所收集的轴承润滑剂能回流到所述润滑油室(303)中。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的迷宫密封系统，其特征在于，所述迷宫密封系统(300)还包括防尘橡胶圈(407)，该防尘橡胶圈(407)以一端固定在所述旋转轴(301)上且另一端抵靠所述静迷宫环(402)的远离所述轴承(302)的那侧的方式实现对于从所述迷宫槽的尾端逸出的轴承润滑剂的密封。
6.根据权利要求3所述的迷宫密封系统，其特征在于，所述回转锥面(406)上具有适于促进轴承润滑剂向所述轴承一侧流动的螺旋线结构。
7.根据权利要求3所述的迷宫密封系统，其特征在于，所述回转锥面(406)为直圆锥面或双曲面。
8.根据权利要求3所述的迷宫密封系统，其特征在于，所述回转锥面(406)是从所述动迷宫环突伸出的一体结构。
9.根据权利要求3所述的迷宫密封系统，其特征在于，所述回转锥面(406)是与所述动迷宫环(401)固定连接的单独部件。
10.根据权利要求1至3中任一项所述的迷宫密封系统，其特征在于，所述回油腔(403)的数目为恰好两个。
11.根据权利要求1至3中任一项所述的迷宫密封系统，其特征在于，所述动迷宫环(401)与所述旋转轴(301)设置成一体结构。
12.根据权利要求1至3中任一项所述的迷宫密封系统，其特征在于，所述静迷宫环(402)与所述轴承(302)的轴承压盖(501)设置成一体结构。
13.根据权利要求1至3中任一项所述的迷宫密封系统，其特征在于，所述轴承(302)为止推轴承。
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