CN112377412B - 液环真空泵轴封结构 - Google Patents

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Abstract

液环真空泵轴封结构，包括轴套、轴封体、轴封盖和环形阀片，轴套上设有环形台阶，环形台阶由轴套内端面、轴套内圆柱面和轴套外圆柱面组成，轴封体的叶轮转轴通孔包括轴封体内端面、轴封体内圆柱面和轴封体外圆柱面，轴封盖直接固定在真空泵侧盖上或通过轴封体固定在真空泵侧盖上，轴封盖上设有容轴套穿过的通孔，轴封盖与轴套内端面和轴封体内端面之间的环形间隙内安置着环形阀片，环形阀片可在该环形间隙内自由转动和轴向移动，环形阀片贴可对轴套内端面与轴封体内端面之间的缝隙进行封堵。该轴封结构设计新颖巧妙、结构简单，其密封部件之间既能紧密贴合、实现良好密封，又具有摩擦力小、接触少、磨损缓慢、使用寿命长的优点。

Description

液环真空泵轴封结构
技术领域
本发明涉及一种液环真空泵轴封结构，用于对真空泵叶轮转轴进行密封，防止真空泵壳体内液体沿叶轮转轴外泄，属于液环真空泵密封结构技术领域。
背景技术
现有液环真空泵的叶轮转轴与泵通孔之间都设置有用于防止泵体内液体外溢的密封结构，但现有密封结构通常都是采用填料密封或者机械密封，虽然在一般应用条件下具有较好的密封效果，但填料密封部件之间大面积接触且长时间发生摩擦，存在磨损快、寿命短的缺陷，而机械密封则存在结构复杂，制造维护成本高的缺陷。同时，现有密封结构的轴套及密封体均采用金属材料，在某些高腐蚀环境下的液环真空泵寿命很低，例如干法氟化铝含氟气体工况。
发明内容
本发明针对现有液环真空泵轴封结构的上述缺陷，提供一种新的液环真空泵轴封结构，该液环真空泵轴封结构设计新颖巧妙、结构简单，其密封部件之间既能紧密贴合、实现良好密封，又具有摩擦力小、接触少、磨损缓慢、密封部件使用寿命长的优点。
为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：
液环真空泵轴封结构，包括轴套、轴封体、轴封盖和环形阀片，轴套上设有与轴封体上的叶轮转轴通孔相对应的环形台阶，此时，环形台阶由轴套内端面、轴套内圆柱面和轴套外圆柱面组成，轴封体的叶轮转轴通孔包括轴封体内端面、轴封体内圆柱面和轴封体外圆柱面，轴套内端面和轴封体内端面位于同一平面，轴封体与轴套和环形台阶之间无接触；轴封盖位于轴封体外侧，轴封盖上设有容轴套穿过的通孔，轴封盖与轴套和环形台阶之间无接触；轴封盖与轴套内端面和轴封体内端面之间的环形间隙内安置着环形阀片，环形阀片可在该环形间隙内自由转动和轴向移动，当环形阀片贴到轴套内端面和轴封体内端面上时，可对轴套内端面与轴封体内端面之间的缝隙进行封堵。该轴封结构中的环形阀片在真空泵启动后会因为泵内的负压而内移对轴套内端面与轴封体内端面之间的缝隙进行完全封堵，实现真空泵运行过程中对轴孔处的密封。
优选的，轴套上套装着离心套，离心套上设着与轴封体上的叶轮转轴通孔相对应的环形台阶，此时，环形台阶由离心套内端面、离心套内圆柱面和离心套外圆柱面组成，离心套外圆柱面穿过轴封盖的通孔，离心套及设于离心套上的环形台阶与轴封体和轴封盖之间均无接触，离心套内端面与轴封体内端面位于同一平面，轴封盖与离心套内端面和轴封体内端面之间的环形间隙内安置着环形阀片，环形阀片可在该间隙内自由转动和轴向移动，当环形阀片贴到离心套内端面和轴封体内端面上时，可对离心套内端面与轴封体内端面之间的缝隙进行封堵。该设计为上一方案的替换方案。
优选的，环形阀片的外径大于轴封盖通孔的孔径。环形阀片外径大于轴封盖通孔孔径可保证环形阀片始终滞留在环形间隙内。
优选的，环形阀片的内孔与轴套外圆柱面和离心套外圆柱面均为过渡配合。通过优化设计环形阀片内孔孔径，可实现环形阀片在真空泵运行时或启动前的密封。
优选的，环形阀片的外侧还同轴设置有一个或多个可在环形间隙内自由转动和轴向移动的环形外阀片，最外侧环形外阀片的外径大于轴封盖通孔的孔径，最外侧环形外阀片的内孔径与轴套外圆柱面和离心套外圆柱面均为过渡配合。
优选的，轴套、轴封体、轴封盖、离心套、环形阀片和环形外阀片均由耐磨、耐腐、亲水的轻质非金属材料制成。非金属材料可有效提高轴封结构耐磨、耐腐等性能。
优选的，环形间隙内填充有锂基脂或者轧辊润滑脂。填充润滑脂可一方面可润滑密封件，另一方面高速旋转时可有效起到密封作用。
优选的，轴封盖可拆卸的固定在真空泵端盖或轴封体外侧，轴封体可拆卸的密封固定在真空泵端盖外侧，离心套以可拆卸的形式套装固定在轴套上。可拆卸设计有利于轴封结构的维修。
与现有技术相比较，本发明的有益效果是：
1.本发明采用液环真空泵在运行过程中会在轴封处产生负压的原理，设计出了一种在真空泵启动后，通过轴封处负压吸附轻质环形阀片实现密封的轴封结构，轴封处的负压能在保证轻质环形阀片不变形或变形较小的情况下，既保证环形阀片与密封部件间紧贴、密封良好，同时又能确保摩擦力不会过大、减缓磨损速度。该液环真空泵轴封结构设计新颖巧妙、结构简单，其密封部件之间既能紧密贴合、实现良好密封，又具有摩擦力小、接触少、磨损缓慢、密封部件使用寿命长的优点。
2.本发明通过优化单环形阀片的尺寸或通过增设可对环形间隙外口进行封堵的环形阀片的形式，可在真空泵不工作时通过泵内液体产生向外的压力外移实现紧贴密封。
3.本发明在环形阀片所在的环形间隙内填充有锂基脂或者轧辊润滑脂，该设计一方面降低了密封件之间的摩擦，延长了使用寿命，另一方面又进一步提高了密封能力。
4.本发明中的多个部件均是可拆卸的，且结构简单，组装拆卸都很方便，进一步降低了其制造维护成本。
附图说明
图1是本发明基础设计一的结构示意图；
图2是图1中C处第一种结构的放大图；
图3是图1中C处第二种结构的放大图；
图4是本发明基础设计二的结构示意图；
图5是图4中D处第一种结构的放大图；
图6是图4中D处第二种结构的放大图。
图中：轴套1；轴套内端面1.1；轴套内圆柱面1.2；轴套外圆柱面1.3；轴封体2；轴封体内端面2.1；轴封体内圆柱面2.2；轴封体外圆柱面2.3；轴封盖3；离心套4；离心套内端面4.1；离心套内圆柱面4.2；离心套外圆柱面4.3；环形阀片5；环形外阀片6。
具体实施方式
以下结合附图说明和具体实施例方式对本发明做进一步的详细描述。
结合图1至图6，液环真空泵轴封结构，包括轴套1、轴封体2、轴封盖3和环形阀片5，轴套1上设有与轴封体2上的叶轮转轴通孔相对应的环形台阶，此时，环形台阶由轴套内端面1.1、轴套内圆柱面1.2和轴套外圆柱面1.3组成，轴封体2的叶轮转轴通孔包括轴封体内端面2.1、轴封体内圆柱面2.2和轴封体外圆柱面2.3，轴套内端面1.1和轴封体内端面2.1位于同一平面，轴封体2与轴套1和环形台阶之间无接触；轴封盖3位于轴封体2外侧，轴封盖3直接固定在真空泵侧盖上或通过轴封体2固定在真空泵侧盖上，轴封盖3上设有容轴套1穿过的通孔，轴封盖3与轴套1和环形台阶之间无接触；轴封盖3与轴套内端面1.1和轴封体内端面2.1之间的环形间隙内安置着环形阀片5，环形阀片5可在该环形间隙内自由转动和轴向移动，当环形阀片5贴到轴套内端面1.1和轴封体内端面2.1上时，可对轴套内端面1.1与轴封体内端面2.1之间的缝隙进行封堵，当尺寸设计的合理时，可实现完全封堵。
作为优选的技术方案，轴套1上套装着离心套4，离心套4上设着与轴封体2上的叶轮转轴通孔相对应的环形台阶，此时，环形台阶由离心套内端面4.1、离心套内圆柱面4.2和离心套外圆柱面4.3组成，离心套外圆柱面4.3穿过轴封盖3的通孔，离心套4及设于离心套4上的环形台阶与轴封体2和轴封盖3之间均无接触，离心套内端面4.1与轴封体内端面2.1位于同一平面，轴封盖3与离心套内端面4.1和轴封体内端面2.1之间的环形间隙内安置着环形阀片5，环形阀片5可在该间隙内自由转动和轴向移动，当环形阀片5贴到离心套内端面4.1和轴封体内端面2.1上时，可对离心套内端面4.1与轴封体内端面2.1之间的缝隙进行封堵，当尺寸设计的合理时，可实现完全封堵。
作为优选的技术方案，环形阀片5的外径大于轴封盖3通孔的孔径。
作为优选的技术方案，环形阀片5的内孔与轴套外圆柱面1.3和离心套外圆柱面4.3均为过渡配合。
作为优选的技术方案，环形阀片5的外侧还同轴设置有一个或多个可在环形间隙内自由转动和轴向移动的环形外阀片6，最外侧环形外阀片6的外径大于轴封盖3通孔的孔径，最外侧环形外阀片6的内孔径与轴套外圆柱面1.3和离心套外圆柱面4.3均为过渡配合。
作为优选的技术方案，轴套1、轴封体2、轴封盖3、离心套4、环形阀片5和环形外阀片6均由耐磨、耐腐、亲水的轻质非金属材料制成。
作为优选的技术方案，环形间隙内填充有锂基脂或者轧辊润滑脂。
作为优选的技术方案，轴封盖3可拆卸的固定在真空泵端盖或轴封体2外侧，轴封体2可拆卸的密封固定在真空泵端盖外侧，离心套4以可拆卸的形式套装固定在轴套1上。
实施例一：
如图1和图2所示，一种液环真空泵轴封结构，包括轴套1、轴封体2、轴封盖3和环形阀片5，轴套1上设有与轴封体2上的叶轮转轴通孔相对应的环形台阶，环形台阶由轴套内端面1.1、轴套内圆柱面1.2和轴套外圆柱面1.3组成，轴封体2的叶轮转轴通孔由轴封体内端面2.1、轴封体内圆柱面2.2和轴封体外圆柱面2.3组成，轴套内端面1.1和轴封体内端面2.1位于同一平面，轴封体2与轴套1和环形台阶之间无接触；轴封盖3固定在轴封体2外侧，轴封盖3上设有容轴套1穿过的通孔，轴封盖3与轴套1和环形台阶之间无接触；轴封盖3与轴套内端面1.1和轴封体内端面2.1之间的环形间隙内安置着环形阀片5，环形阀片5可在该环形间隙内自由转动和轴向移动，当环形阀片5贴到轴套内端面1.1和轴封体内端面2.1上时，可对轴套内端面1.1与轴封体内端面2.1之间的缝隙进行完全封堵，环形阀片5的外径大于轴封盖3通孔的孔径。轴套1、轴封体2、轴封盖3、环形阀片5均由耐磨、耐腐、亲水的轻质非金属材料制成，环形间隙内填充有锂基脂或者轧辊润滑脂。轴封盖3可拆卸的固定在真空泵端盖或轴封体2外侧，轴封体2可拆卸的密封固定在真空泵端盖外侧，轴套1可拆卸的密封套装在叶轮转轴上。
真空泵工作时，叶轮转轴和轴套1高速旋转，轴封体2和轴封盖3固定不动，环形阀片5受真空泵内所产生负压的吸引，内移，紧贴在轴套内端面1.1和轴封体内端面2.1上，实现对工作状态下真空泵轴孔处的密封。
实施例二：
如图1和图3所示，实施例二与实施例一的区别在于，在环形阀片5的外侧还同轴设置有一个环形外阀片6，环形外阀片6的外径大于轴封盖3通孔的孔径，最外侧环形外阀片6的内孔径与轴套外圆柱面1.3为过渡配合。真空泵运行状态下，环形阀片5可内移对真空泵轴孔进行密封；真空泵在不工作状态下，环形外阀片6可因泵内液体压力作用外移对真空泵轴封进行密封。
实施例三：
实施例三与实施例一的区别在于，环形阀片5的内孔与轴套外圆柱面1.3为过渡配合，环形阀片5的外径大于轴封盖3通孔的孔径。该结构的环形阀片5可对运行状态的真空泵轴孔和不工作时的真空泵轴孔进行密封。
实施例四：
如图4和图5所示，实施例四与实施例一的区别在于，轴套1上套装着离心套4，离心套4上设着与轴封体2上的叶轮转轴通孔相对应的环形台阶，此时，环形台阶由离心套内端面4.1、离心套内圆柱面4.2和离心套外圆柱面4.3组成，离心套外圆柱面4.3穿过轴封盖3的通孔，离心套4及设于离心套4上的环形台阶与轴封体2和轴封盖3之间均无接触，离心套内端面4.1与轴封体内端面2.1位于同一平面，轴封盖3与离心套内端面4.1和轴封体内端面2.1之间的环形间隙内安置着环形阀片5，环形阀片5可在该间隙内自由转动和轴向移动，当环形阀片5贴到离心套内端面4.1和轴封体内端面2.1上时，可对离心套内端面4.1与轴封体内端面2.1之间的缝隙进行完全封堵。
启动真空泵时，叶轮转轴、轴套1和离心套4高速旋转，轴封体2和轴封盖3固定不动，环形阀片5受真空泵内所产生负压的吸引，紧贴在离心套内端面4.1和轴封体内端面2.1上，实现对工作状态下真空泵轴孔的密封。
实施例五：
如图4和图6所示，实施例五与实施例四的区别在于，在环形阀片5的外侧还同轴设置有一个环形外阀片6，环形外阀片6的外径大于轴封盖3通孔的孔径，最外侧环形外阀片6的内孔径与离心套外圆柱面4.3为过渡配合。环形阀片5可对运行状态的真空泵轴孔进行密封，环形外阀片6可对不工作时的真空泵轴封进行密封。
实施例六：
实施例六与实施例四的区别在于，环形阀片5的内孔与离心套外圆柱面4.3均为过渡配合，环形阀片5的外径大于轴封盖3通孔的孔径。该结构的环形阀片5可对运行状态的真空泵轴孔和不工作时的真空泵轴孔进行密封。
以上内容是结合具体实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认为本发明的具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，所做出的简单替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.液环真空泵轴封结构，其特征在于：包括轴套（1）、轴封体（2）、轴封盖（3）和环形阀片（5），所述的轴套（1）上套装着离心套（4），所述离心套（4）上设着与轴封体（2）上的叶轮转轴通孔相对应的环形台阶，此时，所述环形台阶由离心套内端面（4.1）、离心套内圆柱面（4.2）和离心套外圆柱面（4.3）组成，所述离心套外圆柱面（4.3）穿过轴封盖（3）的通孔，所述离心套（4）及设于离心套（4）上的环形台阶与轴封体（2）和轴封盖（3）之间均无接触，所述轴封体（2）的叶轮转轴通孔包括轴封体内端面（2.1）、轴封体内圆柱面（2.2）和轴封体外圆柱面（2.3），所述离心套内端面（4.1）与轴封体内端面（2.1）位于同一平面，所述轴封盖（3）与离心套内端面（4.1）和轴封体内端面（2.1）之间的环形间隙内安置着环形阀片（5），所述的环形阀片（5）可在该间隙内自由转动和轴向移动，当环形阀片（5）贴到离心套内端面（4.1）和轴封体内端面（2.1）上时，可对离心套内端面（4.1）与轴封体内端面（2.1）之间的缝隙进行封堵。
2.根据权利要求1所述的液环真空泵轴封结构，其特征在于：所述环形阀片（5）的外径大于轴封盖（3）通孔的孔径。
3.根据权利要求2所述的液环真空泵轴封结构，其特征在于：所述环形阀片（5）的内孔与离心套外圆柱面（4.3）为过渡配合。
4.根据权利要求1所述的液环真空泵轴封结构，其特征在于：所述环形阀片（5）的外侧还同轴设置有一个或多个可在环形间隙内自由转动和轴向移动的环形外阀片（6），最外侧环形外阀片（6）的外径大于轴封盖（3）通孔的孔径，最外侧环形外阀片（6）的内孔径与离心套外圆柱面（4.3）为过渡配合。
5.根据权利要求4所述的液环真空泵轴封结构，其特征在于：所述的轴套（1）、轴封体（2）、轴封盖（3）、离心套（4）、环形阀片（5）和环形外阀片（6）均由耐磨、耐腐、亲水的轻质非金属材料制成。
6.根据权利要求1所述的液环真空泵轴封结构，其特征在于：所述的环形间隙内填充有锂基脂或者轧辊润滑脂。
7.根据权利要求1所述的液环真空泵轴封结构，其特征在于：所述的轴封盖（3）可拆卸的固定在真空泵端盖或轴封体（2）外侧，所述轴封体（2）可拆卸的密封固定在真空泵端盖外侧，所述离心套（4）以可拆卸的形式套装固定在轴套（1）上。
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