CN114738311A - 一种无泄漏离心泵 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及流体机械技术领域，具体为一种无泄漏离心泵。通过泵体与叶轮之间增设的密封组件结构设计，可有效阻止整泵在叶轮进口处的泄漏；密封组件合理的材料选择与尺寸设计，以及增设弹簧与液流孔，可在保障密封性的前提下，减小由动环和静环之间摩擦产生的热量，并且能够有效减缓密封组件材料磨损，从而延长密封组件的使用寿命，并且整体提高泵的密封性与机械效率，延长整泵使用寿命，也能大大降低机械故障概率，保障安全。

Description

一种无泄漏离心泵
技术领域
本发明涉及流体机械技术领域，具体为一种无泄漏离心泵。
背景技术
离心泵在机械制造、环保、化工等行业有着广泛的应用。它主要由叶轮，泵体，泵轴，轴承、密封等主要部件构成，具有流量均匀，运转平稳，结构紧凑等特点。
其中密封部件为离心泵的重要组成部件，密封性能的好坏直接影响到离心泵的工作效率以及使用寿命。目前传统的离心泵主要采用机械密封和填料密封在叶轮后部进行密封，具有良好的密封性，但在叶轮进口处采用简单口环进行密封，仍然存在一定的泄漏量，严重影响泵的性能，也不利于保证泵的使用寿命。
发明内容
为了进一步减少泵内部的泄漏损失，并提高泵的工作性能，本发明提出了一种无泄漏离心泵，该离心泵设计巧妙，结构新颖，在叶轮进口处使用机械结构密封组件配合泵体及叶轮安装，从而达到叶轮进口无泄漏的目的，提高泵运行时的密封性，有效延长泵使用寿命。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种无泄漏离心泵，包括泵体，所述泵体的一端为进液口，另一端安装有泵盖，所述泵体与泵盖之间安装有叶轮，所述泵体与叶轮前盖板之间设置有密封组件，泵体与叶轮之间存在泵腔。
所述密封组件包括静环、静环密封圈、动环和动环密封圈，所述动环通过传动销安装在叶轮前盖板靠近叶轮进口处，使动环跟随叶轮一起转动，传动销数量为2～6个，沿叶轮圆周方向均布，叶轮前盖板与动环之间设置有动环密封圈，静环与泵体之间设置有静环密封圈。
所述静环与泵体之间为固定安装或设置弹簧进行安装，设置弹簧安装的情况下，能够使静环做轴向移动；弹簧可选用大弹簧或者小弹簧，大弹簧丝径Db为叶轮进口直径D0的0.07～0.1倍，小弹簧丝径Ds为叶轮进口直径D0的0.012～0.03倍；大弹簧数量优选为2～4个，小弹簧数量优选为8～18个，沿静环圆周方向均布。
所述静环和动环材料从硬质合金、工程陶瓷、碳石墨和填充聚四氟乙烯中选取，为同一种材料或不同种材料，优选的静环与动环材料为一软一硬，且静环优选为软质材料，动环优选为硬质材料。
所述静环与动环，一个为窄环，另一个为宽环，窄环端面宽度b和高度h由叶轮进口外径大小和窄环材料强度、刚度以及耐磨损能力确定，优选的窄环端面宽度b取2～6mm，端面高度h取2～5mm，宽环端面宽度b’＝b+(1～3)mm。
所述静环内径与叶轮前盖板外径间隙δ取1～3mm。
所述静环密封圈与动环密封圈为橡胶O形圈或者四氟塑料V形圈；橡胶O形圈具有压缩量，内径比安装处尺寸小0.5～1.5mm，四氟塑料V形圈内径比安装处尺寸小0.4～0.5mm，外径比安装处尺寸大0.4～0.5mm。
所述密封组件可由泵腔内液体进行冷却，若泵腔内液体不能进行冷却，可在泵体上开设冷却水管道，开设位置在动环和静环配合端面上方。
所述动环与静环配合端面相互接触，优选的，可在静环或动环上开设液流孔，数量为2～8个，沿静环或动环圆周方向均布，使泵腔内的液体在压差的作用下流入配合端面，在两个端面之间形成一层流体膜，使动环和静环配合端面不完全接触。
本发明的有益效果为：
(1)密封组件中静环使用弹簧连接，可以使端面产生一个初始压力，同时在端面磨损时，也可以使静环产生轴向推移进行间隙补偿，防止端面磨损间隙增大而产生泄漏，有效提高密封性。
(2)在静环或动环上开设液流孔，使动环与静环配合端面之间形成流体膜，可以在保证无液体泄漏的情况下，降低动环与静环工作时的温度，也减少动环与静环端面之间的磨损，有效延长密封组件的使用寿命。
(3)窄环为软材料，宽环为硬材料，可以使窄环被均匀地磨损而不嵌入到宽环中去，有效减少材料的磨损。
(4)密封圈形状与尺寸的合理选择，可以保证良好的密封性能，同时降低安装的难度，减少运行时的摩擦阻力，从而延长密封圈的使用寿命。
密封组件合理的结构设计，可有效阻止整泵在叶轮进口处的泄漏，提高泵运行时的密封性，从而提高泵的机械效率，也有效延长泵的使用寿命。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1为本发明的整体平面结构示意图。
图2为本发明的密封组件一般结构示意图。
图3为本发明的动环与静环端面结构尺寸示意图。
图4为本发明的密封组件优选结构示意图。
图中标号：1、泵体；2、密封组件；3、进液口；4、泵盖；5、泵腔；6、叶轮；7、静环密封圈；8、静环；9、动环密封圈；10、传动销；11、动环；12、冷却水管道；13、弹簧；14、液流孔。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的描述，本发明的目的和效果将更加明显，所描述的实施例为本发明的部分实施例，不代表全部实施例，对此发明内容作的非本质的改进均属于本发明保护的范围。
为使本发明目的、特征、优点能更直观的展现出来，下面将结合附图和具体实施方式作进一步的说明。
如图1所示，本发明包括泵体1，所述泵体1的一端为进液口3，另一端安装有泵盖4，所述泵体1与泵盖4之间安装有叶轮6，所述泵体1与叶轮前盖板之间设置有密封组件2，泵体1与叶轮6之间存在泵腔5。
如图2所示，密封组件2主要组成部分包括静环8、静环密封圈7、动环11和动环密封圈9，动环11通过传动销10安装在叶轮前盖板靠近叶轮进口处，使动环11跟随叶轮6一起转动，本实施例一般结构传动销10数量为4个，沿叶轮圆周方向均布，叶轮前盖板与动环11之间设置有动环密封圈9，本实施例结构中静环8与泵体1为固定安装，静环8与泵体1之间设置有静环密封圈7，静环密封圈7和动环密封圈9均采用橡胶O形圈，内径比安装处尺寸均小1mm，本实施例结构在泵体1上还开设有冷却水管道12，其位于动环11与静环8配合端面上方。
如图3所示，本实施例结构静环8材料为碳石墨，端面宽度b为3mm，高度h为2mm，静环8内径与叶轮前盖板外径间隙δ为1mm，动环11材料为硬质合金，端面宽度b’为5mm。
如图4所示，本实施例优选结构，在一般结构中的泵体1与静环8之间增设了弹簧13连接，本实施例优选结构为小弹簧，数量为8个，叶轮进口直径为48mm，小弹簧丝径取为0.9mm，沿静环圆周均布，可使静环8做轴向移动；静环密封圈7选用四氟塑料V形圈，内径比安装处尺寸小0.4mm，外径比安装处尺寸大0.4mm。本实施例优选结构取消了在泵体1上的冷却水管道12，而在静环8上开设液流孔14，数量为4个，沿静环圆周方向均布。
通过上述在泵体与叶轮之间增设的密封组件结构设计，可有效阻止整泵在叶轮进口处的泄漏；密封组件合理的材料选择与尺寸设计，以及增设弹簧与液流孔，可在保障密封性的前提下，减小由动环和静环之间摩擦产生的热量，并且能够有效减缓密封组件材料磨损，从而延长密封组件的使用寿命，并且整体提高泵的密封性与机械效率，延长整泵使用寿命，也能大大降低机械故障概率，保障安全。
在本发明中，所提到的实施例仅为针对此优化方案的一种方案，并非对本发明的范围进行限定，并不指示所述元件等必须有特定的位置及构造，不能理解为对本发明的限制，对于本发明的修改亦或是替换，不脱离本发明的宗旨及范畴，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。

Claims (10)

1.一种无泄漏离心泵，包括泵体，所述泵体的一端为进液口，另一端安装有泵盖，所述泵体与泵盖之间安装有叶轮，所述泵体与叶轮前盖板之间设置有密封组件，泵体与叶轮之间存在泵腔，其特征在于，所述密封组件包括静环、静环密封圈、动环和动环密封圈，所述动环通过传动销安装在叶轮前盖板靠近叶轮进口处，使动环跟随叶轮一起转动，叶轮前盖板与动环之间设置有动环密封圈，静环与泵体之间设置有静环密封圈。
2.如权利要求1所述的一种无泄漏离心泵，其特征在于，传动销数量为2～6个，沿叶轮圆周方向均布。
3.如权利要求1所述的一种无泄漏离心泵，其特征在于，所述静环与泵体之间为固定安装或设置弹簧进行安装，设置弹簧安装的情况下，能够使静环做轴向移动；弹簧可选用大弹簧或者小弹簧，大弹簧丝径Db为叶轮进口直径D0的0.07～0.1倍，小弹簧丝径Ds为叶轮进口直径D0的0.012～0.03倍；大弹簧数量为2～4个，小弹簧数量为8～18个，沿静环圆周方向均布。
4.如权利要求1所述的一种无泄漏离心泵，其特征在于，所述静环和动环材料从硬质合金、工程陶瓷、碳石墨和填充聚四氟乙烯中选取，为同一种材料或不同种材料。
5.如权利要求4所述的一种无泄漏离心泵，其特征在于，静环与动环材料为一软一硬，且静环为软质材料，动环为硬质材料。
6.如权利要求1所述的一种无泄漏离心泵，其特征在于，所述静环与动环，一个为窄环，另一个为宽环，窄环端面宽度b和高度h由叶轮进口外径大小和窄环材料强度、刚度以及耐磨损能力确定，窄环端面宽度b取2～6mm，端面高度h取2～5mm，宽环端面宽度b’＝b+(1～3)mm；所述静环内径与叶轮前盖板外径间隙δ取1～3mm。
7.如权利要求1所述的一种无泄漏离心泵，其特征在于，所述静环密封圈与动环密封圈为橡胶O形圈或者四氟塑料V形圈；橡胶O形圈具有压缩量，内径比安装处尺寸小0.5～1.5mm，四氟塑料V形圈内径比安装处尺寸小0.4～0.5mm，外径比安装处尺寸大0.4～0.5mm。
8.如权利要求1所述的一种无泄漏离心泵，其特征在于，所述密封组件可由泵腔内液体进行冷却，若泵腔内液体不能进行冷却，可在泵体上开设冷却水管道，开设位置在动环和静环配合端面上方。
9.如权利要求1所述的一种无泄漏离心泵，其特征在于，所述动环与静环配合端面相互接触。
10.如权利要求1或9所述的一种无泄漏离心泵，其特征在于，在静环或动环上开设液流孔，数量为2～8个，沿静环或动环圆周方向均布，使泵腔内的液体在压差的作用下流入配合端面，在两个端面之间形成一层流体膜，使动环和静环配合端面不完全接触。
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