CN1690445A - 水泵的密封装置 - Google Patents

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Abstract

一种水泵，包括泵体和泵套，它们各自设有包围涡流室的开口的连接面。第一连接面有环形凹槽。环形密封部件被嵌入环形凹槽内。用于水泵的密封装置包括上述环形密封部件，环形密封部件有一个从上述环形密封部件外周突出的突出部，上述突出部从第二连接面的外周向外延伸；且上述环形凹槽有一个从上述环形凹槽分支且在第一连接面中的分支凹槽段，上述突出部嵌入上述分支凹槽段内。

Description

水泵的密封装置
技术领域
本发明涉及一种水泵的密封装置。
背景技术
一种典型的水泵发表在比如日本未经审查的专利申请公告No.2003-3114491的第3和4页和图1。在这种水泵中，泵体12的前部有一个小直径圆筒形的支撑部分12b。圆筒形的支撑部分12b经轴承单元14可旋转地支撑皮带轮20。皮带轮20有一根轴25，该轴25通过圆筒形支撑部分12b的中心孔26向水泵后侧延伸，这样轴25的后端部整体地与叶轮30结合。水泵还包括一个泵套90，它的前部有一个连接面或安装面。这个连接面凹陷，且由此设有作为涡流室95的开口。另外，泵套90的连接面也有一个包围涡流室95限定的开口的环形凹槽。环形密封部件80嵌入环形凹槽。泵体12安装在泵套90的连接面，叶轮30被罩在涡流室95内，所以环形密封部件80安装在泵体12和泵套90之间。此外，一个机械密封部件50插入泵体12面向涡流室95的内表面和轴25后端部的外周表面之间。
按照惯例，环形密封部件有一个从其外周突出的突出部，该突出部从泵体的外周向外延伸。通过把泵体紧固地连接到泵套的连接面上制作水泵以后，利用上述突出部来确定上述环形密封部件的安装是否合适。具体而言，突出部嵌入从泵套的连接面中设置的环形凹槽分支出来的分支凹槽部分。
而且，由于泵套是利用例如铸铝法(aluminum die casting)制造的压铸件(die cast)产品，因此为了检查在内部水通路和嵌入环形密封部件的环形凹槽内是否存在例如空孔等铸造缺陷，采用气体渗透法。为了完成这样的测试，在制作过程中将渗漏测试密封部件嵌入到环形凹槽内，使渗漏测试密封部件接触环形凹槽的底面。当由涡流室限定的泵套连接面的开口被密封时，气压施加到泵套内部的空间。为了对大量的泵套完成这样的测试，每一个渗漏测试密封部件被制作得比环形凹槽宽度更窄，这样密封部件才能被容易地拆卸。然而，窄的渗漏测试密封部件存在的问题是它的寿命极限非常短。而且，由于渗漏测试密封部件被嵌入到环形凹槽内，泵套必须相对密封部件精确定位。另外，容纳用于确定环形密封部件的安装是否合适的突出部的分支凹槽段在环形凹槽的外周侧分开连接面。由于这个原因，不能密封涡流室限定的连接面的开口，因为密封部件不能在环形凹槽的外周侧与连接面发生接触。如果密封部件与环形凹槽内侧的连接面发生接触，以密封涡流室限定的连接面的开口，就不能检查环形凹槽的铸造缺陷。
发明内容
因此，本发明的目的为提供一个用于水泵的密封装置，该密封装置可以方便地检查泵套内部空间、例如具有分支凹槽段以容纳环形密封部件的用以确定环形密封部件的安装是否合适的突出部的环形凹槽、和被环形凹槽包围的涡流室中可能存在的缺陷。
根据本发明的一方面，一种水泵，包括泵体；由驱动装置转动的叶轮；和泵体一起形成涡流室的泵套(block)，上述涡流室容纳的上述叶轮，上述泵体和上述泵套各自有围绕涡流室的开口的连接面，上述泵体和上述泵套经各自的连接面接合在一起；位于上述泵体的连接面和上述泵套的连接面之间的密封装置，上述密封装置包括设置在第一连接面中的环形凹槽和嵌入环形凹槽的环形密封部件。上述环形密封部件包括从上述环形密封部件的周部突出的突出部，上述突出部从第二连接面的外周向外延伸；上述环形凹槽包括一个从上述环形凹槽分支且在第一连接面中的分支凹槽段，上述突出部嵌入上述分支凹槽段中，上述第一连接面有一个单一平面或同一平面，并围绕上述环形凹槽和上述分支凹槽段以环绕方式连续延伸。
在用于水泵的上述密封装置中，驱动方式可以是通过轴承单元被圆筒形支撑部分可旋转地支撑的皮带轮，上述圆筒形支撑部分设置在上述泵体的一部分中，这部分靠近水泵的一侧。上述皮带轮可以包括一个通过设置在圆筒形支撑部分中的中心孔向上述水泵另外一侧延伸的轴，上述轴的端部和叶轮整体地连接在一起，该端部靠近上述水泵的另外一侧。另外，第一连接面可以在泵套内，而第二连接面可以在泵体内。
如上所述，根据本发明，泵体和泵套各自有包围涡流室限定的开口的连接面，第一连接面设有上述环形凹槽。而且，具有嵌入到环形凹槽中的环形密封部件，且上述环形密封部件具有从环形密封部件外周突出的突出部，上述突出部从第二连接面的外周向外延伸。另外，环形凹槽包括分支凹槽段，分支凹槽段从环形凹槽分支出来且在第一接触表面中，上述突出部嵌入到上述分支凹槽段中。因此，通过将泵体和泵套经各自的连接面接合制成水泵以后，可以视觉上检查上述突出部，确定上述环形密封部件的安装是否合适。还有，由于上述第一连接面有单一平面，并围绕上述环形凹槽和上述分支凹槽段以环绕的方式连续延伸，从而使上述渗漏测试密封部件在环形凹槽和分支凹槽段的外周侧与第一连接面接触，从而密封由第一连接面包围的内部空间，此时对泵套内部空间施加气压，从而可以进行气体渗漏测试。因此，通过一个简单和低成本的结构，可以方便地检查环形凹槽和内部空间的缺陷。另外，由于渗漏测试密封部件没有被插入到环形凹槽中，所以渗漏测试密封部件可以有一个大的宽度。这使得渗漏测试密封部件的寿命极限更长。而且，泵套相对渗漏测试密封部件的位置不必十分精确。
另外，由于突出部从环形密封部件的外周突出，可以从泵体的外周向外延伸，而分支凹槽段从环形凹槽分支出来且保持突出部，它可以设置在泵套的连接面中，因此，通过将泵体和泵套经各自的连接面接合制成水泵以后，可以视觉上检查突出部以确定环形密封部件的安装是否合适。此外，由于上述连接面有单一平面，并围绕上述环形凹槽和分支凹槽段以环绕方式连续延伸，从而可使上述渗漏测试密封部件在环形凹槽和分支凹槽段的外周侧与上述连接面接触，从而密封涡流室限定的连接面内的开口，对泵套内部空间施加气压，以进行气体渗漏测试。因此，通过一个简单和低成本的结构，可以方便地检查环形凹槽和内部空间的缺陷。另外，由于渗漏测试密封部件没有被插入到环形凹槽中，所以渗漏测试密封部件可以有一个大的宽度。这使得渗漏测试密封部件的寿命极限更长。而且，泵套相对渗漏测试密封部件的位置不必十分精确。
附图说明
本发明的上述和其他特点以及特征通过下面参考附图进行详细说明而变得更清楚，其中
图1表示具有根据本发明实施例的密封装置的第一种类型水泵的横截面图。
图2主要表示泵套的连接面的横截面。
图3主要表示环形密封部件。
图4表示具有根据本发明的密封装置的第二种类型水泵的横截面图。
图5表示具有根据本发明的密封装置的第三种类型水泵的横截面图。
图6表示具有根据本发明的密封装置的第四种类型水泵的横截面图。
具体实施方式
第一种类型水泵10有一个根据本发明实施例的密封装置，下面参考相关附图进行描述。在下面的描述中，术语“前”和“后”各自代表图1、4、5和6中以剖视图所示的水泵的左侧和右侧。参考图1和2，水泵10包括一个泵套11，它是固定到发动机气缸体前面的链条箱(chaincase)的一部分。泵套11的前部有一个连接面或安装面14，泵体12用螺钉13固定到连接面14。连接面14凹陷，并由此形成容纳叶轮15的涡流室16的开口。叶轮15旋转并形成离心力，使涡流室16内的冷却水向外流并增压。冷却水因此穿过一个在泵套11内绕涡流室16外周设置的水管19，从出水口18向外放出。而且，泵套11的后部有一个与涡流室16连通的进水口17。冷却水的放出引起涡流室16内的压强下降，此时新的冷却水通过进水口17被吸入。
泵体12的前部有一个圆筒形支撑部分20，支撑部分20经轴承单元23可旋转地支撑皮带轮21。这个轴承单元23设置在圆筒形支撑部分20的外周表面和皮带轮21的圆筒形轮毂22的内表面之间。皮带轮21有一个轴24，轴24通过圆筒形支撑部分20的中心孔向泵套11内的涡流室16延伸，上述轴24的后端部和叶轮15接合在一起。
水泵10还包括一个机械密封部件25。这个机械密封部件25包括一个固定单元和一个旋转单元，固定单元和旋转单元执行滑动操作，以防止冷却水从涡流室16向前流动。具体而言，固定单元配合在泵体12的圆筒形支撑部分20后侧设置的一个大直径凹部内，而旋转单元配合在皮带轮21的轴24后端部的外周周围。
此外，水泵10还包括了一个具有底面的圆筒形盖26。上述圆筒形盖26固定在皮带轮21上，圆筒形盖26的底面覆盖皮带轮21的圆筒形轮毂22的前侧。圆筒形盖26的外周中的部分设有沿轴方向向水泵10的后侧延伸的固定部分27。上述固定部分27的后端部有一个爪，该爪与皮带轮21壁部中设置的孔接合，由此圆筒形盖26固定在皮带轮21上。具体而言，上述壁部在圆筒形轮毂22和限定皮带轮21的外周表面的皮带悬挂部分28之间延伸。上述圆筒形盖26的中心有一个中心轴，中心轴向水泵10的后侧延伸且有沿中心轴的轴方向延伸的狭槽。上述中心轴弹性地配合在皮带轮21的轴24中的轴孔内，因此可以塞住轴孔。
泵套11的连接面14有一个环形凹槽29，环形凹槽29包围由涡流室16限定的连接面14内的开口和水管19。泵体12用螺钉13固定在连接面14上，叶轮15被容纳在涡流室16内，且被嵌入环形凹槽29内的环形密封部件31(见图3)位于泵体12的连接面34和泵套11的连接面14之间。上述环形密封部件31有一个从其外周突出的突出部32，上述突出部32从泵体12的外周或连接面34向外延伸。上述连接面14有一个从环形凹槽29分支出来的分支凹槽段33，上述突出部32嵌入分支凹槽段33内。上述连接面14有单一平面，并围绕上述环形凹槽29和分支凹槽段33以环绕方式连续延伸。结果，整个环形密封部件31的相对侧分别被环形凹槽29的底面和泵体12的连接面34挤压。因此被环形凹槽29包围并限定连接面14中的开口的涡流室16、水管19与外部密封。另外，通过视觉上检查突出部32从泵体12的外周或连接面34向外适当地延伸，可以确认上述环形密封部件31的安装是否合适。
为了在制造过程中检查泵套11内是否存在例如空孔等缺陷，可以将渗漏测试密封部件压力粘合或结合到绕环形凹槽29和分支凹槽部分33连续延伸的连接面14上。在这种情况下，当泵套11的内部空间被密封时，诸如环形凹槽29、涡流室16和水管19都被密封，在内部空间施加气压，从而可以检查上述环形凹槽29和上述泵套11的内部空间的缺陷。
当皮带轮21通过悬挂在安装在发动机的曲柄轴的端部的皮带轮和皮带轮21的皮带悬挂部分28之间的皮带进行旋转时，与皮带轮21的轴24连接的叶轮15相应地被转动。具体而言，例如，安装在发动机的曲柄轴的端部的皮带轮、皮带轮21、和悬挂在两个皮带轮之间的皮带，组成了旋转叶轮15的驱动装置35。
叶轮15的旋转相应地产生的抽吸作用使得涡流室16内的冷却水由于离心力向外流出且受压。冷却水因此经水管19流动，从排水口18向外排出。冷却水的排出引起涡流室16内的压力减小，所以新的冷却水通过进水口17被吸入。
参考图4到6，分别说明具有本发明的密封装置的第二到第四种类型的水泵。密封装置与第一种类型的水泵10中的密封装置相同，因此相应的组件用相同的标号给出，为了避免冗余，这样的组件的详细描述在下面将被省略。
图4说明的第二种类型的水泵40是一种磁驱动泵。水泵40包括一个泵套41，它是发动机的气缸体的前端部。泵套41的前部有一个连接面14，泵体42用螺钉固定到上述连接面14上。上述连接面14凹陷，由此形成容纳叶轮45的涡流室46的开口。上述连接面14有一个环形凹槽29，环形凹槽29环绕涡流室46限定的连接面14的开口。环形密封部件31嵌入环形凹槽29内且设置在泵套41的连接面14和泵体42的连接面34之间。
水泵40还包括用于旋转叶轮45的驱动装置47。上述驱动装置47包括：与皮带轮一体连接的皮带轮片48，转矩从发动机传送到皮带轮；和由泵体42经轴承单元49可旋转地支撑的驱动轴50。上述皮带轮片48和上述驱动轴50彼此接合。磁驱动单元52安装有磁铁，并安装在驱动轴50上。壁部分53设置在泵体42的内表面内。上述壁部分53的外周有一个密封部件54，密封部件54将涡流室46与泵体42的内部形成的空间55分开。支撑轴56固定在泵套41和壁部分53上，且经在涡流室46附近壁部分53侧的浸入水中的轴承单元43可旋转地支撑轴单元44。具体而言，轴单元44连接叶轮45，且在面向磁铁51的位置有一个感应线圈57。
因此，当发动机经皮带轮旋转皮带轮片48时，磁铁51就相应地旋转，所以在感应线圈57内形成感应电流。由于这个电流而相应地产生磁力，磁铁51的磁力使得皮带轮的转矩传递到叶轮45。结果，叶轮45旋转，随着这个旋转而产生抽吸作用，使得冷却水通过进水口吸入涡流室46，然后从出水口流出。
图5说明的第三种类型的泵60是电动驱动泵。上述水泵60包括通过各自的连接面14和34彼此连接的泵体62和泵套61。在泵套61里，连接面34凹陷，形成用作容纳叶轮65的涡流室66的开口。另一方面，泵体62的连接面14有一个环形凹槽29，环形凹槽29环绕涡流室66限定的连接面34内的开口。通过将嵌入环形凹槽29的环形密封部件31设置于泵套61和泵体62之间，将泵套61与泵体62牢固结合。上述环形密封部件31有一个突出部32，突出部32从外周突出，上述突出部32从泵套61的外周向外延伸。泵体62的连接面14有一个从环形凹槽29分支的分支凹槽段33，上述突出部32嵌入分支凹槽段33。上述连接面14有单一平面，并围绕上述环形凹槽29和分支凹槽段33以环绕方式连续延伸。
电动机68为用来旋转叶轮65的驱动装置67，包括固定在轴64上的磁铁69和绕磁铁69卷绕的电线圈70。在水泵60中，电动机68在由泵体66和泵套61形成的涡流室66内旋转连接在轴64的叶轮65。
图6说明的第四种类型的水泵80类似于第一种类型，即水泵80用皮带轮驱动。水泵80包括一个泵套81，它是发动机的气缸体的前端部。上述泵套81的连接面14上用螺钉固定到用铝铸造形成的泵体82的连接面34。上述泵体82的连接面34和泵套81的连接面14分别设有凹陷，该凹陷一起形成涡流室86。上述泵套81的连接面14有一个环形凹槽29，环形凹槽29包围由涡流室86限定的开口。通过将嵌入环形凹槽29的环形密封部件31设置于泵套81和泵体82之间，将泵体82与泵套81牢固地结合。上述泵体82的圆筒形部分经轴承单元83可旋转地支撑轴84。上述轴84与叶轮87接合。轴单元84的后端部与在涡流室86内的叶轮85接合，上述叶轮85可以用上述皮带轮87来旋转。

Claims (8)

1、一种水泵(10)，包括：
泵体(12)；
由驱动装置(35、47、67)转动的叶轮(15)；
与泵体(12)一起形成涡流室(16)的泵套(11)，上述涡流室(16)容纳上述叶轮(15)，其中上述泵体(12)和上述泵套(11)各自有围绕涡流室(16)限定的开口的连接面(14、34)，上述泵体(12)和上述泵套(11)经各自的连接面(14、34)彼此结合；
设置在上述泵体(12)的连接面(34)和上述泵套(11)的连接面(14)之间的密封装置，其中上述密封装置包括设置在第一连接面中的环形凹槽(29)和嵌入上述环形凹槽中的环形密封部件(31)；
其特征在于：上述环形密封部件(31)包括从上述环形密封部件(31)的外周突出的突出部(32)，上述突出部(32)从第二连接面的外周向外延伸；上述环形凹槽(29)包括从上述环形凹槽(29)分支且设置在第一连接面中的分支凹槽段(33)，上述突出部(32)嵌入上述分支凹槽段中，
其中上述第一连接面有单一平面或同一平面，并围绕上述环形凹槽(29)和上述分支凹槽段(33)以环绕方式连续延伸。
2、根据权利要求1所述的水泵(10)，其特征在于：
上述驱动装置(35)包括通过轴承单元(23)被圆筒形支撑部分(20)可旋转地支撑的皮带轮(21)，上述圆筒形支撑部分(20)设置在上述泵体(12)的一部分中，所述部分靠近水泵(10)的一侧，上述皮带轮(21)包括通过设置在上述圆筒形支撑部分(20)中的中心孔向上述水泵(10)另一侧延伸的轴(24)，上述轴(24)的端部与叶轮(15)整体结合，该端部靠近上述水泵(10)的另一侧。
3、根据权利要求1或2所述的水泵(10)，其特征在于：
上述第一连接面(14)设置在上述泵套(11)内，而上述第二连接面(34)设置在上述泵体(12)内。
4、根据权利要求1所述的水泵，其特征在于：
上述驱动装置包括用于驱动上述叶轮的电动机。
5、根据权利要求1所述的水泵，其特征在于：
上述泵套(11)是车辆发动机的气缸体(81)。
6、根据权利要求1所述的水泵，其特征在于：
上述第一连接面设置在上述泵体(12)内，而上述第二连接面设置在上述泵套(11)内。
7、根据权利要求1所述的水泵，其特征在于：
上述分支凹槽段(33)沿离开在泵套(11)中形成且与涡流室连通的出水口(18)的方向突出。
8、根据权利要求1所述的水泵，其特征在于：
上述分支凹槽段(33)设置在实质上最远离在泵套中形成且与涡流室连通的出水口(18)的上述环形凹槽(29)的一部分中。
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