CN203584873U - 泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种泵，提供一种能够确保衬环与旋转体之间的间隙较小、即便衬环与旋转体接触也能够减少磨损以及损伤、且能够显著降低噪音的密封机构。密封机构具备：接近泵的旋转体（1）配置的衬环（6）；形成将衬环（6）以能够沿半径方向移动的方式进行收纳的空间（10）的衬环壳体（7）以及衬环罩（8）；以及设置于衬环壳体（7）以及衬环罩（8）中的至少一方、且与衬环（6）的侧面对置的突起（12），衬环（6）的轴向的移动由突起（12）实质上约束。

Description

泵

技术领域

本实用新型涉及具备衬环的泵的密封机构，尤其是涉及消除了衬环和泵叶轮之间的滑动、且降低了噪音的泵的密封机构。并且，本实用新型涉及具备这种密封机构的泵。 

背景技术

在泵中，为了避免借助旋转的叶轮而被升压的液体朝低压的吸入侧泄漏，通常具备具有衬环的密封机构。在该密封机构中，包括在叶轮的表侧（吸入侧）以及背侧（排出侧）双方具有衬环的双衬环型和仅在叶轮的表侧具有衬环的单衬环型。由冲压加工的金属部件（例如不锈钢板）构成的所谓的冲压泵通常具备单衬环型的密封机构。 

衬环隔着微小的间隙与叶轮上的磨损圈对置配置，防止液体从高压侧朝低压侧流动。参照图1对现有的密封机构进行说明。图1是示出双衬环型的密封机构的示意图。在图1所示的离心泵中，在叶轮100的表侧以及背侧配置有两个衬环103。这两个衬环103被固定于泵壳106。并且，在叶轮100设置有两个磨损圈104。衬环103和磨损圈104彼此对置配置，在各衬环103的内周面和各磨损圈104的外周面之间形成有间隙。另外，有时并不设置磨损圈104而将衬环103直接与叶轮对置配置。 

从防止液体泄漏的观点出发，优选衬环103与磨损圈104之间的间隙尽可能小。通常的情况也与泵的口径有关，但衬环103与磨损圈104之间的间隙在0.3mm左右。然而，如果衬环103与磨损圈104之间的间隙过小，则与轴101一起旋转的叶轮100的磨损圈104会因轴101的挠曲、叶轮100与泵壳106之间的偏心等而与衬环103接触，从而衬环103磨损。另一方面，如果增大衬环103与磨损圈104之间的间隙，则从叶轮100被排出的高压的液体容易流入吸入侧，导致泵的性能降低。 

为了消除如上所述的问题，图2所示的密封机构形成为具备能够沿半径方向以及轴向移动的衬环103的结构。即，衬环103被收纳在由衬环壳体110以及衬环罩111形成的空间内，衬环103在该空间内沿半径方向以及轴向移动自如。在该例中，并未设置磨损圈，衬环103与叶轮100直接对置配置。 

在图2所示的浮动衬环构造中，即便在泵运转中叶轮100与衬环103接触，由于衬环103沿半径方向以及轴向移动，因此衬环103、叶轮100不会磨损。因而，能够将衬环103与叶轮100之间的间隙设定得较小。 

然而，存在能够沿半径方向以及轴向自由移动的浮动衬环103在泵运转中与衬环壳体101以及衬环罩111接触从而产生噪音的问题。 

专利文献1：日本特开2005－207402号公报 

专利文献2：国际公开第99/17026号小册子 

实用新型内容

本实用新型就是鉴于上述现有的问题点而完成的，其目的在于提供一种能够确保衬环与旋转体之间的间隙较小、即便衬环与旋转体接触也能够减少磨损以及损伤、且能够显著降低噪音的密封机构。 

为了达成上述目的，本实用新型的一个方式提供一种泵的密封机构，其特征在于，该泵的密封机构具备：与上述泵的旋转体接近配置的衬环；形成将上述衬环以能够沿半径方向移动的方式进行收纳的空间的衬环壳体以及衬环罩；以及设置于上述衬环壳体以及上述衬环罩中的至少一方、且与上述衬环的侧面对置的突起，上述衬环的轴向的移动由上述突起实质上约束。 

本实用新型的优选方式的特征在于，上述衬环罩配置在上述衬环的高压侧，上述突起设置于上述衬环罩。 

本实用新型的优选方式的特征在于，具备三个以上的上述突起。 

本实用新型的优选方式的特征在于，上述衬环由树脂形成。 

本实用新型的其他方式提供一种泵，其特征在于，上述泵具备：上述密封机构；叶轮；固定有上述叶轮的轴；以及收纳上述叶轮的泵壳。 

本实用新型的其他方式的特征在于，上述泵壳和上述衬环壳体是一体的、或者是分体的。 

根据本实用新型，由于允许浮动衬环沿半径方向移动，且利用突起实质上约束轴向的移动，因此，衬环的晃动被抑制，能够降低噪音。此外，由于突起与衬环之间的接触面积小，因此能够确保衬环的沿半径方向的自由移动。因而，即便缩小衬环与旋转体之间的间隙，也能够减少它们的磨损。 

附图说明

图1是示出现有的密封机构的一例的示意图。 

图2是示出现有的密封机构的其他例的示意图。 

图3是示出本实用新型的一个实施方式所涉及的密封机构的示意图。 

图4（a）是从轴向观察衬环罩以及突起的图，图4（b）是从半径方向观察衬环罩以及突起的图。 

图5（a）至图5（e）是分别示出突起的形状的例子的图。 

图6（a）以及图6（b）是示出形成于衬环的低压侧的侧面的槽的例子的俯视图。 

图7是示出本实用新型的实施方式所涉及的密封机构的其他构成例的图。 

图8是示出具备本实用新型的一个实施方式所涉及的密封机构的泵的剖视图。 

标号说明 

1：叶轮；2：轴；3：泵壳；6：衬环；7：衬环壳体；8：衬环罩； 12：突起；20：密封机构。 

具体实施方式

以下，参照附图对本实用新型的实施方式进行说明。 

图3是示出本实用新型的一个实施方式所涉及的密封机构的示意图。本实施方式的密封机构用于离心泵等输送液体的泵。如图3所示，密封机构具备衬环6、衬环壳体7以及衬环罩8。衬环6以包围旋转体亦即叶轮1的流体入口的方式配置。叶轮1经由轴2由马达等驱动源（未图示）驱动而旋转，液体伴随着叶轮1的旋转而如箭头所示那样在叶轮1内流动。 

衬环壳体7以及衬环罩8形成收纳衬环6的环状的空间10。衬环壳体7具有比衬环6稍大的环状的凹陷，衬环罩8以覆盖凹陷的方式被固定于衬环壳体7。衬环罩8配置在泵壳3内的高压区域内，且位于衬环6的高压侧。另一方面，衬环壳体7配置在泵壳3内的低压区域内，且位于衬环6的低压侧。另外，在本实施方式中，衬环壳体7与泵壳3构成一体，但是，也可以将衬环壳体7与泵壳3分体构成。另外，衬环壳体7和泵壳3可以是一体的，也可以分体构成。 

衬环6以能够沿半径方向移动的方式配置在由衬环壳体7以及衬环罩8形成的空间10中。该空间10的外径d1大于衬环6的外径d2，因而，衬环6能够沿半径方向移动空间10的外径d1与衬环6的外径d2之差（d1－d2）的量。另外，在本说明书中，所谓轴向是指沿着叶轮（旋转体）1的旋转轴、即轴2的方向，所谓半径方向是指与轴向垂直的方向。 

在衬环罩8的侧面设置有与衬环6的侧面对置的三个突起12。衬环罩8的侧面和衬环6的侧面是与轴向垂直的面，且相互对置。突起12从衬环罩8的侧面朝衬环6的侧面突出，因而，突起12配置在衬环6与衬环罩8之间。 

图4（a）是从轴向观察衬环罩8以及突起12的图，图4（b）是从半径方向观察衬环罩8以及突起12的图。如图4（a）以及图4（b）所 示，三个突起12在环状的衬环罩8的侧面上在周方向等间隔地排列。另外，也可以代替三个突起而设置一个突起或者两个突起，但是，为了防止衬环6在轴向晃动，优选设置有三个以上突起。此外，优选将三个以上突起等间隔地配置。 

突起12的高度、即突起12的轴向尺寸是能够在实质上约束空间10内的衬环6的轴向移动的高度。因而，衬环6的轴向的游隙几乎消失，衬环6的轴向移动由突起12实质上约束。此处，所谓实质上约束是指在衬环6和与其邻接的部件之间存在嵌合公差（例如间隙配合～过渡配合）的程度的间隙。例如，根据衬环6、衬环壳体7、衬环罩8的设计尺寸的公差求出的衬环6的侧面与衬环壳体7的侧面之间的间隙δ处于为+0.3mm～－0.3mm的范围，优选该间隙δ处于+0.2mm～－0.2mm的范围，最好该间隙δ为0（零）。如果该间隙δ过大则衬环6晃动而产生噪音，并且，如果间隙δ过小则衬环6被固定从而衬环6无法沿半径方向移动，衬环6与叶轮1接触而磨损。 

突起12的形状优选为与衬环6之间的接触面积小的形状。更具体地说，优选突起12与衬环6的侧面实质上点接触。例如，如图3所示，突起12优选具有半球状的形状。作为其他的形状，能够举出如图5（a）所示的具有半球状的顶端的圆筒形状，如图5（b）所示的圆锥形状，如图5（c）所示的圆筒形状，如图5（d）所示的具有半球状的顶端的圆锥形状，如图5（e）所示的球状等。由于图3以及图5（a）至图5（e）所示的形状的突起12与衬环6之间的接触面积小，因此突起12几乎不约束衬环6的沿半径方向的移动，因而能够确保衬环6在空间10内的沿半径方向的自由移动。 

衬环罩8优选由不锈钢等金属、SiC等陶瓷、塑料等高分子材料、或者多种不同材料的组合构成。在本实施方式中，衬环罩8由不锈钢（SUS）构成，通过使用锤子等从衬环罩8的背面（与形成有突起12的侧面相反侧的面）冲击冲头而在衬环罩8形成突起12。突起12与衬环罩8可以构成一体，或者也可以分体构成。 

衬环6的内周面接近叶轮1的外周面配置。为了防止因与旋转的叶轮1接触而磨损，衬环6由耐磨性高的材料构成。在本实施方式中，衬 环6由树脂构成。在形成为树脂制的衬环6的情况下，即便在该衬环6被突起12按压时，通过衬环6的弹性变形，衬环6的沿半径方向的移动难以被约束。此外，为了减少衬环6与突起12之间的摩擦阻力，优选利用聚四氟乙烯或者特富龙（注册商标）构成衬环6。 

另外，在本实施方式中，衬环6的内周面与叶轮1的流体入口的外周面直接对置配置，但是，如图1所示，也可以在叶轮1安装磨损圈，以与该磨损圈对置的方式配置衬环6。在该情况下，叶轮1和磨损圈构成泵的旋转体。 

[表1] 

	噪音水平(dB)
		具备现有的密封机构的泵	大约65
具备本实用新型的密封机构的泵	大约50

其次，参照表1对具备本实施方式的密封机构的泵的噪音实验的结果进行说明。表1是示出具备图3所示的密封机构的泵和具备图2所示的现有的密封机构的泵的噪音实验的结果的表。本实施方式所涉及的密封机构的间隙δ为大约0.1mm。如表1所示，具备现有的密封机构的泵的噪音为大约65dB，与此相对，具备本实施方式所涉及的密封机构的泵的噪音为大约50dB。尤其是在具备本实施方式所涉及的密封机构的泵中，因衬环6的晃动而引起的刺耳的周期性噪音消失。从该实验结果可知，本实用新型的密封机构在降低噪音的方面能够起到充分的效果。 

通过设置从轴向支承衬环6的突起12，衬环6与衬环壳体7之间的轴向间隙几乎消失。因而，衬环6的在轴向上的晃动消失，由此实现了噪音少的密封机构。此外，由于衬环6的在半径方向上的移动并未被突起12约束，因此，即便缩小衬环6与叶轮1（或者磨损圈）之间的间隙，也能够降低衬环6的磨损。 

也可以代替衬环罩8，而将突起12设置于衬环壳体7，或者也可以在衬环罩8以及衬环壳体7双方设置突起12。然而，优选如图3所示那样仅在配置于高压侧的衬环罩8设置突起12。这是因为，衬环6借助叶 轮1的泵浦作用被按压于低压侧的衬环壳体7，因此，当在衬环壳体7存在突起12的情况下，衬环6会在环状空间10的内部变成不稳定的姿态。 

此处，也可以在衬环6的低压侧的侧面设置沿半径方向或者辐射状延伸的槽。图6（a）以及图6（b）是示出形成于衬环6的低压侧的侧面的槽的例子的俯视图。在衬环6的低压侧的侧面形成有多个槽15。此处，衬环6的低压侧的侧面是指与衬环壳体7的侧面对置的面。当叶轮1旋转时，高压区域内的液体的一部分通过衬环6与衬环壳体7之间的间隙流入低压区域。此时，低压侧的液体的负压绕入槽15，衬环6的低压侧的侧面像吸盘那样与衬环壳体7的侧面密接。因而，衬环6的在轴向上的游隙消失，泵运转中的噪音被进一步降低。也可以代替衬环6，而在与衬环6的低压侧的侧面对置的衬环壳体7的侧面形成上述槽。 

图7是示出本实施方式所涉及的密封机构的其他结构例的图。在该例中，除了叶轮1的吸入侧之外，在叶轮1的背侧也配置有衬环6、衬环壳体7、衬环罩8以及突起12。衬环罩8接近叶轮1的背面配置，突起12以与衬环6的侧面对置的方式配置于衬环罩8的侧面。在该例子中，如图7所示，优选仅在配置于高压侧的衬环罩8设置突起12。 

图8是示出具备本实施方式所涉及的密封机构的泵的剖视图。该泵是具备一级叶轮1的离心泵。叶轮1经由轴2连结于马达M，且由马达M驱动而旋转。泵壳3与轴2之间的间隙由机械密封件17密封。以包围叶轮1的流体入口的方式设置本实施方式所涉及的密封机构20。另外，在该例中，衬环壳体7（参照图3）与泵壳3分体设置。 

当利用马达M使叶轮1旋转时，如箭头所示，液体从吸入口3a被吸入泵壳3内，且在借助叶轮1的旋转被升压之后从排出口3b被排出。根据具备本实施方式所涉及的密封机构20的泵，衬环6与衬环壳体7接触时的冲击降低，因此能够降低噪音。另外，本实用新型所涉及的密封机构并不限于图8所示的单级的离心泵，当然也能够应用于多级离心泵。 

上述的实施方式是以使得具有本实用新型所属的技术领域的通常 知识的人能够实施本实用新型作为目的而记载的。上述实施方式的各种变形例对于本领域技术人员来说是显而易见的，本实用新型的技术思想能够应用于其他的实施方式。因而，本实用新型并不限定于所记载的实施方式，应当解释为遵从由权利要求书定义的技术思想的最宽的范围。 

Claims (4)

1.一种泵，其特征在于，

上述泵具备：

泵的密封机构，该泵的密封机构具备：接近上述泵的旋转体配置的衬环；形成将上述衬环以能够沿半径方向移动的方式进行收纳的空间的衬环壳体以及衬环罩；以及设置于上述衬环壳体以及上述衬环罩中的至少一方、且与上述衬环的侧面对置的突起，上述衬环的轴向的移动由上述突起实质上约束；

叶轮；

固定有上述叶轮的轴；以及

收纳上述叶轮的泵壳，

上述泵壳和上述衬环壳体是一体的，或者分体形成。

2.根据权利要求1所述的泵，其特征在于，

上述衬环罩配置在上述衬环的高压侧，上述突起设置于上述衬环罩。

3.根据权利要求1或2所述的泵，其特征在于，

具备三个以上的上述突起。

4.根据权利要求1或2所述的泵，其特征在于，

上述衬环由树脂形成。

Images