CN204851642U - 立式螺杆真空泵的密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种立式螺杆真空泵的密封结构，包括一级迷宫式挡圈密封、涨圈密封、氮气密封腔、二级迷宫式挡圈密封和机械密封，并且是在立式螺杆真空泵的真空泵腔与齿轮油箱腔之间从上到下按前述顺序依次设置，氮气密封腔是由立式螺杆真空泵的下轴承座、螺杆转轴与一级迷宫式挡圈密封合围而成的密闭腔体，在氮气密封腔内设置有充气口和排污口。本实用新型通过五级密封结构以及排污口的共同作用，巧妙地使立式螺杆真空泵清洗时的液体或者泵运行时冷凝后的液体在二级迷宫式挡圈密封之前被拦截，避免了对齿轮油箱腔内润滑油的污染，同时提高了真空泵腔与齿轮油箱腔之间的气体的密封性。

Description

立式螺杆真空泵的密封结构

技术领域

本实用新型涉及一种密封结构，具体地说是一种立式螺杆真空泵的密封结构。

背景技术

立式螺杆真空泵属于干式真空泵，通过一对旋转的转轴带动两个转子在真空泵腔内作同步旋转，由此来输送气体。要求在螺杆真空泵的工作过程中，真空泵腔内不能有其它非工艺物料掺入其内。真空泵腔与齿轮油箱腔之间的密封结构是立式螺杆真空泵最重要的部分，其密封效果将会直接影响立式螺杆真空泵的实际运行效果：在泵的运行中，当真空泵腔内压力小于齿轮油箱腔内压力时，如果密封结构的密封效果较差，齿轮油箱腔内的润滑油在齿轮高速旋转及搅动下产生的油雾会进入真空泵腔内，污染真空泵腔内洁净的工艺物料；当真空泵腔内压力大于齿轮箱内压力时，如果密封结构的密封效果较差，真空泵腔内气体会进入齿轮油箱腔内，对润滑油产生污染。

现有的立式螺杆真空泵的密封结构通常为前级与后级组合密封形式，前级靠近真空泵腔端，常采用涨圈密封；后级靠近齿轮油箱端，常采用骨架油封或机械密封。但是前级涨圈密封在工作时对液体有一定密封效果，对气体的密封效果却比较差，因此对于真空泵腔与齿轮油箱腔间气体的相互串联无法起到有效密封作用。另外，涨圈密封在静止状态下对液体和气体都不能起到密封作用，对立式螺杆真空泵运行清洗时，真空泵腔内所积存的液体会直接穿过涨圈密封污染到下级骨架油封或机械密封。

现有密封结构中，后级所采用的骨架油封多为橡胶制品，由于橡胶本身的特性，使得骨架油封仅适用于线速度小于12米/秒，温度低于150℃的运行工况下的螺杆真空泵。但是目前的螺杆真空泵线速度约在7米/秒至15米/秒之间，排气温度在40℃至200℃之间，会降低骨架油封的使用寿命。再者，当螺杆真空泵用于抽除腐蚀性或强极性溶剂气体时，会大大缩短使用寿命。基于骨架油封使用范围的局限性，也有部分企业使用机械密封来代替骨架油封，在一定程度上扩大了密封结构的使用范围，加长了其使用寿命，但是单纯使用机械密封也存在一定缺陷，主要表现为：机械密封的动环摩擦面和静环摩擦端面仅依靠一层极薄的润滑油膜进行密封，根据我国JB4127-2013《机械密封技术条件》规定，压力小于5MPa时，允许泄漏量小于5ml/h。当前级涨圈密封泄漏液体时，机械密封的端面密封油膜将受到污染，从而降低机械密封效果，并且污染齿轮箱内润滑油。

实用新型内容

本实用新型的目的就是提供一种立式螺杆真空泵的密封结构，以解决现有的立式螺杆真空泵的密封结构中存在的密封效果差和密封结构使用范围的局限性的问题。

本实用新型是这样实现的：

一种立式螺杆真空泵的密封结构，包括一级迷宫式挡圈密封、涨圈密封、氮气密封腔、二级迷宫式挡圈密封和机械密封，并且是在立式螺杆真空泵的真空泵腔与齿轮油箱腔之间从上到下按前述顺序依次设置。

所述一级迷宫式挡圈密封设置在立式螺杆真空泵的下轴承座的顶部，在立式螺杆真空泵的螺杆转轴的根部开有圆槽，所述一级迷宫式挡圈密封中的挡圈插接在该圆槽中，形成迷宫式挡圈密封结构。

所述涨圈密封设置在一级迷宫式挡圈密封下部的螺杆转轴的轴侧面上。

所述氮气密封腔是由立式螺杆真空泵的下轴承座、螺杆转轴与一级迷宫式挡圈密封合围而成的密闭腔体；

所述氮气密封腔设置有充气口和排污口。

所述二级迷宫式挡圈密封设置在立式螺杆真空泵的下轴承座的顶部腔体中，在螺杆转轴的通过所述顶部腔体的轴杆上设有变径处，在所述变径处上开有环绕轴杆的轴向环槽，所述二级迷宫式挡圈密封中的挡圈插接在所述轴向环槽中，形成迷宫式挡圈密封结构。

所述机械密封设置在立式螺杆真空泵的齿轮油箱腔顶部穿接螺杆转轴的轴孔处。

本实用新型包括一级迷宫式挡圈密封、涨圈密封、氮气密封腔、二级迷宫式挡圈密封和机械密封，并且是在立式螺杆真空泵的真空泵腔与齿轮油箱腔之间从上到下按上述顺序依次设置。在对立式螺杆真空泵进行清洗时，可通过一级迷宫式挡圈密封的挡圈内表面的迷宫结构阻挡真空泵腔内的液体向下流动；在立式螺杆真空泵运行时，一级迷宫式挡圈密封中的挡圈内表面的迷宫结构则对气体可以起到初级的密封作用。涨圈密封中的涨圈均具有弹力，由于涨圈本身的弹力而使其紧贴在一级迷宫式挡圈密封的挡圈下部的内壁上，涨圈密封中的涨圈与一级迷宫式挡圈密封的挡圈无相对运动。在气体压力的作用下，涨圈的一个端面与转轴中凹槽的一个侧面贴合，从而达到密封的目的，此处涨圈密封的主要作用为进一步阻止泵运行时经过一级迷宫式挡圈密封后渗漏的气体或者洗泵时经过一级迷宫式挡圈密封后渗漏的液体。所述氮气密封腔是由立式螺杆真空泵的下轴承座、螺杆转轴与一级迷宫式挡圈密封合围而成的密闭腔体。二级迷宫式挡圈密封能阻挡氮气密封腔内的冷凝液体向下流出，并可对气体起到进一步的密封作用。

本实用新型在在氮气密封腔内设置有充气口和排污口，氮气密封腔内充有用于密封的氮气，氮气从氮气密封腔的充气口充入到氮气密封腔内。在氮气的作用下，排污口将停泵后真空泵腔中冷凝的少量液体排出，可以消除此部分冷凝液体对下级密封的影响。由于在氮气密封腔中充入的氮气的压力较真空泵腔中的压力与齿轮油箱腔中的压力都大，可以进一步阻止真空泵腔和齿轮油箱腔内的气体相互串流泄漏，保证真空泵腔与齿轮油箱腔内的清洁度。通过前几级的密封，洗泵时真空泵腔泄漏的液体或者泵运行时真空泵腔中冷凝后的液体已经被彻底清除拦截，机械密封主要对齿轮油箱腔上级的气体和内部的润滑油进行进一步的密封，当齿轮油箱腔内的压力大于上级压力时可阻止齿轮油箱腔内的油雾向上级泄漏；当齿轮油箱腔内压力小于上级时可阻止上级气体向齿轮油箱腔中泄漏。

本实用新型通过一级迷宫式挡圈密封、涨圈密封、氮气密封腔、二级迷宫式挡圈密封和机械密封这五级密封结构以及设置在氮气密封腔中的排污口的共同作用，巧妙地使立式螺杆真空泵清洗时的液体或者立式螺杆真空泵运行时冷凝后的液体在二级迷宫式挡圈密封之前被拦截，从而保证了下级机械密封的正常使用，并避免了对齿轮油箱腔内润滑油的污染，同时对真空泵腔与齿轮油箱腔之间气体的相互串联起到了很好的密封效果。此外，由于气体密封腔内充有氮气，进一步提高了真空泵腔与齿轮油箱腔之间的气体的密封性。

附图说明

图1是本实用新型中的结构示意图。

图中：1、真空泵腔，2、齿轮油箱腔，3、螺杆转轴，4、一级迷宫式挡圈密封，5、涨圈密封，6、氮气密封腔，7、二级迷宫式挡圈密封，8、机械密封，9、下轴承座，10、排污口，11、静环座。

具体实施方式

如图1所示，一种立式螺杆真空泵的密封结构，包括一级迷宫式挡圈密封4、涨圈密封5、氮气密封腔6、二级迷宫式挡圈密封7和机械密封8，并且是在立式螺杆真空泵的真空泵腔1与齿轮油箱腔2之间从上到下按前述顺序依次设置。

在真空泵腔1与齿轮油箱腔2之间设置有用于支撑并套设螺杆真空泵的螺杆转轴3的下轴承座9，下轴承座9固定安装在泵壳上。一级迷宫式挡圈密封4放置在立式螺杆真空泵下轴承座9的顶部，在立式螺杆真空泵的螺杆转轴3的根部开有圆槽，一级迷宫式挡圈密封4的挡圈插接在该圆槽中。本实施例中一级迷宫式挡圈密封4的挡圈为对开件，一级迷宫式挡圈密封4的挡圈上部的内表面设置为迷宫密封结构，即一级迷宫式挡圈密封4的挡圈上部的内表面均匀设置有若干细小的凹槽，一级迷宫式挡圈密封4的挡圈下部的内表面设置为光滑的表面，一级迷宫式挡圈密封4的挡圈下部的外侧面与下轴承座9接触。涨圈密封5设置在一级迷宫式挡圈密封4下部的螺杆转轴3的轴侧面上，即螺杆转轴3与一级迷宫式挡圈密封4的挡圈下部平滑内表面接触的轴侧面上均匀开有若干环形凹槽，本实施例中均匀开了三条环形凹槽，带有切口的涨圈则放置在环形凹槽上，构成涨圈密封5，涨圈密封5中的涨圈的型号与环形凹槽的尺寸相匹配。由于涨圈密封5中带切口的涨圈本身的弹力而使其紧贴在一级迷宫式挡圈密封4的挡圈下部的光滑内表面上，涨圈密封5中带切口的涨圈与一级迷宫式挡圈密封4的挡圈无相对运动。

氮气密封腔6是由立式螺杆真空泵的下轴承座9、螺杆转轴3与一级迷宫式挡圈密封4合围而成的密闭腔体。氮气密封腔内开设有充气口，从充气口向氮气密封腔6内充有用于密封的氮气，本实施例中所充氮气的压力为0.13MPa，由于真空泵腔1内的压力小于0.13MPa，齿轮油箱腔2内的压力为常压，所以氮气密封腔6内的压力大于真空泵腔1内的压力与齿轮油箱腔2内的压力，可以进一步阻止真空泵腔1和齿轮油箱腔2内的气体相互串流泄漏。在氮气密封腔6内设置有排污口10，本实施例是在两个螺杆转轴3之间的氮气密封腔6的中心处设置有排污口10，由于氮气密封腔6充有氮气，在氮气的作用下排污口10可以将停泵后的真空泵腔1中冷凝的少量液体或者对泵清洗完毕后真空泵腔1中残留的液体排出。二级迷宫式挡圈密封7设置在下轴承座9顶部的腔体中，在螺杆转轴3的通过顶部腔体的轴杆上设有变径处，在此变径处上开有环绕轴杆的轴向环槽，二级迷宫式挡圈密封7中的挡圈插接在该轴向环槽中，形成迷宫式挡圈密封结构。二级迷宫式挡圈密封7中的挡圈通过螺钉固定安装在下轴承座9上，二级迷宫式挡圈密封7中的挡圈底端与下轴承座9的靠近螺杆转轴3的顶端之间垫有垫片。二级迷宫式挡圈密封7中的挡圈的内表面设置为迷宫密封结构，即二级迷宫式挡圈密封7中的挡圈的内表面均匀设置有若干细小的凹槽，二级迷宫式挡圈密封7中的挡圈与螺杆转轴3之间为非接触式密封，二级迷宫式密封挡圈为对开件。

在下轴承座9的与螺杆转轴3接触处的底端设置有可套设螺杆转轴3的静环座11，静环座11通过螺钉固定安装在下轴承座9的与螺杆转轴3接触处的底端，静环座11的顶端与下轴承座9的与螺杆转轴3接触处的底端之间垫有垫片。机械密封8设置在立式螺杆真空泵的齿轮油箱腔2顶部穿接螺杆转轴3的轴孔处，即机械密封8设在与静环座11接触处的螺杆转轴3的底端，机械密封8为外部采购的现成的机械密封件，其型号与螺杆转轴3的轴径和与螺杆转轴3配合的轴承的型号相匹配。

在立式螺杆真空泵的运行中，通过一级迷宫式挡圈密封4、涨圈密封5、氮气密封腔6、二级迷宫式挡圈密封7和机械密封8这五级密封结构以及设置在氮气密封腔6中的排污口10的共同作用，巧妙地使立式螺杆真空泵清洗时的液体或者立式螺杆真空泵运行时冷凝后的液体在二级迷宫式挡圈密封7之前被拦截，从而保证了下级机械密封8的正常使用，并避免了对齿轮油箱腔2内润滑油的污染，同时对真空泵腔1与齿轮油箱腔2之间气体起到了很好的密封效果。

Claims (6)

1.一种立式螺杆真空泵的密封结构，其特征是，包括一级迷宫式挡圈密封、涨圈密封、氮气密封腔、二级迷宫式挡圈密封和机械密封，并且是在立式螺杆真空泵的真空泵腔与齿轮油箱腔之间从上到下按前述顺序依次设置。

2.根据权利要求1所述的立式螺杆真空泵的密封结构，其特征是，所述一级迷宫式挡圈密封设置在立式螺杆真空泵的下轴承座的顶部，在立式螺杆真空泵的螺杆转轴的根部开有圆槽，所述一级迷宫式挡圈密封中的挡圈插接在该圆槽中，形成迷宫式挡圈密封结构。

3.根据权利要求2所述的立式螺杆真空泵的密封结构，其特征是，所述涨圈密封设置在一级迷宫式挡圈密封下部的螺杆转轴的轴侧面上。

4.根据权利要求3所述的立式螺杆真空泵的密封结构，其特征是，所述氮气密封腔是由立式螺杆真空泵的下轴承座、螺杆转轴与一级迷宫式挡圈密封合围而成的密闭腔体；

所述氮气密封腔设置有充气口和排污口。

5.根据权利要求1或4所述的立式螺杆真空泵的密封结构，其特征是，所述二级迷宫式挡圈密封设置在立式螺杆真空泵的下轴承座的顶部腔体中，在螺杆转轴的通过所述顶部腔体的轴杆上设有变径处，在所述变径处上开有环绕轴杆的轴向环槽，所述二级迷宫式挡圈密封中的挡圈插接在所述轴向环槽中，形成迷宫式挡圈密封结构。

6.根据权利要求1所述的立式螺杆真空泵的密封结构，其特征是，所述机械密封设置在立式螺杆真空泵的齿轮油箱腔顶部穿接螺杆转轴的轴孔处。