CN206770182U - 泵轴定位套密封结构和泵 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了泵轴定位套密封结构和泵，该泵轴定位套密封结构包括：泵轴(1)；和定位套(2)，所述定位套套设在所述泵轴(1)的外部并与所述泵轴(1)之间形成配合间隙(3)，泵轴(1)与定位套(2)键连接；其特征在于，所述定位套(2)上设置有填料注入孔(4)，所述配合间隙(3)内形成密封填料(5)。此外，本实用新型提供的泵包括泵轴(1)，其特征在于，在所述泵轴(1)上套设有泵轴定位套密封结构。

Description

泵轴定位套密封结构和泵

技术领域

本实用新型涉及煤化工领域和火力发电领域等类似领域，具体而言，涉及泵轴定位套密封结构和泵。

背景技术

现今煤化工及火力发电领域，泵、特别是水泵被广泛使用。

用于泵、特别是水泵的定位套多采用盘根和O型圈进行密封。如在图1中的现有技术中的泵轴密封套密封结构图所示，泵、例如水泵包括泵轴1、套设在泵轴1上的轴套9和定位套2以及O型圈6；此外，在轴套上还设置有盘根10以及相应的盘根压盖11。

在图1示出的实例中，轴套9、盘根10以及相应的盘根压盖11构成填料密封结构，主要实现泵体与轴套间密封；而O型圈6、定位套2和泵轴1构成定位套密封结构，主要实现轴与定位套间密封，防止轴承箱窜水。若O型圈6破损，造成轴套9、定位套2之间形成通路，水经这条通路窜入轴承箱，造成润滑油乳化。

O型圈6通常布置在轴套9与定位套2之间，由此阻止泵轴1与轴套2之间的漏气或漏水。O型圈由于自身具有良好的弹性，受外力作用时发生径向变形，填充空隙，阻止介质贯通。O型圈在实际应用中受到两方面的外力：一是定位销钉所产生的压力；二是由于泵轴1与定位套2间为键连接，设备长期运行造成键磨损，造成泵轴1与定位套2产生匡量，挤压、扭曲、破坏O型圈。键的磨损是造成O型圈破损的主要原因。

水泵轴封漏水的原因在于两方面：一方面，盘根密封失效，介质穿过盘根填料腔导致漏水；另一方面，由于轴键磨损使得轴套9与定位套11彼此相对运动，在此过程中O型圈磨损，介质穿过泵轴与定位套之间的空隙形成漏水。针对盘根密封失效，可通过更换盘根或紧固填料压盖解决。而针对O型圈磨损，则需要更换O型圈。本实用新型的主旨思路是解决此种问题，即O型圈破损，泵轴1与轴套9间隙漏水。

现有技术中的定位套和O型圈组合而成的密封结构存在以下缺陷：

(1)轴功率损失大。当O型圈扭曲变形时，定位套与泵轴逐渐接触，进而两者之间的摩擦也逐渐增强，由此导致使电机需要多输出约10％～15％的功，以便克服定位套与轴杆的摩擦力。

(2)降低泵输出功率。定位套与泵轴之间的摩擦导致轴功率损失大，由此造成水泵出口流量减少，输出功率降低。

(3)配件更换频繁。O型圈在水泵运行期间周期性地扭曲变形，这不利地导致了定位套与泵轴摩擦，最终造成定位套与轴出现不同程度磨损(定位套磨损程度大于轴杆)。因此为了确保水泵的正常运行，需要每2～3个月就更换一次O型圈，并且每年更换一次定位套。

(4)轴承损坏严重。在未及时发现轴封漏水的情况下，水会窜入轴承箱，导致润滑液乳化损坏轴承。

(5)检修工作量大，影响企业正常生产。每次更换O型圈需要不可避免地移动电机、拆装轴承箱、插拔联轴器等操作。这种检修工作量不仅非常耗费人力物力，并且由于其持续时间长而严重影响企业正常生产。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种泵轴定位套密封结构和一种泵，通过使用这种改进的泵轴定位套密封结构和相应具有这种泵轴定位套密封结构的泵，能够至少部分地克服甚至有利地避免上述技术缺陷。

为了实现上述目的，根据本实用新型的一个方面，提供了一种泵轴定位套密封结构，泵轴定位套密封结构包括泵轴和定位套，所述定位套套设在所述泵轴的外部并与所述泵轴之间形成配合间隙，泵轴与定位套键连接，在定位套上设置有填料注入孔，所述配合间隙内形成密封填料。通过形成在配合间隙内的密封填料，不仅能确保有效地密封效果，还能够防止定位套自身晃动并进而和其他部件、例如轴套碰撞以及摩擦。

进一步地，密封填料为胶型填料。胶型填料可以通过填料注入孔简单快捷地注入到配合间隙中。

进一步地，密封填料为纤维石墨复合型的胶型填料。纤维石墨复合型的胶型填料一方面利用所包含的石墨的特性来降低摩擦，另一方面利用所包含的纤维的特性来增强密封效果。

进一步地，纤维石墨复合型的胶型填料为CMS2000胶型填料。这种类型的胶型填料由高纯度石墨、合成纤维、聚四氟乙烯和有机溶剂组成。

进一步地，密封填料包括附着在所述泵轴的外周面上以随所述泵轴旋转的旋转层、固定附着在所述定位套的内周壁上的固定层以及位于所述旋转层和所述固定层之间的摩擦层。这种多层的密封填料仅仅利用泵轴旋转所产生的离心力就能形成并且完全填充在泵轴和定位套之间，从而避免了对定位套的复杂拆卸。

进一步地，摩擦层的摩擦系数小于所述旋转层的和所述固定层的摩擦系数。由于摩擦层是随泵轴的旋转逐渐形成在旋转层和固定层之间，因此其摩擦系数相对于另外两个层较小。

进一步地，摩擦层具有迷宫状的纤维结构。这种迷宫状的纤维结构有利地实现了良好的密封效果。

进一步地，泵轴定位套密封结构还包括设置在泵轴与所述定位套之间的O型圈密封结构。常规的O型圈可以作为O型圈密封结构辅助性地设置在泵轴定位套密封结构中，从而实现双重密封效果。

进一步地，密封填料起到辅助键连作用。键磨损，定位套存在匡量，密封填料可以解决定位套匡量。

进一步地，定位套上具有用于容纳所述O型圈密封结构的容纳槽，所述容纳槽与所述配合间隙连通。O型圈密封结构在此可以作为一个端面限定密封填料在配合间隙中的延伸长度，此外，被填充的密封填料也能对O型圈的已经存在的磨损区域进行补偿。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一个泵，设有前述的任意一种的泵轴定位套密封结构。

应用本实用新型的技术方案，摒弃了以往仅仅针对O型圈进行的改进方案，采取不同的思路在泵轴定位套方面进行密封方面的改进。与传统类型的O型圈密封结构相比，根据本实用新型的这种改进的周泵定位套密封结构具有以下优点：

(1)轴功率损耗低。泵轴定位套密封结构中的密封填料部分地具有迷宫式密封结构，这使得摩擦损耗有利地降低至轴功率的仅仅2％～3％。

(2)密封效果可靠。基于不同的设计理念，具有密封填料的泵轴定位套密封结构的磨损率相对O型圈密封较低，从而确保安装有这种泵轴定位套密封结构的水泵能够长期可靠地运行，更确切地说，解决了定位套周期性漏水、轴承箱窜水的问题。

(4)检修维护便捷且省时省力。现有技术中更换O型圈通常需要多个工作日才能完成，而根据本实用新型的泵轴定位套密封结构中的密封填料仅仅需要2-3个小时就能够例如通过带压注胶成型，并且无需对泵进行拆卸。此外，在实际应用中，密封填料往往在多年应用之后才需要进行加注。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了现有技术中的泵轴封结构的剖视结构示意图，

图2示出了根据本实用新型的泵轴定位套密封结构的一个实施例的剖视结构示意图，

图3示出了图2中的密封填料在泵轴径向横截面上看的示意图，

图4示出了根据本实用新型的泵的局部剖视结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

1、泵轴；2、定位套；3、配合间隙；4、填料注入孔；5、密封填料；5.1、旋转层；5.2、摩擦层；5.3、固定层；6、O型圈密封结构；7、容纳槽；8、注入接头；9、轴套；10、盘根；11、盘根压盖。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本实用新型。

本实用新型实施例提供了一种泵轴定位套密封结构以及一种包括该泵轴定位套密封结构的泵。

本实用新型通过泵轴定位套密封结构的独特设计，有效地解决了现有泵轴封中由于O型圈磨损所带来的一系列问题。

下面，具体对泵轴定位套密封结构的结构进行说明：

如图2所示，本实用新型的一个实施例提供了一种泵轴定位套密封结构。泵轴定位套密封结构包括泵轴1以及套设在泵轴1上的定位套2，在泵轴1和定位套2之间存在配合间隙3。

为了便捷地将密封填料5引入配合间隙3中，借助于开设在定位套上的填料注入孔4注入密封填料5。

优选地，如图2所示，本实用新型的实施例中填料注入孔4垂直于配合间隙3并且彼此连通。此外，也可以根据实际应用情况将填料注入孔相对于配合间隙3倾斜地设置。

优选地，如图2所示，本实用新型的实施例中，密封填料5完全填充配合间隙3，形成沿轴向延伸的包围泵轴1的一体型密封层。密封填料5以填充的形式和泵轴1以及定位套3一起形成沿径向延伸的三明治形式，定位套3被密封填料5弹性地支撑，因此即使泵轴1急速旋转，定位套3也很难在泵轴1上晃动、更不会与安装在泵轴1上的其他部件(例如图4中的轴套9)碰撞。

优选地，如图2所示，为了进一步提高密封效果，泵轴定位套密封结构还附加地配有常规的O型圈密封结构作为备用密封结构。

如图2所示，容纳密封填料5的配合间隙3的左端部和容纳O型圈密封结构6的容纳槽7联通。因此完全充满配合间隙3的密封填料5抵靠在O型圈密封结构6上，进一步防止定位套2在泵运行时晃动。

在本实施例中，为了确保密封填料5具有良好的密封效果以及较低的摩擦效果，特别地选择纤维石墨复合型的胶型填料用作密封填料。

本实用新型实施例中，特别使用由高纯度石墨、合成纤维、聚四氟乙烯和有机溶剂组成的CMS2000胶型填料。

如图3示，在泵轴1旋转时，纤维石墨复合型的胶型填料作为密封填料5通过在图2中示出的注入接口8首先附着在泵轴1的外周面上并逐渐固化形成旋转层5.1。在继续通过图2中示出的填料注入孔向配合间隙3内注胶的过程中，胶型填料进一步附着在旋转层5.1上，随着旋转层5.1直径增大，最外层的胶型填料借助于泵轴1转动产生的离心力被甩向定位套6的内周壁上(泵轴1的扭矩不变，旋转层5.1的直径增大矩力减小，当扭力小于离心力时，胶型填料开始脱离旋转层5.1)，由此形成固定层5.3。于是在密封填料5的内部出现介于旋转层5.1和固定层5.3之间的摩擦层5.2。

由于胶型填料含有石墨和纤维，使得摩擦层5.1的摩擦系数较小，从而降低由于摩擦引起的轴功率损耗；另一方面，在摩擦层5.2内形成有纤维状结构，其类似于迷宫密封，由此有利地实现密封效果。

本实用新型实施例中，注胶时，泵轴1的最大线速度为10m/s，最大工作压力为2MPa，工作介质温度为-18℃-230℃，PH值为4-10。优选地，该介质是清水。

在泵轴1停止旋转时，密封填料5的最内层受介质压力作用出现弹性变形并堵塞摩擦层5.2内的迷宫密封，由此有效地防止介质泄漏。由于密封填料5内包含有具有润滑作用的石墨，因此与盘根密封相比，密封填料所消耗的轴功率被降低至2％～3％，由此能够使泵节能地运行。

图4示出了根据本实用新型的泵的局部剖视结构示意图。泵除了具有常规的O型圈密封结构作为备用密封结构以外，还特别地配备有图2中示出的泵轴定位套密封结构。

如图4所示，容纳密封填料5的配合间隙3的左端部和容纳O型圈密封结构6的容纳槽7联通。因此完全充满配合间隙3的密封填料5抵靠在O型圈密封结构6上，进一步防止定位套2在泵运行时晃动。

以每台泵年运行6000小时、全寿命为6年来举例说明，现对根据本实用新型的具有密封填料的泵轴定位套密封结构与传统的O型圈密封(参见图1)进行经济比较。

表1泵轴封改造前后检修费对比(单位/万元)

由表1可知，仅仅第一年用于密封填料的各项费用略高于O型圈密封，但是，在应用这种泵轴定位套密封结构之后，每年在轴功率方面就能节约53万元。以单台泵寿命6年计算，安装有泵轴定位套密封结构的泵全寿命较仅仅安装O型圈密封可节约315.59万元。基于可持续性发展的原则以及环保高效的立场，根据本实用新型的泵轴定位套密封结构以及配备有这种泵轴定位套密封结构的泵能为企业带来显著提高的经济效益。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.泵轴定位套密封结构，包括：

泵轴(1)；和

定位套(2)，所述定位套套设在所述泵轴(1)的外部并与所述泵轴(1)之间形成配合间隙(3)，所述泵轴(1)与定位套(2)键连接；

其特征在于，所述定位套(2)上设置有填料注入孔(4)，所述配合间隙(3)内形成密封填料(5)。

2.根据权利要求1所述的泵轴定位套密封结构，其特征在于，所述密封填料(5)为胶型填料。

3.根据权利要求1所述的泵轴定位套密封结构，其特征在于，所述密封填料(5)为纤维石墨复合型的胶型填料。

4.根据权利要求3所述的泵轴定位套密封结构，其特征在于，所述纤维石墨复合型的胶型填料为CMS2000胶型填料。

5.根据权利要求1所述的泵轴定位套密封结构，其特征在于，所述密封填料(5)包括附着在所述泵轴(1)的外周面上以随所述泵轴(1)旋转的旋转层(5.1)、固定附着在所述定位套(2)的内周壁上的固定层(5.3)以及位于所述旋转层(5.1)和所述固定层(5.3)之间的摩擦层(5.2)。

6.根据权利要求5所述的定位套密封结构，其特征在于，所述摩擦层(5.2)的摩擦系数小于所述旋转层(5.1)的和所述固定层(5.3)的摩擦系数。

7.根据权利要求5所述的泵轴定位套密封结构，其特征在于，所述摩擦层(5.2)具有迷宫状的纤维结构。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的泵轴定位套密封结构，其特征在于，所述泵轴定位套密封结构还包括设置在所述泵轴与所述定位套之间的O型圈密封结构(6)。

9.根据权利要求8所述的泵轴定位套密封结构，其特征在于，所述定位套上具有用于容纳所述O型圈密封结构(6)的容纳槽(7)，所述容纳槽(7)与所述配合间隙(3)连通。

10.泵，其特征在于，设有根据权利要求1至9中任一项所述的泵轴定位套密封结构。