CN212106350U - 一种带防松装置的机械密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及流体设备技术领域，具体涉及一种带防松装置的机械密封结构，其包括静环和动环，静环的环面上设有静环密封件，动环的环面上设有动环密封件，动环的外环面设有台阶结构，台阶结构包括第一台阶面、第二台阶面和第三台阶面，第一台阶面与第三台阶面相互平行，第二台阶面连接第一台阶面和第三台阶面；动环密封件的内环面包括第一内侧面和第二内侧面，第一内侧面连接第二内侧面，在动环密封件设置于动环的外环面时，第一内侧面与第一台阶面贴合，第二内侧面与第二台阶面贴合。本实用新型可有效增加动环和叶轮的联动性能，延长了销轴的使用寿命，使泵的密封性能可以维持更长的时间，使泵的使用安全性得到提高。

Description

一种带防松装置的机械密封结构

技术领域

本实用新型涉及流体设备技术领域，具体涉及一种带防松装置的机械密封结构。

背景技术

离心泵的泵体结构内设有机械密封组件，以此来确保叶轮和电机室的密封隔离，避免叶轮转动时，流经叶轮室的流体物料渗入电机室。

传统的离心泵结构中，泵体内有电机室和叶轮室，电机室内设置电机，叶轮室内设置叶轮。如图5、图6所示，按图示方向，电机转轴1’从左至右穿出电机室后深入叶轮室内连接叶轮2’。为了避免在叶轮2’工作时，流经叶轮室的物料沿着电机转轴1’的外壁渗入电机室，在叶轮2’和电机室之间设置一组机械密封组件，该组件包括静环3’和动环4’，静环3’在左，动环4’在右。其中，静环3’为固定结构，其套在泵轴1’上，且固定于电机室的背板901’、压盖904’和泵轴1’之间，一般在静环3’和压盖904’之间还设有弹簧室，其内设置弹簧902’，弹簧902’套在泵轴1’上，并且弹簧902’和静环3’之间还设置定位环903’，作用是定位机械密封组件的位置，因此使定位环903’与静环3’的左端侧面相互贴合，在泵轴1’和叶轮2’转动时，静环3’不会随之转动；动环4’为活动结构，其也套在泵轴1’上，且设置于静环3’和叶轮2’之间，可通过销轴201’将叶轮2’和动环4’连接后使两者同步转动；静环3’的面向叶轮2’的一面与动环4’的面向电机室的一面贴合，两者紧密贴合后形成密封结构。静环3’和背板901’之间设有O型圈301’，该O型圈套在静环3’的外环面，从而使叶轮室和泵轴外壁之间形成密封隔离，避免叶轮2’与背板901’之间的腔室内的物料从静环3’和背板901’之间的缝隙中渗入后沿着泵轴1’的外壁渗入电机室。动环4’和叶轮2’之间设有O型圈401’，该O型圈套在动环4’的外环面，从而使叶轮室和泵轴外壁之间形成密封隔离，避免叶轮2’和背板901’之间的腔室内的物料从动环4’和叶轮2’之间的缝隙中渗入后沿着泵轴1’的外壁渗入电机室。

但是传统结构中，销轴201’很容易脆裂，从而导致动环4’不能与叶轮2’一起同步转动，虽然也会转动，但是会与叶轮2’的转动形成一定错动，以离合式接触方式进行一种半联动的动作，从而使动环4’的一侧端面与叶轮2’之间产生频次较高的摩擦，使动环外的O型圈401’快速老化而失去密封作用，最终使机械密封组件的密封效果形同虚设，因为物料将从叶轮2’和动环4’之间的缝隙中渗入泵轴1’的外壁，然后沿着该外壁绕过机械密封组件形成的密封结构渗入电机室。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，提供一种带防松装置的机械密封结构，解决以上技术问题。

本实用新型所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

一种带防松装置的机械密封结构，包括静环和动环，所述静环的环面上设有静环密封件，动环的环面上设有动环密封件，其中，

所述动环的外环面设有台阶结构，所述台阶结构包括第一台阶面、第二台阶面和第三台阶面，所述第一台阶面与所述第三台阶面相互平行，所述第二台阶面连接所述第一台阶面和所述第三台阶面；

所述动环密封件的内环面包括第一内侧面和第二内侧面，所述第一内侧面连接所述第二内侧面，在所述动环密封件设置于所述动环的外环面时，所述第一内侧面与所述第一台阶面贴合，所述第二内侧面与所述第二台阶面贴合。

本实用新型通过在动环的外环面上设置台阶结构，并配合在动环密封件的内环面上对应设置内侧面，实现阶梯式多面贴合，相当于在较短的距离范围内增加了动环密封件与动环之间的贴合面积，增加了动环密封件能提供的摩擦力，使其为动环和叶轮的接触提供了一定的联动性能，为动环和叶轮的同步转动提供了帮助。

所述第二台阶面与所述第三台阶面的夹角的范围在90度～180度之间。

所述第二台阶面垂直于所述第三台阶面。

所述动环密封件具有第三内侧面，所述第三内侧面连接所述第二内侧面，所述第三内侧面与所述第三台阶面贴合。

所述动环密封件的外环面上设有凸起结构。

所述凸起结构为环状凸起结构，其凸起于所述动环密封件的外环面，且围绕所述动环密封件的外环面一周后闭合。

所述动环密封件的外环面上设有至少两个所述凸起结构，且至少两个所述凸起结构相互之间间隔设置，从而在相邻的凸起结构之间形成一凹陷结构，凹陷结构和凸起结构构成一位于所述动环密封件的外壁上的连续起伏结构。

所述凸起结构位于所述动环密封件的与所述第一内侧面背对的外环面上。

有益效果：由于采用上述技术方案，本实用新型可有效增加动环和叶轮的联动性能，在没有销轴的情况下，可作为动环和叶轮同步转动的连接结构，在有销轴的情况下，可通过提供足够的摩擦力来帮助销轴提高使动环和叶轮同步转动时的联动能力，减轻传导到销轴上的反作用力，相当于间接提高了销轴的结构强度，延长了销轴的使用寿命，最终使泵的密封性能可以维持更长的时间，使泵的使用安全性得到提高。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为图1的局部结构示意图；

图3为图1的立体结构示意图；

图4为图1的应用场景示意图；

图5为传统结构的示意图；

图6为图5的结构与叶轮连接时的局部示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示进一步阐述本实用新型。需要说明的是，本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应当理解，这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”或“具有”及其任何变形，其意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列组成部件或单元的产品或设备不必限于清楚地列出的那些组成部件或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它部件组成或者组成单元。

参照图1、图3、图4，一种带防松装置的机械密封结构，包括静环3和动环4，两者均套设于泵轴1上。泵轴1从由背板901和电机室外壳100封装而成的电机室穿出后连接叶轮2，并在穿过叶轮2的端部设置锁紧螺栓101。叶轮2由叶轮室外壳200封装其内，且在叶轮室外壳200上开设开孔便于物料流入，泵轴1的端部和锁紧螺栓101可位于该开孔内，或者该开孔一侧的叶轮室内腔中。沿着叶轮2的旋转外缘方向(泵轴径向)设有出口管。静环3与背板901之间设有静环密封件301，背板901连接压盖904，压盖904和静环3之间有弹簧室，其中设有弹簧902和定位环903，定位环903的一侧连接弹簧、另一侧与静环3的面向弹簧的一侧贴合。静环密封件301套于静环3的外环面上。动环4的环面上套有动环密封件401，动环4的背向静环的一侧端面设有便于销轴插入的定位槽402，对应定位槽402在叶轮上也设有便于销轴另一端插入的插槽。

如图2所示，动环4的外环面设有台阶结构，台阶结构包括第一台阶面A、第二台阶面B和第三台阶面C，第一台阶面A与第三台阶面C相互平行，第二台阶面B连接第一台阶面A和第三台阶面C；动环密封件401的内环面包括第一内侧面40101和第二内侧面40102，第一内侧面40101连接第二内侧面40102，在动环密封件401设置于动环4的外环面时，第一内侧面40101与第一台阶面A贴合，第二内侧面40102与第二台阶面B贴合。

本实用新型通过在动环4的外环面上设置台阶结构，并配合在动环密封件401的内环面上对应设置内侧面，实现阶梯式多面贴合的结构。相当于在较短的距离范围内增加了动环密封件401与动环4之间的贴合面积，增加了动环密封件401能提供的摩擦力，使其为动环4和叶轮2的接触提供了一定的联动性能，为动环4和叶轮2的同步转动提供了帮助。

本实用新型中，第二台阶面B与第三台阶面C的夹角α的范围在0度～180度之间，优选角度范围为90度至180度之间。并且夹角α不能设置为0度和180度，当夹角α为180度时，则台阶结构本质上消失。在一些优选实施例中，夹角α设置为90度，此时，第二台阶面B垂直于第三台阶面C。

本实用新型中，动环密封件401还可设置为具有第三内侧面(图中未示出)，第三内侧面连接第二内侧面40102，在动环密封件401套设在动环4外环面时，第三内侧面与第三台阶面C贴合。

本实用新型中，为提高动环和叶轮之间抗打滑的能力，在动环密封件401的外环面上设置凸起结构40103。凸起结构40103可设置为环状凸起结构，其凸起于动环密封件401的外环面，且围绕外环面一周后闭合。在其中一些优选的实施例中，凸起结构40103位于动环密封件401的与第一内侧面背对的外环面上。如图2所示即呈现该结构。

本实用新型中，为进一步提高抗打滑的性能，可在动环密封件401的外环面上设置至少两个凸起结构40103，且凸起结构40103相互之间间隔设置，从而在相邻的凸起结构40103之间形成一凹陷结构，凹陷结构和凸起结构构成一位于动环密封件401的外壁上的连续起伏结构。

本实用新型可进一步扩展，比如，在动环外壁设置多个台阶结构。该实施例下，相邻的台阶结构的相近一侧的台阶面相互重合。此时，动环密封件可设置为仅覆盖任一台阶结构的任一台阶面，并且在动环密封件的外侧面上设置凸起结构，或者，也可以对应多个台阶结构的不同台阶面设置多个内侧面后覆盖至多个连续的台阶面上，或者覆盖全部的台阶面。

需要说明的是，本申请中的动环密封件的内侧面，均为可与动环外环面相互贴合设置的表面，而非传统O型圈的具有弧形凸面结构的表面。通过在动环上设置台阶结构，配合将动环密封件由传统的O型圈，改为具有与动环的台阶结构对应内侧面的密封圈结构，将O型圈的改为平垫结构，避免了传统结构中因销轴掉落后导致密封件和密封动环无法和叶轮同步转动后造成错位时，导致结构破损的问题，或者由于存在相对运动导致结构磨损严重而降低使用寿命的问题，平垫结构的摩擦力比较O型圈要大很多，因此更容易带动动环与叶轮一起旋转。

另外，本实用新型中，静环可采用碳化硅制成的环状结构，动环可采用碳制环状结构。静环密封件可采用三元乙丙橡胶(EPDM)制成的环状结构。动环密封件可采用氟化橡胶(FPM)制成的环状结构。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种带防松装置的机械密封结构，包括静环和动环，所述静环的环面上设有静环密封件，动环的环面上设有动环密封件，其特征在于，所述动环的外环面设有台阶结构，所述台阶结构包括第一台阶面、第二台阶面和第三台阶面，所述第一台阶面与所述第三台阶面相互平行，所述第二台阶面连接所述第一台阶面和所述第三台阶面；

所述动环密封件的内环面包括第一内侧面和第二内侧面，所述第一内侧面连接所述第二内侧面，在所述动环密封件设置于所述动环的外环面时，所述第一内侧面与所述第一台阶面贴合，所述第二内侧面与所述第二台阶面贴合。

2.根据权利要求1所述的一种带防松装置的机械密封结构，其特征在于，所述第二台阶面与所述第三台阶面的夹角的范围在90度～180度之间。

3.根据权利要求1所述的一种带防松装置的机械密封结构，其特征在于，所述第二台阶面垂直于所述第三台阶面。

4.根据权利要求1所述的一种带防松装置的机械密封结构，其特征在于，所述动环密封件具有第三内侧面，所述第三内侧面连接所述第二内侧面，所述第三内侧面与所述第三台阶面贴合。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种带防松装置的机械密封结构，其特征在于，所述动环密封件的外环面上设有凸起结构。

6.根据权利要求5所述的一种带防松装置的机械密封结构，其特征在于，所述凸起结构为环状凸起结构，其凸起于所述动环密封件的外环面，且围绕所述动环密封件的外环面一周后闭合。

7.根据权利要求5所述的一种带防松装置的机械密封结构，其特征在于，所述动环密封件的外环面上设有至少两个所述凸起结构，且至少两个所述凸起结构相互之间间隔设置，从而在相邻的凸起结构之间形成一凹陷结构，凹陷结构和凸起结构构成一位于所述动环密封件的外壁上的连续起伏结构。

8.根据权利要求6所述的一种带防松装置的机械密封结构，其特征在于，所述动环密封件的外环面上设有至少两个所述凸起结构，且至少两个所述凸起结构相互之间间隔设置，从而在相邻的凸起结构之间形成一凹陷结构，凹陷结构和凸起结构构成一位于所述动环密封件的外壁上的连续起伏结构。

9.根据权利要求5所述的一种带防松装置的机械密封结构，其特征在于，所述凸起结构位于所述动环密封件的与所述第一内侧面背对的外环面上。

10.根据权利要求8所述的一种带防松装置的机械密封结构，其特征在于，所述凸起结构位于所述动环密封件的与所述第一内侧面背对的外环面上。

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