CN213870264U - 一种平动泵的动密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种平动泵的动密封结构，包括外泵芯、安装在外泵芯两侧的泵壳，外泵芯的内侧安装有内泵芯，泵壳安装有驱动内泵芯作偏心平动的主轴，外泵芯与内泵芯之间形成月牙腔，主轴与月牙腔之间轴向安装有管状的弹性套，且弹性套的一端与泵壳的内侧密封连接，另一端与内泵芯的内侧密封连接，通过弹性套将月牙腔及泵壳与内泵芯之间的接触端面与主轴及各主轴轴承分成完全隔离的两个部分，封闭了月牙腔至主轴的轴承的通道，以弹性套本身的柔性变形适应泵壳与内泵芯两耦合面间的相对运动，从而使其具备密封性能，形成了平动泵的动密封，取代传统的端面密封及轴颈密封，此外，弹性套两端的连接处均为静密封，不会产生磨损消耗，能有效确保弹性套的使用寿命。

Description

一种平动泵的动密封结构

技术领域

本实用新型涉及一种容积式泵，特别是一种平动泵的动密封结构。

背景技术

本申请的同一申请人于2020年3月9日提交了申请号为2020202780954的专利文件申请，该专利申请涉及一种偏心驱动平动式气液增压装置，包括泵壳，泵壳内由内至外依次套装有主轴、偏心套、内泵芯、外泵芯，内泵芯与外泵芯之间形成有月牙腔，外泵芯的两端安装有泵芯法兰，泵芯法兰的内端面上安装有环形端面封，工作时，内泵芯相对于泵芯法兰作偏心平动，并通过环形端面封使内泵芯与泵芯法兰两者之间相互接触的端面形成动密封，避免月牙腔内的工质从内泵芯与泵芯法兰之间的贴合面泄漏到主轴以及主轴轴承上；然而由于内泵芯相对于泵芯法兰作偏心平动，会加快环形端面封的磨损老化，导致使用寿命大大减小，经装机实测，环形端面封的使用寿命约为3个月，使用寿命缩短还会增加停机检修维护的次数，影响到泵体的工作效率。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型提供一种平动泵的动密封结构，以取代传统的端面动密封以及轴颈密封。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种平动泵的动密封结构，包括外泵芯、安装在所述外泵芯两侧的泵壳，所述外泵芯的内侧安装有内泵芯，所述泵壳安装有驱动所述内泵芯作偏心平动的主轴，所述外泵芯与所述内泵芯之间形成月牙腔，所述主轴与所述月牙腔之间轴向安装有管状的弹性套，且所述弹性套的一端与所述泵壳的内侧密封连接，另一端与所述内泵芯的内侧密封连接。

所述泵壳的内侧安装有第一安装环，所述内泵芯的内侧安装有第二安装环，所述弹性套的两端分别与所述第一安装环、第二安装环密封连接，所述第一安装环、第二安装环的外侧均设有密封凹槽，所述密封凹槽内安装有密封圈，装配后，所述密封圈分别与所述泵壳、内泵芯贴合。

所述主轴上对应所述弹性套的位置安装有支撑轴承，装配后，所述支撑轴承位于所述弹性套与所述主轴之间，且所述支撑轴承的外侧与所述弹性套的内侧接触。

所述主轴上安装有偏心环，所述支撑轴承安装在所述偏心环上，所述偏心环的偏心方向与所述内泵芯的偏心平动方向一致。

所述支撑轴承的外侧安装有支撑环。

所述泵壳内侧靠近所述内泵芯的一端设有台阶，所述弹性套、内泵芯、台阶之间形成介质腔。

所述弹性套的内壁轴向排列有承压环。

所述弹性套由抗气液渗漏的柔性材料制成。

本实用新型的有益效果是：本实用新型在平动泵的主轴与月牙腔之间安装有管状的弹性套，将其一端与泵壳的内侧密封连接，另一端与内泵芯的内侧密封连接，通过弹性套将月牙腔及泵壳与内泵芯之间的接触端面与主轴及各主轴轴承分成完全隔离的两个部分，月牙腔及泵壳与内泵芯之间的接触端面位于弹性套的外侧，主轴及各主轴轴承位于弹性套的内侧，封闭了月牙腔至主轴的轴承的通道，以弹性套本身的柔性变形适应泵壳与内泵芯两耦合面间的相对运动，从而使其具备密封性能，形成了平动泵的动密封，取代传统的端面密封及轴颈密封，此外，弹性套两端的连接处均为静密封，不会产生磨损消耗，能有效确保弹性套的使用寿命，减少停机检修的维护次数，相当于提高了生产的效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是平动泵的剖面示意图；

图3是图1中A处的放大示意图；

图4是弹性套的装配示意图；

图5是支撑轴承的装配示意图。

具体实施方式

参照图1至图5，一种平动泵的动密封结构，包括外泵芯1、安装在所述外泵芯1两侧的泵壳2，所述外泵芯1的内侧安装有内泵芯3，所述泵壳2安装有驱动所述内泵芯3作偏心平动的主轴4，所述主轴4上安装有驱动偏心套41，所述驱动偏心套41上安装有滚动轴承42，所述内泵芯3安装在所述滚动轴承42上，所述外泵芯1与所述内泵芯3之间形成月牙腔5，所述外泵芯1与所述内泵芯3之间安装有用于分割所述月牙腔5的密封隔片51，所述主轴4与所述月牙腔5之间轴向安装有管状的弹性套6，且所述弹性套6的一端与所述泵壳2的内侧密封连接，另一端与所述内泵芯3的内侧密封连接，通过弹性套将月牙腔及泵壳与内泵芯之间的接触端面与主轴及各主轴轴承分成完全隔离的两个部分，月牙腔及泵壳与内泵芯之间的接触端面位于弹性套的外侧，主轴及各主轴轴承位于弹性套的内侧，封闭了月牙腔至主轴的轴承的通道，内泵芯3在驱动偏心套41的推动下绕主轴线作平动时，内泵芯3与主轴4不同心，因此弹性套6的两个端面在运转时也不同轴，固定在内泵芯3上的弹性套6的一端随内泵芯3作偏心平动，导致弹性套6变形，其桡度恒定，等于内泵芯3对主轴4的偏心距，变形方向随主轴旋转，只需选择适当的柔性材料，该材料在上述变形时还保持隔绝工质的能力，以弹性套本身的柔性变形适应泵壳与内泵芯两耦合面间的相对运动，从而使其具备密封性能，形成了平动泵的动密封，取代传统的端面密封及轴颈密封，此外，弹性套两端的连接处均为静密封，不会产生磨损消耗，能有效确保弹性套的使用寿命。

所述泵壳2的内侧安装有第一安装环71，所述内泵芯3的内侧安装有第二安装环72，所述弹性套6的两端分别与所述第一安装环71、第二安装环72密封连接，可采用软密封材料连接密封，所述第一安装环71、第二安装环72的外侧均设有密封凹槽8，所述密封凹槽8内安装有密封圈9，装配后，所述密封圈9分别与所述泵壳2、内泵芯3贴合，使弹性套6与泵壳2、内泵芯3之间形成静密封，不会产生磨损消耗，确保弹性套的使用寿命。

在平动泵上使用传统的环形端面封其密封寿命约为3个月，在采用弹性套6封闭月牙腔5至主轴4轴承之间的通道后，由于固定在内泵芯3上的弹性套6的一端只跟随内泵芯3作偏心平动，且两端连接处为静密封，不会产生磨损消耗，相比于环形端面封具有更长的使用寿命，在正常使用状态下，弹性套6的使用寿命可达到12～13个月，为原来使用寿命的4倍以上，经过不断的软密封材料改进，可有效减少停机检修的维护次数，相当于提高了生产的效率。

所述弹性套6的内壁轴向排列有承压环15，平动泵的工作压力一般为6.2～10MPa或更高，但由于弹性套6的材料是柔性材料，因此不能承受工质压力，为在高压下使用，在弹性套6内安装了承压环7；所述承压环7可以是金属环串或缠绕金属片/金属丝；金属环串的各环或缠绕金属片/金属丝应排列紧密，保证柔性材料制成的弹性套在工质高压下保持形状；承压环7工作时跟随弹性套6作弯曲变形，其整体弯曲变形刚度应尽量小，同时在承压时径向变形应满足运转安全要求，可以采用钢环串、缠绕钢片或钢丝等高强弹性材料。

所述主轴4上对应所述弹性套6的位置安装有支撑轴承10，装配后，所述支撑轴承10位于所述弹性套6与所述主轴4之间，且所述支撑轴承10的外侧与所述弹性套6的内侧接触，在弹性套6加上承压环15后，虽然可以承受高压，但因其弯曲方向随主轴4的转动不断变化，其整体弯曲模量较低，因此在主轴高速旋转时，弹性套6随之高速摆动(平动)时产生的离心力会使其柔性部位发生附加变形，该变形导致弹性套6与泵壳2、主轴4摩擦而降低寿命，也可能使柔性材料变形过大而疲劳破裂，因此需在柔性密封套中设置支撑轴承10，根据弹性套的尺寸及所受离心力确定需设置的支撑轴承10的安装位置及数量，以使弹性套6的变形量减少到满足安全运行要求。

所述主轴4上安装有偏心环11，所述支撑轴承10安装在所述偏心环11上，所述偏心环11的偏心方向与所述内泵芯3的偏心平动方向一致，保证支撑轴承10的偏心方向与所述弹性套6的变形方向一致且同步，从而减少弹性套的附加变形。

所述支撑轴承10的外侧安装有支撑环12，可根据需要在轴承外圈加上支撑环10，增加支撑轴承10的直径，以利于支撑轴承10与弹性套6或承压环7接触。

所述泵壳2内侧靠近所述内泵芯3的一端设有台阶13，所述弹性套6、内泵芯3、台阶13之间形成介质腔14，平动泵工作时发生径向输送的介质会集中在所述介质腔14内并由弹性套6外径面阻挡泄漏，同时设有介质腔14可为在弹性套6作弹性形变时提供形变的空间，避免弹性套6与泵壳2内侧摩擦而降低寿命。

所述弹性套6由抗气液渗漏的柔性材料制成，在运转时，弹性套6安装在泵壳2的一端固定，安装在内泵芯3的一端弯曲，并随主轴的转动发生循环摆动(平动)变形，因此其材料应具有合适的弹性模量和承受压应力的机械强度，并有相当的耐反复皱折的疲劳寿命，其耐疲劳性能是密封寿命的决定因素；可以通过调整驱动偏心轮41的偏心量，及选取适当的材料来保证弹性套6的寿命，在本实施例中，所述弹性套6可以由软塑料(高分子材料)、橡胶等高弹性材料制成，其种类及硬度根据对介质的耐受性能确定；也可以采用经过处理、不渗透气液的橡胶高分子材料和编织物的复合材料，并可作出形变大的弯曲及扭转变形而密封不泄漏，可以在不同心的内泵芯3与泵壳2之间构成密封和介质完全隔绝。

以上的实施方式不能限定本发明创造的保护范围，专业技术领域的人员在不脱离本发明创造整体构思的情况下，所做的均等修饰与变化，均仍属于本发明创造涵盖的范围之内。

Claims (8)

1.一种平动泵的动密封结构，包括外泵芯（1）、安装在所述外泵芯（1）两侧的泵壳（2），所述外泵芯（1）的内侧安装有内泵芯（3），所述泵壳（2）安装有驱动所述内泵芯（3）作偏心平动的主轴（4），所述外泵芯（1）与所述内泵芯（3）之间形成月牙腔（5），其特征在于所述主轴（4）与所述月牙腔（5）之间轴向安装有管状的弹性套（6），且所述弹性套（6）的一端与所述泵壳（2）的内侧密封连接，另一端与所述内泵芯（3）的内侧密封连接。

2.根据权利要求1所述的平动泵的动密封结构，其特征在于所述泵壳（2）的内侧安装有第一安装环（71），所述内泵芯（3）的内侧安装有第二安装环（72），所述弹性套（6）的两端分别与所述第一安装环（71）、第二安装环（72）密封连接，所述第一安装环（71）、第二安装环（72）的外侧均设有密封凹槽（8），所述密封凹槽（8）内安装有密封圈（9），装配后，所述密封圈（9）分别与所述泵壳（2）、内泵芯（3）贴合。

3.根据权利要求1所述的平动泵的动密封结构，其特征在于所述主轴（4）上对应所述弹性套（6）的位置安装有支撑轴承（10），装配后，所述支撑轴承（10）位于所述弹性套（6）与所述主轴（4）之间，且所述支撑轴承（10）的外侧与所述弹性套（6）的内侧接触。

4.根据权利要求3所述的平动泵的动密封结构，其特征在于所述主轴（4）上安装有偏心环（11），所述支撑轴承（10）安装在所述偏心环（11）上，所述偏心环（11）的偏心方向与所述内泵芯（3）的偏心平动方向一致。

5.根据权利要求3所述的平动泵的动密封结构，其特征在于所述支撑轴承（10）的外侧安装有支撑环（12）。

6.根据权利要求1所述的平动泵的动密封结构，其特征在于所述泵壳（2）内侧靠近所述内泵芯（3）的一端设有台阶（13），所述弹性套（6）、内泵芯（3）、台阶（13）之间形成介质腔（14）。

7.根据权利要求1所述的平动泵的动密封结构，其特征在于所述弹性套（6）的内壁轴向排列有承压环（15）。

8.根据权利要求1所述的平动泵的动密封结构，其特征在于所述弹性套（6）由抗气液渗漏的柔性材料制成。

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