CN216381957U - 一种置于液体环境中的泵用机械密封结构 - Google Patents

一种置于液体环境中的泵用机械密封结构 Download PDF

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张贺
杨国平
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Abstract

本实用新型涉及一种置于液体环境中的泵用机械密封结构,包括壳体,电机端密封端盖将泵体内腔分为电机区和流体区,电机区中转动设有电机泵轴,电机泵轴一端穿过电机端密封端盖伸入流体区,电机泵轴伸入流体区的部位外周固定套设叶轮;电机泵轴与电机端盖之间设有密封组件,密封组件由旋转单元和固定单元构成;旋转单元包括密封壳体。本实用新型结构简单,占用空间小;电机泵轴与密封壳体之间被Y型密封圈的内外唇密封,Y型密封圈的内外唇在旋转陶瓷环相对于密封壳体已定位的状态下进行固定并获得密封性能,因而另外不需要橡胶等弹性体薄壁型腔作为轴向密封的密封件。

Description

一种置于液体环境中的泵用机械密封结构
技术领域
本实用新型属于机械密封技术领域,涉及置于液体环境中的泵用机械密封结构,用于对旋转轴与壳体之间的环状间隙进行流体密封结构组件。
背景技术
机械密封组件流体密封的技术具备径向流体密封和轴向的流体密封。
固定陶瓷环6和旋转陶瓷环7均由SiC、碳或者金属等硬质材料构成,机械密封技术就是利用其耐磨特性做成摩擦副18,形成的机械密封获得流体径向密封。
流体区II中旋转陶瓷环7相对于电机泵轴11完全同步旋转定位的状态下,为获得轴向流体密封性能,市售产品实际使用多为橡胶等弹性体制成的密封圈薄壁型腔作为轴向的流体密封结构材料。但是,在橡胶等弹性体制成的密封圈薄壁型腔存在随着时间的经过而会产生塑性变形和溃烂的问题。尤其是在环境温度变化较大和密封流体有颗粒杂质的情形下,这个问题会变得越发显著,密封对象流体内部细微的颗粒杂物在高压流体会对薄壁产生机械损伤。而且,根据密封对象流体的不同,也会有密封圈薄壁型腔容易劣化或无法使用的情况,即使在非工作状态下密封圈薄壁型腔由与组件装配的预压力也会一直处于保持压缩变形。进而,由于密封圈薄壁型腔薄壁破损,使流体区II轴向流体密封性能降低。通过统计轴承生产中清洗油泵机械密封的实际使用情况来看,采用本实用新型的机械密封组件结构能延长使用寿命,避免漏油和频繁更换油泵机械密封导致经济浪费。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种置于液体环境中的泵用机械密封结构,能解决密封圈薄壁型腔容易劣化或无法使用的情况的问题,且密封效果更佳。
按照本实用新型提供的技术方案:一种置于液体环境中的泵用机械密封结构,包括壳体,电机端密封端盖将泵体内腔分为电机区和流体区,电机区中转动设有电机泵轴,电机泵轴一端穿过电机端密封端盖伸入流体区,电机泵轴伸入流体区的部位外周固定套设叶轮;电机泵轴与电机端盖之间设有密封组件,密封组件由旋转单元和固定单元构成;旋转单元包括密封壳体,密封壳体位于流体区内,电机泵轴外周;密封壳体上设有Y型密封圈安装槽和旋转陶瓷环槽,Y型密封圈安装槽靠近叶轮,Y型密封圈安装槽内安装Y型密封圈,旋转陶瓷环槽内安装第二弹性密封座套,第二弹性密封座套内安装旋转陶瓷环,旋转陶瓷环位于电机泵轴外周,叶轮与密封壳体之间设有压力传动弹簧,压力传动弹簧一侧紧贴叶轮,另一侧紧贴密封壳体;Y型密封圈外圈贴合Y型密封圈安装槽内壁,Y型密封圈内圈贴合电机泵轴外周,Y型密封圈靠近叶轮侧的端面开有环槽。
作为本实用新型的进一步改进,流体区上设置有液体进口与液体出口。
作为本实用新型的进一步改进,旋转陶瓷环槽内通过过盈配合安装第二弹性密封座套,第二弹性密封座套内通过过盈配合安装旋转陶瓷环。
作为本实用新型的进一步改进,旋转陶瓷环与电机泵轴之间存在间隙。
作为本实用新型的进一步改进,Y型密封圈靠近叶轮侧的端面开有V型环槽。
作为本实用新型的进一步改进,第二弹性密封座套为橡胶材料制成,第二弹性密封座套外周表面设有数个第二密封凸条,第二密封凸条外侧紧密贴合在密封壳体的内壁圆周面上。
作为本实用新型的进一步改进,固定单元包括电机端密封端盖,电机端密封端盖上设有陶瓷环安装凹槽,陶瓷环安装凹槽位于电机泵轴外周,陶瓷环安装凹槽内通过过盈配合安装第一弹性密封座套,第一弹性密封座套内通过过盈配合安装固定陶瓷环,固定陶瓷环位于电机泵轴外周,其两者存在间隙,电机泵轴在转动的时候不会与固定陶瓷环接触。
作为本实用新型的进一步改进,密封壳体在压力传动弹簧的弹力作用下,连同Y型密封圈、第二密封件、旋转陶瓷环向电机端密封端盖移动,直至旋转陶瓷环与固定陶瓷环端面贴合,两者贴合面形成径向密封面。
作为本实用新型的进一步改进,陶瓷环安装凹槽内通过过盈配合安装第一弹性密封座套。
作为本实用新型的进一步改进,第一弹性密封座套为橡胶材料制成,第一弹性密封座套外周表面设有第一密封凸条,第一密封凸条外侧紧密贴合在电机壳体法兰的内壁圆周面上。
本申请的积极进步效果在于:
本实用新型结构简单,占用空间小;电机泵轴与密封壳体之间被Y型密封圈的内外唇密封,Y型密封圈的内外唇在旋转陶瓷环相对于密封壳体已定位的状态下进行固定并获得密封性能,因而另外不需要橡胶等弹性体薄壁型腔作为轴向密封的密封件。
附图说明
图1为用于表示本实用新型专利涉及的机械密封组件在电机泵中安装状态的示意剖视图。
图2为用于表示本实用新型专利涉及的机械密封组件在电机泵中安装状态的示意细节放大剖视图。
图3为用于表示本实用新型专利涉及的机械密封组件工作状态局部示意剖视图。
图4为用于表示本实用新型专利涉及的机械密封组件中Y型密封圈工作状态局部示意剖视图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型方案,下面将结合本实用新型实施例中的附图,对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分的实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本实用新型保护的范围。
需要说明的是,本实用新型的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等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。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本实用新型的实施例。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖他的包括,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
图1-4中,包括电机端密封端盖1、第一弹性密封座套2-1、第二弹性密封座套2-2、密封壳体3、压力传动弹簧4、叶轮5、固定陶瓷环6、旋转陶瓷环7、Y型密封圈8、压力弹簧座套9、锁紧螺母10、电机泵轴11、流体进口21、液体出口22等。
如图1-2所示,本实用新型是一种置于液体环境中的泵用机械密封结构,包括壳体,电机端密封端盖1将泵体内腔分为电机区I和流体区II,电机区I中转动设有电机泵轴11,电机泵轴11一端穿过电机端密封端盖1伸入流体区II,流体区II上设置有液体进21口与液体出口22,供流体通过,电机泵轴11伸入流体区II的部位外周固定套设叶轮5。
如图3所示,电机泵轴11与电机端盖1之间设有密封组件,密封组件通过对电机泵轴11与电机端盖1之间的环状间隙进行密封而将图中虚线左侧的区域电机区Ⅰ和虚线右侧的区域流体区II隔开,防止流体区II内的液体进入电机区I。在本实施示例中,在图中右侧的区域流体区II中有密封对象清洗煤油等清洗流体。
本实施示例所涉及的密封组件由旋转单元和固定单元构成。
如图3所示,固定单元包括:电机端密封端盖1,第一弹性密封座套2-1,固定陶瓷环6。电机端密封端盖1上设有陶瓷环安装凹槽,陶瓷环安装凹槽位于电机泵轴11外周,陶瓷环安装凹槽内通过过盈配合安装第一弹性密封座套2-1,第一弹性密封座套2-1内通过过盈配合安装固定陶瓷环6,固定陶瓷环6位于电机泵轴11外周,其两者存在间隙,电机泵轴11在转动的时候不会与固定陶瓷环6接触。
第一弹性密封座套2-1为橡胶材料制成,第一弹性密封座套2-1外周表面设有第一密封凸条15,第一密封凸条15外侧紧密贴合在电机壳体法兰1的内壁圆周面上,可以更好的密封流体。
为了便于压力传动弹簧4定位,在压力传动弹簧4与叶轮5之间设置压力弹簧座套9,压力传动弹簧4右端套设在压力弹簧座套9上。
叶轮5通过锁紧螺母10锁紧在电机泵轴11上。
如图3所示,旋转单元包括:第二弹性密封座套2-2,密封壳体3,旋转陶瓷环7,Y型密封圈8。密封壳体3位于流体区II内,电机泵轴11外周,密封壳体3上设有Y型密封圈安装槽和旋转陶瓷环槽,Y型密封圈安装槽靠近叶轮5,旋转陶瓷环槽靠近固定陶瓷环6,Y型密封圈安装槽内安装Y型密封圈8,旋转陶瓷环槽内通过过盈配合安装第二弹性密封座套2-2,第二弹性密封座套2-2内通过过盈配合安装旋转陶瓷环7,旋转陶瓷环7位于电机泵轴11外周,其两者存在间隙,电机泵轴11在转动的时候不会与旋转陶瓷环7接触。
叶轮5与密封壳体3之间设有压力传动弹簧4,压力传动弹簧4一侧紧贴叶轮5,另一侧紧贴密封壳体3。密封壳体3在压力传动弹簧4的弹力作用下,连同Y型密封圈8、第二密封件14、旋转陶瓷环7向电机端密封端盖1移动,直至旋转陶瓷环7与固定陶瓷环6端面贴合,两者贴合面形成径向密封面18。
压力传动弹簧4随叶轮5同步旋转。并带动密封壳体3及Y型密封圈8、第二密封件14、旋转陶瓷环7转动。
如图4所示,Y型密封圈8外圈贴合Y型密封圈安装槽内壁,Y型密封圈8内圈贴合电机泵轴11外周,Y型密封圈8靠近叶轮5侧的端面开有V型环槽,V型环槽的内壁在流体区II内液体作用下自然张开,与贴合面密封壳体3和电机泵轴11的贴合更精密,形成流体区II轴向流体密封,综上情形下,Y型密封圈8保证了电机区I轴向流体密封。
第二弹性密封座套2-2为橡胶材料制成,第二弹性密封座套2-2外周表面设有数个第二密封凸条14,第二密封凸条14外侧紧密贴合在密封壳体3的内壁圆周面上,可以更好的密封流体。
本实用新型的工作过程如下:
当电机泵工作时,电机泵轴11旋转时,旋转单元随电机泵轴11同步旋转,而固定单元则保持静止状态,通过固定陶瓷环6与旋转陶瓷环7的相对摩擦形成径向机械高压流体密封;Y型密封圈8嵌套在密封壳体3内,在电机泵工作时泵腔内高压流体作用下,其内外唇分别与电机泵轴11和密封壳体3紧密贴合,避免高压流体轴向泄漏。
可以理解的是,以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式,然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言,在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下,可以做出各种变型和改进,这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种置于液体环境中的泵用机械密封结构,包括壳体,电机端密封端盖(1)将泵体内腔分为电机区(I)和流体区(II),电机区(I)中转动设有电机泵轴(11),电机泵轴(11)一端穿过电机端密封端盖(1)伸入流体区(II),电机泵轴(11)伸入流体区(II)的部位外周固定套设叶轮(5);电机泵轴(11)与电机端盖(1)之间设有密封组件,其特征在于,密封组件由旋转单元和固定单元构成;旋转单元包括密封壳体(3),密封壳体(3)位于流体区(II)内,电机泵轴(11)外周;密封壳体(3)上设有Y型密封圈安装槽和旋转陶瓷环槽,Y型密封圈安装槽靠近叶轮(5),Y型密封圈安装槽内安装Y型密封圈(8),旋转陶瓷环槽内安装第二弹性密封座套(2-2),第二弹性密封座套(2-2)内安装旋转陶瓷环(7),旋转陶瓷环(7)位于电机泵轴(11)外周,叶轮(5)与密封壳体(3)之间设有压力传动弹簧(4),压力传动弹簧(4)一侧紧贴叶轮(5),另一侧紧贴密封壳体(3);Y型密封圈(8)外圈贴合Y型密封圈安装槽内壁,Y型密封圈(8)内圈贴合电机泵轴(11)外周,Y型密封圈(8)靠近叶轮(5)侧的端面开有环槽。
2.如权利要求1所述的置于液体环境中的泵用机械密封结构,其特征在于,流体区(II)上设置有液体进口(21)与液体出口(22)。
3.如权利要求1所述的置于液体环境中的泵用机械密封结构,其特征在于,旋转陶瓷环槽内通过过盈配合安装第二弹性密封座套(2-2),第二弹性密封座套(2-2)内通过过盈配合安装旋转陶瓷环(7)。
4.如权利要求1所述的置于液体环境中的泵用机械密封结构,其特征在于,旋转陶瓷环(7)与电机泵轴(11)之间存在间隙。
5.如权利要求1所述的置于液体环境中的泵用机械密封结构,其特征在于,Y型密封圈(8)靠近叶轮(5)侧的端面开有V型环槽。
6.如权利要求1所述的置于液体环境中的泵用机械密封结构,其特征在于,第二弹性密封座套(2-2)为橡胶材料制成,第二弹性密封座套(2-2)外周表面设有数个第二密封凸条(14),第二密封凸条(14)外侧紧密贴合在密封壳体(3)的内壁圆周面上。
7.如权利要求1所述的置于液体环境中的泵用机械密封结构,其特征在于,固定单元包括电机端密封端盖(1),电机端密封端盖(1)上设有陶瓷环安装凹槽,陶瓷环安装凹槽位于电机泵轴(11)外周,陶瓷环安装凹槽内通过过盈配合安装第一弹性密封座套(2-1),第一弹性密封座套(2-1)内通过过盈配合安装固定陶瓷环(6),固定陶瓷环(6)位于电机泵轴(11)外周,其两者存在间隙,电机泵轴(11)在转动的时候不会与固定陶瓷环(6)接触。
8.如权利要求7所述的置于液体环境中的泵用机械密封结构,其特征在于,密封壳体(3)在压力传动弹簧(4)的弹力作用下,连同Y型密封圈(8)、第二密封件(14)、旋转陶瓷环(7)向电机端密封端盖(1)移动,直至旋转陶瓷环(7)与固定陶瓷环(6)端面贴合,两者贴合面形成径向密封面(18)。
9.如权利要求7所述的置于液体环境中的泵用机械密封结构,其特征在于,陶瓷环安装凹槽内通过过盈配合安装第一弹性密封座套(2-1)。
10.如权利要求1所述的置于液体环境中的泵用机械密封结构,其特征在于,第一弹性密封座套(2-1)为橡胶材料制成,第一弹性密封座套(2-1)外周表面设有第一密封凸条(15),第一密封凸条(15)外侧紧密贴合在电机壳体法兰(1)的内壁圆周面上。
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