CN216429929U - 熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构，旨在解决齿轮泵的密封填料与齿轮轴套的同心度不易掌控，导致密封填料易磨损，缩短了密封填料的运行寿命的不足。该实用新型包括密封函体、浮动密封组件，密封函体内设有连接孔；浮动密封组件与轴套套装在一起，浮动密封组件包括浮动填料函、波纹管、螺旋浮环；螺旋浮环套设在轴套和浮动填料函之间，螺旋浮环内壁上设有通液螺旋槽，螺旋浮环内壁和轴套外壁之间以及螺旋浮环外壁与浮动填料函内壁之间均设有浮动间隙；浮动填料函上设有和浮动间隙连通的进液口和出液口；轴套上螺旋浮环两侧均密封套装有填料环；浮动填料函和密封函体连接在一起，浮动填料函可径向浮动。

Description

熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构

技术领域

本实用新型涉及一种熔体齿轮泵结构，更具体地说，它涉及一种熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构。

背景技术

釜底熔体出料齿轮泵的密封通常采用的方式为螺旋加填料密封、机械密封和磁流体密封等。对于螺旋加填料密封，由于高压熔体出料齿轮泵都采用动压滑动轴承，由动压滑动轴承的基本原理可知，齿轮轴与滑动轴承不同心，同时，螺旋加填料密封与齿轮轴也不同心；不同心度会随着齿轮轴与轴承的磨损同步增大。螺旋加填料密封与齿轮轴不同心导致填料偏磨，填料与齿轮轴之间的间隙增大，致使填料密封失效，同时螺旋与齿轮轴的齿顶间隙过大同样会导致螺旋密封失效；导致外界空气泄漏进入齿轮泵泵腔。空气进入泵腔一方面会影响齿轮泵进料，导致齿轮泵无法稳定出料、不能正常工作；另一方面可能会导致物料变性；再者会破坏动压滑动轴承油膜的连续性、稳定性，损坏齿轮泵。齿轮泵密封腔内的熔体预冷会凝固，固体颗粒进入密封面会导致机械密封失效；熔体出料齿轮泵的转速都很低，机械密封需单独配置润滑冷却系统，不仅费用高，而且运行不稳定，熔体出料齿轮泵很少使用机械密封。磁流体密封无泄漏、无磨损、无污染，但成本过高，同样不适用于高温的工作环境。

实用新型内容

为了克服上述不足，本实用新型提供了一种熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构，它能维持密封填料与齿轮轴轴套的同心度在要求范围内，减缓密封填料的磨损，延长密封填料的运行寿命。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：一种熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构，包括密封函体、浮动密封组件，密封函体内设有连接孔，连接孔适配套装用于连接齿轮轴的轴套，连接孔内壁上设有介质螺旋槽，轴套转动使齿轮泵漏出到介质螺旋槽内的熔体在介质螺旋槽的螺旋推送作用下反向推送回流到齿轮泵内；浮动密封组件与轴套套装在一起，浮动密封组件包括浮动填料函、波纹管、螺旋浮环；螺旋浮环套设在轴套和浮动填料函之间，螺旋浮环内壁上设有通液螺旋槽，螺旋浮环内壁和轴套外壁之间以及螺旋浮环外壁与浮动填料函内壁之间均设有浮动间隙；浮动填料函上设有和浮动间隙连通的进液口和出液口；轴套上螺旋浮环两侧均密封套装有填料环，波纹管紧密连接在密封函体和浮动填料函之间；浮动填料函和密封函体连接在一起，浮动填料函可径向浮动。

介质螺旋槽的设置使由齿轮泵内部漏出的高压熔体在轴套和齿轮轴一起旋转的过程中产生轴向运动，对熔体产生反向推送力，促使熔体不断地返回齿轮泵入口。通过进液口向浮动间隙内通入密封液，轴套转动过程中在通液螺旋槽的螺旋推送作用下，将密封液推向出液口的大气侧，防止空气通过连接孔进入齿轮泵内。由于轴套转动过程中螺旋密封段内的介质螺旋槽会产生很大的驱动力，这个驱动力的方向是朝向齿轮泵内部的，因此会对外部空气产生很大的抽力，而通过浮动密封组件的设置，密封液的流动阻挡了外部空气进入连接孔，从而避免了外部空气漏入齿轮泵内。波纹管能够阻挡外部空气从浮动填料函和密封函体的连接位置进入连接孔内。螺旋浮环在轴套旋转时对密封液产生泵送效应，实现密封液体外循环，既可冲洗密封腔，维持密封腔清洁，保证密封效果；又可加强对密封填料的润滑、冷却作用。

螺旋浮环的泵送效应，增加了密封液的循环量，增强了密封填料的润滑、冷却效果，延长了密封运行寿命；而且对密封腔具有冲洗效果，防止固体颗粒堵塞通液螺旋槽，防止固体颗粒磨损密封填料。由于设置了浮动间隙，且浮动填料函可径向浮动，因此，在轴套转动过程中，浮动填料函和螺旋浮环可径向浮动，减小轴套与浮动填料函之间的偏心距，保证轴套与浮动填料函尽可能同心；即使螺旋浮环与轴套相接触，螺旋浮环可以起到支撑的作用，支撑起浮动填料函，受力很轻微。

熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构能维持密封填料与齿轮轴套的同心度在要求范围内，减缓密封填料的磨损，延长密封填料的运行寿命。螺旋浮环密封既属于非接触密封，又属于动力型密封，运行过程中没有磨损，不但提升了密封效果，又延长了密封运行寿命。

作为优选，密封函体内设有冷却环腔，密封函体上设有和冷却环腔连通的进液孔、出液孔。

在设备维修时，向冷却环腔内通入冷却液对密封函体进行冷却，从而冷冻熔体防止熔体外漏。同时可以通过调整冷却介质的温度来微调轴套外壁与连接孔内壁的间隙，间隙过大会导致螺旋密封失效。

作为优选，浮动填料函一端连接填料压盖，填料压盖抵接在螺旋浮环一侧的填料环上。填料压盖对填料环起到了很好的定位作用。

作为优选，填料压盖和浮动填料函之间连接螺栓，螺栓上套设蝶形弹簧，蝶形弹簧抵接在填料压盖上给填料压盖提供预紧力。填料压盖和浮动填料函连接可靠，蝶形弹簧给填料压盖提供了可靠的预紧力。

作为优选，螺旋浮环和浮动填料函之间安装防转销。防转销的设置能够防止螺旋浮环相对浮动填料函转动，同时防止密封液在浮动填料函内部循环。

作为优选，螺旋浮环外壁和浮动填料函内壁之间安装密封环。密封环的设置确保密封液能够从通液螺旋槽一端流通都另一端。

作为优选，螺旋浮环两端和填料环之间均安装有金属环。

作为优选，齿轮泵内和齿轮轴对应设有滑动轴承，齿轮轴与滑动轴承套装在一起，滑动轴承内壁上设有通流槽，齿轮轴上滑动轴承到轴套之间的部分与齿轮泵之间设有环槽。

齿轮泵内的熔体流入通流槽对滑动轴承进行冷却，然后送入环槽中进而流入介质螺旋槽，轴套和齿轮轴一起旋转的过程中介质螺旋槽对熔体产生反向推送力，促使熔体不断地返回齿轮泵入口。

作为优选，波纹管两端均设有连接环，一连接环焊接在浮动填料函外壁上，另一连接环紧固连接在密封函体端面上，且连接环和密封函体之间安装垫片。

作为优选，进液口设置在浮动填料函底部，出液口设置在浮动填料函顶部。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：（1）熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构能维持密封填料与齿轮轴轴套的同心度在要求范围内，减缓密封填料的磨损，延长密封填料的运行寿命；（2）螺旋浮环密封既属于非接触密封，又属于动力型密封，运行过程中没有磨损，不但提升了密封效果，又延长了密封运行寿命；（3）由于轴套转动过程中螺旋密封段内的介质螺旋槽会产生很大的驱动力，这个驱动力的方向是朝向齿轮泵内部的，因此会对外部空气产生很大的抽力，而通过浮动密封组件的设置，密封液的流动阻挡了外部空气进入连接孔，从而避免了外部空气漏入齿轮泵内。

附图说明

图1是本实用新型的安装状态的结构示意图；

图2是本实用新型的剖视图；

图3是本实用新型的螺旋浮环的结构示意图；

图中：1、密封函体，2、连接孔，3、齿轮轴，4、轴套，5、介质螺旋槽，6、齿轮泵，7、冷却环腔，8、浮动填料函，9、波纹管，10、螺旋浮环，11、通液螺旋槽，12、浮动间隙，13、进液口，14、出液口，15、填料环，16、金属环，17、定位孔，18、连接杆，19、定位块，20、浮动间距，21、填料压盖，22、蝶形弹簧，23、盖板，24、延伸环，25、连接环，26、垫片，27、防转销，28、密封环，29、通液槽，30、环槽，31、连接键，32、轴肩，33、滑动轴承，34、通流槽。

具体实施方式

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：

实施例：一种熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构（参见附图1至附图3），包括密封函体1、浮动密封组件，密封函体内设有连接孔2，连接孔适配套装用于连接齿轮轴3的轴套4，连接孔内壁上设有介质螺旋槽5，轴套转动使齿轮泵6漏出到介质螺旋槽内的熔体在介质螺旋槽的螺旋推送作用下反向推送回流到齿轮泵内；密封函体内设有冷却环腔7，密封函体上设有和冷却环腔连通的进液孔、出液孔。浮动密封组件与轴套套装在一起，浮动密封组件包括浮动填料函8、波纹管9、螺旋浮环10；螺旋浮环套设在轴套和浮动填料函之间，螺旋浮环内壁上设有通液螺旋槽11，螺旋浮环内壁和轴套外壁之间以及螺旋浮环外壁与浮动填料函内壁之间均设有浮动间隙12；浮动填料函上设有和浮动间隙连通的进液口13和出液口14；进液口设置在浮动填料函底部，出液口设置在浮动填料函顶部。轴套上螺旋浮环两侧均密封套装有碳纤维材质的填料环15，填料环置于浮动填料函内；螺旋浮环两端和填料环之间均安装有金属环16。波纹管套设在浮动填料函外，波纹管紧密连接在密封函体和浮动填料函之间。波纹管一端紧固连接在浮动填料函上，另一端紧密连接在密封函体上；浮动填料函和密封函体连接在一起，浮动填料函可径向浮动。

浮动填料函上设有定位孔17，定位孔套装连接杆18，连接杆紧固连接在密封函体上，连接杆端部设有定位块19，定位块抵接在浮动填料函上，连接杆外壁和连接孔之间设有浮动间距20。浮动填料函一端连接填料压盖21，填料压盖抵接在螺旋浮环一侧的填料环上。填料压盖和浮动填料函之间连接螺栓，螺栓上套设蝶形弹簧22，蝶形弹簧抵接在填料压盖上给填料压盖提供预紧力。浮动填料函一端紧固连接盖板23，若干个定位孔均布设置在盖板上，填料压盖和浮动填料函上的盖板紧固连接。盖板和浮动填料函焊接在一起。浮动填料函一端设有向内延伸的延伸环24，延伸环与密封函体端面贴合，延伸环内壁和轴套外壁之间设有间隙。波纹管两端均设有连接环25，一连接环焊接在浮动填料函外壁上，另一连接环紧固连接在密封函体端面上，且连接环和密封函体之间安装垫片26。

螺旋浮环和浮动填料函之间安装防转销27。螺旋浮环外壁和浮动填料函内壁之间安装聚四氟乙烯的材质的密封环28。螺旋浮环两端面上均设有若干均布设置的通液槽29。密封液从进液口送入经过螺旋浮环一端的通液槽进入通液螺旋槽后，沿着通液螺旋槽的螺旋方向输送，从螺旋浮环另一端的通液槽送出，经出液口向外排出。

齿轮泵内和齿轮轴对应设有滑动轴承33，齿轮轴与滑动轴承套装在一起，滑动轴承内壁上设有通流槽34，齿轮轴上滑动轴承到轴套之间的部分与齿轮泵之间设有环槽30。齿轮轴和轴套之间安装有连接键31。齿轮轴上轴套前部设有轴肩32，密封函体紧密安装在齿轮泵上，密封函体端面和齿轮泵之间以及轴套端面和轴肩之间均安装有垫片。与轴套套装在一起的齿轮轴插入齿轮泵内，且与齿轮泵内的滑动轴承套装在一起。

介质螺旋槽的设置使由齿轮泵内部漏出的高压熔体在轴套和齿轮轴一起旋转的过程中产生轴向运动，对熔体产生反向推送力，促使熔体不断地返回齿轮泵入口。通过进液口向浮动间隙内通入密封液，轴套转动过程中在通液螺旋槽的螺旋推送作用下，将密封液推向出液口的大气侧，防止空气通过连接孔进入齿轮泵内。由于轴套转动过程中螺旋密封段内的介质螺旋槽会产生很大的驱动力，这个驱动力的方向是朝向齿轮泵内部的，因此会对外部空气产生很大的抽力，而通过浮动密封组件的设置，密封液的流动阻挡了外部空气进入连接孔，从而避免了外部空气漏入齿轮泵内。波纹管能够阻挡外部空气从浮动填料函和密封函体的连接位置进入连接孔内。螺旋浮环在轴套旋转时对密封液产生泵送效应，实现密封液体外循环，既可冲洗密封腔，维持密封腔清洁，保证密封效果；又可加强对密封填料的润滑、冷却作用。

螺旋浮环的泵送效应，增加了密封液的循环量，增强了密封填料的润滑、冷却效果，延长了密封运行寿命；而且对密封腔具有冲洗效果，防止固体颗粒堵塞通液螺旋槽，防止固体颗粒磨损密封填料。由于设置了浮动间隙，且浮动填料函可径向浮动，因此，在轴套转动过程中，浮动填料函和螺旋浮环可径向浮动，减小轴套与浮动填料函之间的偏心距，保证轴套与浮动填料函尽可能同心；即使螺旋浮环与轴套相接触，螺旋浮环可以起到支撑的作用，支撑起浮动填料函，受力很轻微。

熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构能维持密封填料与齿轮轴轴套的同心度在要求范围内，减缓密封填料的磨损，延长密封填料的运行寿命。螺旋浮环密封既属于非接触密封，又属于动力型密封，运行过程中没有磨损，不但提升了密封效果，又延长了密封运行寿命。

以上所述的实施例只是本实用新型较佳的方案，并非对本实用新型作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (10)

1.一种熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构，其特征是，包括密封函体、浮动密封组件，密封函体内设有连接孔，连接孔适配套装用于连接齿轮轴的轴套，连接孔内壁上设有介质螺旋槽，轴套转动使齿轮泵漏出到介质螺旋槽内的熔体在介质螺旋槽的螺旋推送作用下反向推送回流到齿轮泵内；浮动密封组件与轴套套装在一起，浮动密封组件包括浮动填料函、波纹管、螺旋浮环；螺旋浮环套设在轴套和浮动填料函之间，螺旋浮环内壁上设有通液螺旋槽，螺旋浮环内壁和轴套外壁之间以及螺旋浮环外壁与浮动填料函内壁之间均设有浮动间隙；浮动填料函上设有和浮动间隙连通的进液口和出液口；轴套上螺旋浮环两侧均密封套装有填料环；波纹管紧密连接在密封函体和浮动填料函之间；浮动填料函和密封函体连接在一起，浮动填料函可径向浮动。

2.根据权利要求1所述的熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构，其特征是，密封函体内设有冷却环腔，密封函体上设有和冷却环腔连通的进液孔、出液孔。

3.根据权利要求1所述的熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构，其特征是，浮动填料函一端连接填料压盖，填料压盖抵接在螺旋浮环一侧的填料环上。

4.根据权利要求3所述的熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构，其特征是，填料压盖和浮动填料函之间连接螺栓，螺栓上套设蝶形弹簧，蝶形弹簧抵接在填料压盖上给填料压盖提供预紧力。

5.根据权利要求1所述的熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构，其特征是，螺旋浮环和浮动填料函之间安装防转销。

6.根据权利要求1所述的熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构，其特征是，螺旋浮环外壁和浮动填料函内壁之间安装密封环。

7.根据权利要求1所述的熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构，其特征是，螺旋浮环两端和填料环之间均安装有金属环。

8.根据权利要求1至7任意一项所述的熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构，其特征是，齿轮泵内和齿轮轴对应设有滑动轴承，齿轮轴与滑动轴承套装在一起，滑动轴承内壁上设有通流槽，齿轮轴上滑动轴承到轴套之间的部分与齿轮泵之间设有环槽。

9.根据权利要求1至7任意一项所述的熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构，其特征是，波纹管两端均设有连接环，一连接环焊接在浮动填料函外壁上，另一连接环紧固连接在密封函体端面上，且连接环和密封函体之间安装垫片。

10.根据权利要求1至7任意一项所述的熔体出料齿轮泵组合浮动填料密封结构，其特征是，进液口设置在浮动填料函底部，出液口设置在浮动填料函顶部。

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