CN218377683U - 一种高速端吸泵用机械密封 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种高速端吸泵用机械密封，包括动环组件和静环组件，静环组件包括静环、橡胶波纹管以及静环座，静环座包括限位套管，且限位套管内壁与转轴外壁之间留有间隙，限位套管一端的侧壁沿周向往外垂直弯折形成安装底板，安装底板的径向外端设有直角的安装部，安装部与泵盖上的直角槽之间配装有密封皮碗；橡胶波纹管套装在限位套管外部，橡胶波纹管的一端与安装底板相抵接，静环的一端与橡胶波纹管的另一端配装，静环的另一端与动环组件的一端相抵接，动环组件的另一端与叶轮传动连接。本实用新型公开的一种高速端吸泵用机械密封，结构简单，安装方便，保证静环组件能够承受较大的扭矩，在泵转高速运转状态时也能保证密封性能稳定。

Description

一种高速端吸泵用机械密封

技术领域

本实用新型涉及机械密封技术领域，具体而言，涉及一种高速端吸泵用机械密封。

背景技术

机械密封是一种旋转机械的轴封装置，比如离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备。由于转动轴贯穿在设备内外，这样轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备中的介质通过该间隙向外泄漏，如果设备内压力低于大气压，则空气向设备内泄漏，因此必须有一个阻止泄漏的轴封装置。轴封的种类很多，传统的有填料密封、油封、磁流体密封等，相较于传统密封方式，机械密封具有泄漏量少和寿命长等优点，目前机械密封成为了在这些设备最主要的轴密封方式。

目前，在常规的端吸泵结构中采用的机械密封中较多的是采用动环补偿的形式，动环组件一般包括动环、相较波纹管、动环座、弹簧座以及弹簧，动环外壁与橡胶波纹管靠静环一端的内壁紧配合动环座的纵剖面为带垂直于轴的端面的台阶面，动环座的内壁与橡胶波纹管靠静环一端的外壁紧配合，橡胶波纹管远离静环一端的内壁紧配合在轴上，弹簧座的纵剖面为带垂直于轴的端面的台阶面，弹簧座内壁与橡胶波纹管远离静环一端的外壁紧配合，橡胶波纹管中间的两个垂直于轴的端面分别与动环座和弹簧座垂直于轴的两个端面紧靠，弹簧的两端分别抵在动环座和弹簧座垂直于轴的两个端面上。

由于动环座和弹簧座相隔较远，工作时，橡胶波纹管随轴转动，并带动动环、动环座、弹簧座转动，橡胶波纹管承担了大部分的扭矩，轴的径向振动或轴向窜动等产生瞬间的大扭矩，容易造成橡胶波纹管撕裂，导致密封失效；尤其是在高速运行工况中，现有结构的机械密封无法承受瞬间大扭矩，密封失效风险大。

实用新型内容

本实用新型解决的问题是：克服现有技术中的至少一个缺陷，提供一种高速端吸泵用机械密封，结构简单，安装方便，保证静环组件能够承受较大的扭矩，在泵转高速运转状态时也能保证密封性能稳定。

为解决上述问题，本实用新型提供一种高速端吸泵用机械密封，包括套装端吸泵转轴外部的动环组件和静环组件，所述静环组件包括静环、橡胶波纹管以及静环座，所述静环座包括套装于转轴外部的限位套管，且所述限位套管内壁与所述转轴外壁之间留有间隙，所述限位套管远离所述动环组件一端的侧壁沿周向往外垂直弯折形成安装底板，且所述安装底板的径向外端沿周向朝着所述动环组件的一端弯折以形成直角的安装部，且所述安装部与所述高速端吸泵的泵盖上预设的直角槽之间配装有横截面为L型的密封皮碗；所述橡胶波纹管套装在所述限位套管外部，且所述橡胶波纹管的一端与所述安装底板相抵接，所述静环的一端与所述橡胶波纹管的另一端配装，所述静环的另一端与所述动环组件的一端相抵接，所述动环组件的另一端与叶轮传动连接。

本实用新型与现有技术相比，有益之处在于：

本实用新型的橡胶波纹管机械密封结构中，具有轴向补偿的部件为静环组件，并且静环组件中的静环通过橡胶波纹管连接，实现静环的柔性连接以及轴向弹性补偿，相较于传统的动环补偿结构具有更加均匀、平稳的补偿力，使的该机械密封结构能够适用于更加高速的环境中，因为在转轴高述运转过程中，动环是随其同步转动的，如果补偿元件设置在动环部分那么补偿部件必定会受到转速的影响而产生偏心，导致补偿力不平衡，进而造成密封面泄漏；另外的，此结构中通过静环座的特殊结构设计，使得静环、橡胶波纹管部分与泵盖稳定的连接，保证静环组件与泵盖之间能够有效密封并且能够传递更大的扭矩，并且通过限位套管设置避免橡胶波纹管与转轴接触，防止橡胶波纹管被转轴磨损；再一方面的，此结构中动环组件与叶轮上预设的传动槽传动连接，连接更加方便，传动更加稳定，适用于高速环境。

作为改进的，所述动环组件包括动环和动环座，所述动环的一端配装在所述动环座上，所述动环座远离所述动环一端的内侧成型有与叶轮传动槽相配合的传动脚；所述动环的内侧与所述转轴外壁之间设有密封圈，所述动环的另一端与所述静环远离所述橡胶波纹管的一端相周向可相对转动的抵接。上述改进结构中，通过动环内壁与转轴外壁之间的密封圈实现动环组件与转轴的密封连接，并且在动环座上一体成型有与叶轮传动槽配合的传动脚，加工方便，保证动环组件与转轴传送连接的稳定性。

再改进的，所述动环座远离所述叶轮的一侧设有安装槽，所述安装槽开口端的内侧设有限位裙边；所述动环远离所述安装槽一端的外侧壁上设有限位台阶，当所述动环的一端配装在所述安装槽内时，所述限位裙边通过滚边铆压的方式朝内弯折直至压合定位在所述限位台阶上。上述改进结构中通过限位裙边结合滚边铆压工艺使其变形压合限位在动环上的限位台阶上，进一步增强动环与动环座连接结构强度。

再改进的，所述中间段包括沿径向延伸的第一中间体以及沿轴向延伸的第二中间体，所述连接段成型在所述第一中间体的外端，以使得所述连接段与所述第一中间体之间形成用于安装所述动环的安装槽；且所述动环近所述安装槽一端的径向内部设有斜倒角，所述第一中间体与第二中间体的连接处为弧形过渡结构。上述改进结构中，橡胶波纹管结构简单，加工方便，并且弧形过渡结构以及相应的动环一端的倾斜角设置使得整体密封结构轴向挤压时，橡胶波纹管朝内变形不会与动环端部发生干涉，保证密封性能的稳定。

再改进的，所述限位套管远离所述安装底板一端沿轴向延伸至所述静环的内孔中。上述改进结构中，保证整个橡胶波纹管内壁不与转轴接触，避免在高速运转过程中橡胶波纹管内壁磨损，进而更好的保证密封性能的稳定。

再改进的，所述连接段的外部安装有第一连接件，所述固定段的外部安装有第二连接件，所述中间段的外部套装有弹簧，所述弹簧的两端分别与第一连接件、第二连接件相抵接；所述第一连接件近所述第二连接件的一端设有多个沿周向均分的第一拨片，所述第二连接件近所述第一连接件的一端设有多个沿周向均分的第二拨片，且多个所述第一拨片沿轴向分别插装配合在相邻的两个所述第二拨片之间。上述改进结构中，通过相互插装配合的拨片结构传递扭矩，更加稳定可靠，可以更好的适用于泵轴高速运转工况。

再改进的，各所述第一拨片、第二拨片均沿径向朝内倾斜。上述改进结构中，对于拨片结构的冲压加工要求低，降低加工难度；另外的，这种朝内倾斜结构设置使得弹簧压缩时，不会干涉弹簧，使得弹簧的压缩以及回弹更加的流场、自然。

附图说明

图1为本实用新型的高速端吸泵用机械密封安装于转轴后的结构示意图；

图2为本实用新型中的动环组件的结构示意图

图3为本实用新型中的橡胶波纹管的局部结构示意图；

图4为本实用新型中的第一连接件或第二连接件的结构示意图；

图5为本实用新型中的第一连接件与第二连接件相互插装配合时的结构示意图。

附图标记说明：

1、静环；2、橡胶波纹管；2.1、连接段；2.1.1、限位凸台；2.2、中间段；2.2.1、第一中间体；2.2.2、第二中间体；2.3、固定段；3、限位套管；4、安装底板；5、安装部；6、密封皮碗；7、动环；7.1、限位台阶；7.2、凹槽；8、动环座；8.1、传动脚；8.2、动环安装槽；8.3、限位裙边；9、第一连接件；9.1、第一拨片；10、第二连接件；10.1、第二拨片；11、弹簧；12、静环安装槽；13、安装管。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“内壁”、“外壁”、“外端”、“侧壁”、“内、外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。另外的，描述术语中“第一”、“第二”仅是为了便于区分与理解，没有具体特指或者限定的含义。其中，尾端是指背离摩擦面的一端，例如，动环尾端是指动环上背离磨面的一端。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

如图1、2所示，本实用新型提供了一种高速端吸泵用机械密封，包括沿轴向依次套装在转轴外部的动环组件和静环组件；其中，静环组件包括静环1、橡胶波纹管2以及静环座，静环座包括套装于转轴外部的限位套管3，且限位套管3内壁与转轴外壁之间留有间隙，限位套管3远离动环7组件一端的侧壁沿周向往外垂直弯折形成安装底板4，且安装底板4的径向外端沿周向朝着动环7组件的一端弯折形成安装管13，安装管13与安装底板之间形成直角的安装部5，且安装部5与端吸泵的泵盖上预设的直角槽之间配装有横截面为L型的密封皮碗6，以实现静环1座与泵盖的密封且稳定的安装；另外的，上述结构中橡胶波纹管2套装在限位套管3外部，且橡胶波纹管2的一端与安装底板4相抵接，静环1的一端与橡胶波纹管2的另一端配装，静环1的另一端与动环7组件的一端相抵接，动环7组件的另一端与叶轮传动连接。此结构中通过静环1座的特殊结构设计，使得静环1、橡胶波纹管2部分与泵盖稳定的连接，保证静环1组件与泵盖之间能够有效密封并且能够传递更大的扭矩。

上述结构中，更加具体的，安装管13远离安装底板4的一端沿周向往外弯折形成外翻的裙边13.1，起到增加强度效果，如图1所示；即使得安装部5与直角槽的装配更加的稳定、可靠。

另外的，如图2所示，本实施例中的动环7组件包括动环7和动环座8，动环7的一端配装在动环座8上，动环座8远离动环7一端的内侧成型有与叶轮传动槽相配合的传动脚8.1，此处的传动脚8.1结构设置使得动环7组件与叶轮、转轴之间的连接结构能够传递更大的扭矩，以更好的适用于高速运转环境。再一方面的，上述结构中通过在动环7的内侧与转轴外壁之间设置密封圈，以保证动环7组件与转轴之间的密封，更加具体的，在动环7的内壁上开设凹槽7.2，密封为配装在凹槽7.2内的O型圈，并且O型圈的内圈与转轴密封配合。动环7远离动环座8的一端与静环1远离橡胶波纹管2的一端相周向可相对转动的抵接，以形成密封摩擦面。

更加具体的，如图2所示，上述结构中的动环座8远离叶轮的一侧设有动环安装槽8.2，并且在动环安装槽8.2开口端的内侧设有限位裙边8.3；动环7远离动环安装槽8.2一端的外侧壁上设有限位台阶7.1，当动环7的一端配装在动环安装槽8.2内时，限位裙边8.3通过滚边铆压的方式朝内弯折直至压合定位在限位台阶7.1上。此结构中，为了方便限位裙边8.3的滚边工艺，优选的，限位裙边8.3的厚度为0.5mm-0.7mm，既方便滚边工艺的进行，又能保证连接结构的强度要求。

再一方面的，如图3所示，本实施例中，橡胶波纹管2包括沿其轴向依次设置的连接段2.1、中间段2.2以及固定段2.3，动环1的一端配装在连接段2.1上，动环1的另一端与静环组件相抵接；中间段2.2内径朝着远离动环1的方向逐渐减小，以使得当橡胶波纹管2受到轴向压缩时，中间段2.2沿径向内缩，内缩变形后的橡胶波纹管2紧贴转轴外壁，使得在高压工况下不会对动环组件产生过大影响，保证密封性能的稳定。更加具体的，中间段2.2包括沿径向延伸的第一中间体2.2.1以及沿轴向延伸的第二中间体2.2.2，连接段2.1成型在第一中间体2.2.1的外端，以使得连接段2.1与第一中间体2.2.1之间形成用于安装动环1的静环安装槽12；且动环1近静环安装槽12一端的径向内部设有斜倒角1.1，第一中间体2.2.1与第二中间体2.2.2的连接处为弧形过渡结构。

如图1、4、5所示，连接段2.1的外部安装有第一连接件9，固定段2.3的外部安装有第二连接件10，中间段2.2的外部套装有弹簧11，弹簧11的两端分别与第一连接件9、第二连接件10相抵接；第一连接件9近第二连接件10的一端设有多个沿周向均分的第一拨片9.1，第二连接件10近第一连接件9的一端设有多个沿周向均分的第二拨片10.1，且多个第一拨片9.1沿轴向分别插装配合在相邻的两个第二拨片10.1之间。另外的，上述结构中，各第一拨片9.1、第二拨片10.1均沿径向朝内倾斜，既方便加工，又能保证弹簧11压缩时不会干涉。优选的，第一连接件9与第二连接件10结构相同，装配时可以通用，不会装错，并且利于批量化加工生产，降低加工成本。

再一方面的，如图3所示，上述结构中连接段2.1近中间段2.2一端的径向外部一体成型有限位凸台2.1.1，限位凸台2.1.1的设置使得第一连接件9配装后不易与弧形过渡结构发生抵接干涉，保证第一连接件9与连接段2.1配装后的平整性。

虽然本公开披露如上，但本公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员，在不脱离本公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (8)

1.一种高速端吸泵用机械密封，包括套装于的端吸泵转轴外部的动环组件和静环组件，其特征在于：所述静环组件包括静环(1)、橡胶波纹管(2)以及静环座，所述静环座包括套装于转轴外部的限位套管(3)，且所述限位套管(3)内壁与所述转轴外壁之间留有间隙，所述限位套管(3)远离所述动环组件一端的侧壁沿周向往外垂直弯折形成安装底板(4)，且所述安装底板(4)的径向外端沿周向朝着所述动环组件的一端弯折以形成直角的安装部(5)，且所述安装部(5)与所述端吸泵的泵盖上预设的直角槽之间配装有横截面为L型的密封皮碗(6)；所述橡胶波纹管(2)套装在所述限位套管(3)外部，且所述橡胶波纹管(2)的一端与所述安装底板(4)相抵接，所述静环(1)的一端与所述橡胶波纹管(2)的另一端配装，所述静环(1)的另一端与所述动环组件的一端相抵接，所述动环组件的另一端与叶轮上预设的传动槽传动连接。

2.根据权利要求1所述的高速端吸泵用机械密封，其特征在于：所述动环组件包括动环(7)和动环座(8)，所述动环(7)的一端配装在所述动环座(8)上，所述动环座(8)远离所述动环(7)一端的内侧成型有与叶轮传动槽相配合的传动脚(8.1)；所述动环(7)的内侧与所述转轴外壁之间设有密封圈，所述动环(7)的另一端与所述静环(1)远离所述橡胶波纹管(2)的一端相周向可相对转动的抵接。

3.根据权利要求2所述的高速端吸泵用机械密封，其特征在于：所述动环座(8)远离所述叶轮的一侧设有动环安装槽(8.2)，所述动环安装槽(8.2)开口端的内侧设有限位裙边(8.3)；所述动环(7)远离所述动环安装槽(8.2)一端的外侧壁上设有限位台阶(7.1)，当所述动环(7)的一端配装在所述动环安装槽(8.2)内时，所述限位裙边(8.3)通过滚边铆压的方式朝内弯折直至压合定位在所述限位台阶(7.1)上。

4.根据权利要求1所述的高速端吸泵用机械密封，其特征在于：所述橡胶波纹管(2)包括沿其轴向依次设置的连接段(2.1)、中间段(2.2)以及固定段(2.3)，所述静环(1)远离所述动环(7)的一端配装在所述连接段上，所述中间段(2.2)内径朝着远离所述静环(1)的方向逐渐减小，以使得当所述橡胶波纹管(2)受到轴向压缩时，所述中间段(2.2)沿径向内缩。

5.根据权利要求4所述的高速端吸泵用机械密封，其特征在于：所述中间段(2.2)包括沿径向延伸的第一中间体(2.2.1)以及沿轴向延伸的第二中间体(2.2.2)，所述连接段成型在所述第一中间体(2.2.1)的外端，以使得所述连接段与所述第一中间体(2.2.1)之间形成用于安装所述静环(1)的静环安装槽(12)；且所述静环(1)近所述静环安装槽(12)一端的径向内部设有斜倒角，所述第一中间体(2.2.1)与第二中间体(2.2.2)的连接处为弧形过渡结构。

6.根据权利要求5所述的高速端吸泵用机械密封，其特征在于：所述限位套管(3)远离所述安装底板(4)一端沿轴向延伸至所述静环(1)的内孔中。

7.根据权利要求4或5所述的高速端吸泵用机械密封，其特征在于：所述连接段的外部安装有第一连接件(9)，所述固定段(2.3)的外部安装有第二连接件(10)，所述中间段(2.2)的外部套装有弹簧(11)，所述弹簧(11)的两端分别与第一连接件(9)、第二连接件(10)相抵接；所述第一连接件(9)近所述第二连接件(10)的一端设有多个沿周向均分的第一拨片(9.1)，所述第二连接件(10)近所述第一连接件(9)的一端设有多个沿周向均分的第二拨片(10.1)，且多个所述第一拨片(9.1)沿轴向分别插装配合在相邻的两个所述第二拨片(10.1)之间。

8.根据权利要求7所述的高速端吸泵用机械密封，其特征在于：各所述第一拨片(9.1)、第二拨片(10.1)均沿径向朝内倾斜。

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