CN219413528U - 泵轴机械及其密封装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型设计泵轴密封技术领域内的一种泵轴机械密封装置，包括静环组件和动环组件；静环组件包括静环、静环密封圈以及后盖，静环的外周面设有第一凹槽，静环密封圈套接于第一凹槽内，静环安装于后盖上，静环密封圈的外周面与后盖的内表面紧密接触；动环组件包括动环、动环油封、油封弹簧、波纹弹簧、止动圈以及泵轴，动环、动环油封、波纹弹簧以及止动圈依次套接于泵轴并依次紧贴，且动环通过止动圈与泵轴同步转动，动环油封沿径向设有第二凹槽，油封弹簧套接于第二凹槽内；后盖与泵轴外的壳体连接，静环紧贴动环设置，波纹弹簧轴向受压。本实用新型结构简单，装置紧凑，密封性能好，安装方便。

Description

泵轴机械及其密封装置

技术领域

本实用新型涉及泵轴密封技术领域，具体地，涉及一种泵轴机械及其密封装置。

背景技术

由于泵轴和泵壳体间有一定的间隙，所以在泵轴伸出泵壳体的部位需加以密封装置(又称轴封)，起到既防止泵体内部的润滑油外漏又防止外部的污染物进入泵体的作用，保证泵正常高速地运转。据数据统计表明大约有47％的泵维修归因于轴封失效，可见轴封设计是泵整个设计过程中的薄弱环节。

目前，现有最常用的泵轴封设计采用机械密封，机械设计手册中JB/T1472泵用机械密封列出了103型、B103型、104型、B104型、105型、B105型和114型弹簧型机械密封结构形式，但是只能适用于转速低于3600r/min的密封工况；而机械设计手册中JB/T8723泵用焊接金属波纹管机械密封规定了波纹管结构形式虽可适用于最高转速8000r/min的密封工况，但是平均泄漏量是弹簧型机械密封结构形式泄漏量的两倍以上。从减少泄漏量的目的出发，通常选用弹簧型。如图1所示，为现有技术的弹簧型机械密封结构原理，主要由弹簧座1’、弹簧2’、动环3’、压盖4’、静环密封圈5’、防转销6’、静环7’、动环密封圈8’、轴9’和紧定螺丝10’组成，共有A-D四个密封部位，其中A处为端面密封，B处为静环与压盖间密封，C处为动环与轴间密封，D处为压盖与泵壳体间密封。B-D三处为静密封一般不泄露，A处为端面相对旋转密封，只要设计合理即可达到减少泄漏的目的。

现有技术存在以下不足：1)轴向尺寸大，结构不够紧凑；2)C处密封圈受弹簧力以及轴的振动、偏摆及密封腔的偏斜等因素致长期密封性能不足；3)C处密封圈结构设计致不适用于高压场合；4)紧定螺丝在泵轴反复振动场合容易松动致密封失效，抗振性差，因此需要对现有技术进行优化，以满足泵轴的运行密封要求。

例如，公开号为CN203822693U，公开了一种砂浆泵的机械密封装置，包括泵轴、组装于泵轴上的一套动环组件和静环组件以及水动环；所述动环组件包括动环座、动环，所述动环座固定安装在泵轴上，所述动环与动环座通过销子固定连接；所述静环组件包括静环、静环板、静环板固定销子、弹簧、弹簧座、骨架油封，所述静环的前端面抵着所述动环的后端面，所述静环板位于静环的后方，所述弹簧座位于所述静环板的后方；所述静环、静环板、弹簧座通过所述静环板固定销子连接；所述弹簧设于所述静环板与弹簧座之间；所述骨架油封设于所述弹簧座的后方；所述水动环设于所述静环组件与机封盒之间。该技术就存在上述问题中的一个或多个。

实用新型内容

针对现有技术中的缺陷，本实用新型的目的是提供一种泵轴机械密封装置。

根据本实用新型提供的一种泵轴机械密封装置，包括静环组件和动环组件；

所述静环组件包括静环、静环密封圈以及后盖，所述静环的外周面设有第一凹槽，所述静环密封圈套接于所述第一凹槽内，所述静环安装于所述后盖上，所述静环密封圈的外周面与所述后盖的内表面紧密接触；

所述动环组件包括动环、动环油封、油封弹簧、波纹弹簧、止动圈以及泵轴，所述动环、所述动环油封、所述波纹弹簧以及所述止动圈依次套接于所述泵轴并依次紧贴，且所述动环通过所述止动圈与所述泵轴同步转动，所述动环油封沿径向设有第二凹槽，所述油封弹簧套接于所述第二凹槽内；

所述后盖与所述泵轴外的壳体连接，所述静环紧贴所述动环设置，所述波纹弹簧轴向受压。

一些实施方式中，所述动环组件还包括垫圈，所述垫圈夹于所述动环油封和所述波纹弹簧之间。

一些实施方式中，所述动环油封的截面为J型，所述垫圈夹于所述动环油封与所述波纹弹簧之间。

一些实施方式中，所述止动圈的内周面形成有轴侧止动插片，所述止动圈的外周面形成有动环侧止动插片，所述轴侧止动插片插接于所述泵轴的凹槽内，所述动环侧止动插片插接于所述动环的凹槽内。

一些实施方式中，所述轴侧止动插片为多个，多个所述轴侧止动插片沿所述止动圈的内周面间隔设置。

一些实施方式中，所述动环侧止动插片为多个，多个所述动环侧止动插片沿所述止动圈的外周面间隔设置。

一些实施方式中，所述动环油封的材质为氟橡胶。

一些实施方式中，所述波纹弹簧为薄片式，所述波纹弹簧呈麻花状结构。

本实用新型还提供了一种泵轴机械，包括所述的泵轴机械密封装置。

与现有技术相比，本实用新型具有如下的有益效果：

1、本实用新型结构简单，装置紧凑，密封性能好，安装方便。

2、本实用新型通过薄片式的波纹弹簧和止动圈均采用薄片式结构能够大幅减小装置的轴向尺寸，提高装置的紧凑度。

3、本实用新型采用动环油封套接于泵轴上的方式，相对于现有技术中将动环油封安装在动环槽内的密封圈，能够有效防止因安装不慎出现密封圈切割损伤而造成的密封失效问题。

4、本实用新型中制动全采用双插片结构，止动效果好，抗振性能较佳。

5、本实用新型动环油封和油封弹簧的配合设计，可降低泵轴的零部件的加工要求，有效地补偿油封磨损、泵轴偏斜和振动等密封性能；

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为现有技术的一种结构附图；

图2为本实用新型整体结构剖视图；

图3为本实用新型动环油封的正面结构示意图；

图4为图3的A向剖面图；

图5为本实用新型波纹弹簧的侧面结构示意图；

图6为本实用新型波纹弹簧的正面结构示意图；

图7为本实用新型止动圈正面结构示意图；

图8为图7的B向剖面图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本实用新型，但不以任何形式限制本实用新型。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本实用新型的保护范围。

实施例1

本实施例提供了一种泵轴机械密封装置，如图2-8所示，包括静环组件1和动环组件2。静环组件1包括静环11、静环密封圈12以及后盖13。静环11的外周面上设有第一凹槽111，静环密封圈12套接于第一凹槽111内。静环密封圈12套接于第一凹槽111内之后，静环11整体安装于后盖13上，静环密封圈12的外周面与后盖13的内周面紧密接触。

动环组件2包括动环21、动环油封22、油封弹簧23、波纹弹簧25、止动圈26以及泵轴27。动环油封22沿径向设有第二凹槽221，油封弹簧23套接于第二凹槽221内。油封弹簧波纹弹簧25为薄片式结构，沿波纹弹簧25的径向投影呈麻花状结构，此种结构形状使得波纹弹簧25具备轴向弹性力。止动圈26为薄片式，同时在其内周面上形成轴侧止动插片261，其外周面形成动环侧止动插片262。止动圈26套接于泵轴27上的同时，其轴侧止动插片261插入泵轴27的台阶面上开设的相适配的凹槽内。将波纹弹簧25套接于泵轴27上并紧贴止动圈26。将套接有油封弹簧23的动环油封22套接于泵轴27上并紧贴波纹弹簧25。将动环21套接于泵轴27上并紧贴动环油封22，同时将动环侧止动插片262插入动环21的相应凹槽内。止动圈26采用双插片结构，保证动环21和泵轴27同步转动，止动效果好，且抗震性能较佳。一些实施方式中，止动圈26内周面上设置的轴侧止动插片261为多个，多个轴侧止动插片261沿止动圈26的内周面等间距分布或非等间距分布。同样地，止动圈26外周面上设置的动环侧止动插片262为多个，多个动环侧止动插片262沿止动圈26的外周面等间距或非等间距分布。

后盖13和位于泵轴27之外的壳体连接后，静环11紧贴动环21。一些实施方式中，动环油封22采用氟橡胶制作而成。

本实施例的工作原理为：本实施例提供的泵轴机械密封装置形成有a-d四个密封部位，其中a处为动端面密封，由静环11和动环21的接触面组成，通过波纹弹簧25提供的轴向弹力使得该接触面紧密贴合，同时波纹弹簧25提供的轴向力还轴向补偿该接触面的磨损量，提高密封效果。b处密封面由静环11外周面与后盖13内表面组成，由静环密封圈12实施密封，此处为静密封，密封效果容易保证。c处密封面由动环油封22内表面和泵轴27外表面组成，通过油封弹簧23的弹力使得动环油封22的内表面紧贴泵轴27的外表面，补偿泵轴27偏斜和振动造成密封件的不均匀压缩量，提高密封效果。d处为静端面密封，由动环21和动环油封22的接触面组成，通过波纹弹簧25的提供的轴向弹力使该接触面紧密贴合，密封效果较好。

本实施例中，通过薄片式的波纹弹簧和止动圈均采用薄片式结构能够大幅减小装置的轴向尺寸，提高装置的紧凑度。另外，相对于现有技术中将动环油封安装在动环槽内的密封圈，能够有效防止因安装不慎出现密封圈切割损伤而造成的密封失效问题。

实施例2

本实施例2是在实施例1的基础上形成，通过于动环油封与波纹弹簧之间设置垫圈，进一步提高波纹弹簧的轴向弹力施加的均匀性，提高密封效果。具体地：

动环组件2中还包括垫圈24，垫圈24套接于泵轴27上后夹于动环油封22和波纹弹簧25之间。因动环油封22上设有容置油封弹簧23的第二凹槽221，使得通过动环油封22直接与波纹弹簧25直接接触时，第二凹槽221的型面会因与部分波纹弹簧25的凸出点接触而导致轴向弹力传递效果不佳。在动环油封22与波纹弹簧25之间设置垫圈24，通过垫圈24能够有效提高波纹弹簧25的轴向弹力的传递效率。

在设置垫圈24的基础上，动环油封22在形成第二凹槽221的同时，其截面形成J形，此时动环油封22挖除的型面与垫圈24的一侧面紧密贴合。动环油封的截面形成J型结构，能够较为方便地安装油封弹簧23，且由于第二凹槽221接近于动环油封22的底部，通过提高径向的弹力而提高动环油封22内表面和泵轴27外表面处的密封效果。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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申请和简化描述，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申请的限制。

以上对本实用新型的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本实用新型并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本实用新型的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (9)

1.一种泵轴机械密封装置，其特征在于，包括静环组件(1)和动环组件(2)；

所述静环组件(1)包括静环(11)、静环密封圈(12)以及后盖(13)，所述静环(11)的外周面设有第一凹槽(111)，所述静环密封圈(12)套接于所述第一凹槽(111)内，所述静环(11)安装于所述后盖(13)上，所述静环密封圈(12)的外周面与所述后盖(13)的内表面紧密接触；

所述动环组件(2)包括动环(21)、动环油封(22)、油封弹簧(23)、波纹弹簧(25)、止动圈(26)以及泵轴(27)，所述动环(21)、所述动环油封(22)、所述波纹弹簧(25)以及所述止动圈(26)依次套接于所述泵轴(27)并依次紧贴，且所述动环(21)通过所述止动圈(26)与所述泵轴(27)同步转动，所述动环油封(22)沿径向设有第二凹槽(221)，所述油封弹簧(23)套接于所述第二凹槽(221)内；

所述后盖(13)与所述泵轴(27)外的壳体连接，所述静环(11)紧贴所述动环(21)设置，所述波纹弹簧(25)轴向受压。

2.根据权利要求1所述的泵轴机械密封装置，其特征在于，所述动环组件(2)还包括垫圈(24)，所述垫圈(24)夹于所述动环油封(22)和所述波纹弹簧(25)之间。

3.根据权利要求2所述的泵轴机械密封装置，其特征在于，所述动环油封(22)的截面为J型，所述垫圈(24)夹于所述动环油封(22)与所述波纹弹簧(25)之间。

4.根据权利要求1所述的泵轴机械密封装置，其特征在于，所述止动圈(26)的内周面形成有轴侧止动插片(261)，所述止动圈(26)的外周面形成有动环侧止动插片(262)，所述轴侧止动插片(261)插接于所述泵轴(27)的凹槽内，所述动环侧止动插片(262)插接于所述动环(21)的凹槽内。

5.根据权利要求4所述的泵轴机械密封装置，其特征在于，所述轴侧止动插片(261)为多个，多个所述轴侧止动插片(261)沿所述止动圈(26)的内周面间隔设置。

6.根据权利要求4所述的泵轴机械密封装置，其特征在于，所述动环侧止动插片(262)为多个，多个所述动环侧止动插片(262)沿所述止动圈(26)的外周面间隔设置。

7.根据权利要求1所述的泵轴机械密封装置，其特征在于，所述动环油封(22)的材质为氟橡胶。

8.根据权利要求1-7任一所述的泵轴机械密封装置，其特征在于，所述波纹弹簧(25)为薄片式，所述波纹弹簧(25)呈麻花状结构。

9.一种泵轴机械，其特征在于，包括如权利要求1-8任一所述的泵轴机械密封装置。