CN219549185U - 一种立式多级泵用机械密封 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种立式多级泵用机械密封，包括轴套以及套装于轴套外部的动环、动环座、静环和静环座，轴套一端的外部设有限位凸台，动环座的一端与限位凸台配合，动环座与轴套焊接固定；动环座的另一端设有与动环一端配装的安装槽，且动环与安装槽之间设置有第一密封圈；静环座近动环座的一端设有安装台阶，静环的一端滑动配装在安装台阶上，静环的另一端与动环的另一端抵接形成密封面，静环远离动环的一端与安装台阶的端面之间安装有弹性补偿件。本实用新型公开的一种立式多级泵用机械密封，采用静环补偿结构，补偿元件不随转轴旋转，在高压、高速使用环境中也能够实现密封面磨损的平稳补偿，保证密封性能稳定。

Description

一种立式多级泵用机械密封

技术领域

本实用新型涉及机械密封技术领域，具体而言，涉及一种立式多级泵用机械密封。

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，在立式多级泵机械密封结构中，常用的是动环补偿的结构形式，即弹性补偿元件设置在动环一端，如专利CN216975784U中公开的结构所示，在动环座的安装腔设置弹簧，弹簧的一端与动环相抵，另一端与轴套的第一凸环的端面相抵，通过弹簧实现动环的轴向补偿；这种结构形式中由于动环座、动环以及弹簧都是随着轴套一起旋转的，尤其是在高压、高速环境中，如果补偿元件设置在动环侧，尤其是像专利CN216975784U中公开的这种套装在轴套外部的大弹簧，由于弹簧内径与轴套外壁之间本身就存在一定的间隙，弹簧在随着转轴高速旋转时会产生一定的离心偏移作用，导致作用在动环尾端的补偿作用力不均衡，容易造成密封面的偏斜，从而影响机械密封的密封性能以及使用寿命。

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，提供一种立式多级泵用机械密封，在高压、高速使用环境中也能够实现密封面磨损的平稳补偿，保证密封性能稳定。

为解决上述问题，本实用新型提供一种立式多级泵用机械密封，包括轴套以及套装于所述轴套外部的动环、动环座、静环和静环座，所述轴套一端的外部设有限位凸台，所述动环座的一端设有与所述限位凸台相配合的限位槽，且所述限位槽开口端的内侧与所述限位凸台的侧壁焊接固定；所述动环座的另一端设有用于供所述动环的一端配装的安装槽，且所述动环的一端与所述安装槽之间设置有第一密封圈；所述静环座近所述动环座的一端设有安装台阶，所述静环的一端滑动配装在所述安装台阶上，所述静环的另一端与所述动环的另一端沿周向可相对转动的抵接以形成密封面，所述静环远离所述动环的一端与所述安装台阶的端面之间安装有弹性补偿件。

本实用新型与现有技术相比，有益之处在于：

本实用新型的机械密封结构为一款专门应用于高压环境的多级立式泵设计，结构中采用静环补偿形式，即弹性补偿件静止不动，使用过程中不受轴的窜动振动影响，能够及时补偿到位，保证机械密封的密封性能稳定；尤其是在高压、高速工况中，如果补偿元件设置在动环侧，其随着转轴高速同步旋转时容易产生一定的离心偏移作用，导致补偿性能不稳定，本实用新型中的弹性补偿件设置在静环与静环座之间，使用过程中不随转轴转动不会出现补偿件离心偏移的问题，从而很好的解决了现有技术的缺陷；另外的，动环座与轴套之间通过限位凸台轴向限位，并且采用焊接固定方式，保证两部件传动连接结构的稳定性。

作为优选的，所述弹性补偿件包括多个弹簧，所述安装台阶的端面上开设有多个弹簧孔，各所述弹簧的一端容置于所述弹簧孔内且其端部与弹簧孔底部相抵接，各所述弹簧的另一端与所述静环远离动环的一端相抵接。上述优选结构中，多弹簧补偿式结构，在机械密封高速运转时，能够保证补偿环的有效补偿，并且补偿力更加的均衡。

作为改进的，所述静环与所述动环相抵接的端面开设有多个沿周向分布且外侧开口的凹槽。上述改进结构中，在静环端面上开设相应的凹槽，使机械密封在运转时介质能够通过该凹槽进入到密封面，增加密封环面的润滑效果，防止密封面发生干摩擦。

再改进的，所述安装台阶的端面上还设置有至少一根防转销，所述静环近所述安装台阶一端的侧壁上开设有与所述防转销相配合的第一弧形槽。上述改进结构中，防转销以及第一弧形槽结构的设置，避免静环在旋转动环的周向作用力影响下发生偏移，使得密封面始终稳定的贴合，保证密封不受影响。

再改进的，所述安装台阶的外周壁上套装有环形垫片，所述环形垫片的一端与所述静环远离所述动环的一端相抵接，所述环形垫片的另一端与各所述弹簧远离弹簧孔的一端相抵接；所述环形垫片的外端开设与所述防转销配合的第二弧形槽。上述改进结构中，环形垫片设置使得各个弹簧作用于静环端面上的弹性力更加的均匀，并且第二弧形槽设置使得环形垫片也能通过防转销实现周向防转。

在改进的，所述静环近所述安装台阶一端的内侧设有密封槽，所述密封槽内壁以及环形垫片端面、安装台阶外周壁之间设置有第二密封圈。上述改进结构中，通过密封槽结合环形垫片的限位，实现第二密封圈的稳定配装，保证静环与静环座滑动配合结构的密封性能。

再改进的，所述轴套远离所述动环座一端的外部套装有驱动环，所述驱动环的外周壁上穿设有多个紧定螺钉；所述驱动环与所述轴套焊接为一体。上述改进结构中，轴套和驱动环装配完成后用激光焊接整圈，使机封成为一个整体，使得驱动结构更加牢固，并且方便整体式机械密封的拆装。

再优选的，所述限位凸台与所述轴套为一体式加工而成。上述优选结构中，限位台阶与轴套为一体式结构，省去了连接步骤，简化工艺，降低成本。

再优选的，所述轴套以及限位凸台采用挤压成型工艺一体成型。上述优选结构中，轴套采用挤压成型薄壁管工艺加工，相较于车加工件，极大的减少了加工成本。

附图说明

图1为本实用新型的立式多级泵用机械密封安装于转轴后的结构示意图；

图2为本实用新型中的静环的端面俯视图。

附图标记说明：

1、轴套；2、动环；3、动环座；3.1、限位槽；3.2、安装槽；4、静环；4.1、凹槽；4.2、第一弧形槽；4.3、密封槽；5、静环座；6、限位凸台；7、第一密封圈；8、安装台阶；9、弹簧；10、弹簧孔；11、防转销；12、环形垫片；13、第二密封圈；14、驱动环；15、紧定螺钉。

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“外部”、“底部”、“外侧”、“外周壁”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立式多级泵用机械密封，包括轴套1以及套装于所述轴套1外部的动环2、动环座3、静环4和静环座5；其中轴套1一端的外部设有环形的限位凸台6，动环座3的一端设有限位槽3.1，当动环座3套装在轴套1外部并且沿轴向移动至设定位置时，限位槽3.1与限位凸台6相配合，并且零部件配合稳定后，在限位槽开口端的内侧与限位凸台6的侧壁通过激光焊接的方式固定连接；另外的，在动环座3的另一端设有安装槽3.2，动环2的一端配装在安装槽3.2内，并且在动环2的一端与安装槽3.2之间设置有第一密封圈7，密封圈的内圈密封套装在轴套1外部，实现动环2与动环座3以及轴套1之间的密封配合；如图1所示，在轴套1的外壁上与该第一密封圈7对应的位置设有外凸部，更好的保证密封性能。

上述结构中，在轴套1远离动环座3一端的外部套装有驱动环14，驱动环14的外周壁上穿设有多个紧定螺钉15，当轴套1套装在多级立式泵转轴外部时，通过紧定螺钉15紧定配合在转轴外壁上，实现轴套1与转轴的传动连接；并且，此结构中驱动环14与轴套1通过激光焊接为一体，并且该驱动环14的一端与静环座5远离静环4的一端相抵，使得本实施例中的机械密封为整体式集装结构，在与立式泵安装时实现整装整拆，高效、方便。

再一方面的，在静环座5近动环座3的一端设有安装台阶8，具体的，安装台阶8包括安装柱以及水平端面，静环4的一端滑动配装在安装台阶8上，具体的是指静环4的一端滑动配合在安装柱的外侧，静环4的另一端与动环2的另一端沿周向可相对转动的抵接以形成密封面，静环4远离动环2的一端与安装台阶8的水平端面之间安装有弹性补偿件。优选的，弹性补偿件包括多个弹簧9，安装台阶8的端面上开设有多个弹簧孔10，各弹簧9的一端容置于弹簧孔10内且其端部与弹簧孔10底部相抵接，各弹簧9的另一端与静环4远离动环2的一端相抵接。

上述结构中，静环4远离静环座5一端的内壁设置有朝内凸出且呈环形的凸出部，并且该凸出部的内径小于安装台阶8的安装柱的外径，所以当该结构的机械密封作用于立式泵内时，介质作用于动环2上的有效面积A小于动环2、静环4端面的接触面积B，即此结构的机械密封为平衡型机械密封，平衡型的结构设计，在机封承受高压力时，能够平衡掉大部分压力，有效减小机封密封面的负荷,减少密封端面摩擦发热，增加机封使用寿命。

上述结构中，如图1所示，更加具体的，在安装台阶8的端面上还设置有至少一根防转销11，静环4上近安装台阶8一端的侧壁上开设有与防转销11相配合的第一弧形槽4.2，保证静环4与静环座5配装结构的稳定性，即静环4与静环座5之间不会发生相对转动。再者，在安装台阶8的外周壁上还套装有环形垫片12，环形垫片12的一端与静环4远离动环2的一端相抵接，环形垫片12的另一端与各弹簧9远离弹簧孔10的一端相抵接；环形垫片12的外端开设与防转销11配合的第二弧形槽，使得环形垫片12能够在防转销11作用下同步实现周向防转限位。

另外的，上述结构中，在静环4近安装台阶8一端的内侧设有密封槽4.3，密封槽4.3内壁以及环形垫片12端面、安装台阶8外周壁之间设置有第二密封圈13。

本实施例中，如图2所示，在静环4与动环2相抵接的端面开设有多个沿周向分布且外侧开口的凹槽4.1，凹槽4.1结构增加后使机械密封在运转时介质能够通过该凹槽4.1进入到密封面，增加密封环面的润滑效果，防止密封面发生干摩擦。优选的该凹槽4.1为月牙形槽，并且月牙形槽的开口沿静环4的径向朝外，保证介质能够更好的通过凹槽4.1进入磨面，保证端面润滑。

本实施例中，优选的，限位凸台6与所述轴套1为一体式加工而成。更加具体的，轴套1以及限位凸台6采用挤压成型工艺一体式加工而成。

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 (9)

1.一种立式多级泵用机械密封，包括轴套(1)以及套装于所述轴套(1)外部的动环(2)、动环座(3)、静环(4)和静环座(5)，所述轴套(1)一端的外部设有限位凸台(6)，所述动环座(3)的一端设有与所述限位凸台(6)相配合的限位槽(3.1)，且所述限位槽(3.1)开口端的内侧与所述限位凸台(6)的侧壁焊接固定；所述动环座(3)的另一端设有用于供所述动环(2)的一端配装的安装槽(3.2)，且所述动环(2)的一端与所述安装槽(3.2)之间设置有第一密封圈(7)，其特征在于：所述静环座(5)近所述动环座(3)的一端设有安装台阶(8)，所述静环(4)的一端滑动配装在所述安装台阶(8)上，所述静环(4)的另一端与所述动环(2)的另一端沿周向可相对转动的抵接以形成密封面，所述静环(4)远离所述动环(2)的一端与所述安装台阶(8)的端面之间安装有弹性补偿件。

2.根据权利要求1所述的立式多级泵用机械密封，其特征在于：所述弹性补偿件包括多个弹簧(9)，所述安装台阶(8)的端面上开设有多个弹簧孔(10)，各所述弹簧(9)的一端容置于所述弹簧孔(10)内且其端部与弹簧孔(10)底部相抵接，各所述弹簧(9)的另一端与所述静环(4)远离动环(2)的一端相抵接。

3.根据权利要求1所述的立式多级泵用机械密封，其特征在于：所述静环(4)与所述动环(2)相抵接的端面开设有多个沿周向分布且外侧开口的凹槽(4.1)。

4.根据权利要求2所述的立式多级泵用机械密封，其特征在于：所述安装台阶(8)的端面上还设置有至少一根防转销(11)，所述静环(4)近所述安装台阶(8)一端的侧壁上开设有与所述防转销(11)相配合的第一弧形槽(4.2)。

5.根据权利要求4所述的立式多级泵用机械密封，其特征在于：所述安装台阶(8)的外周壁上套装有环形垫片(12)，所述环形垫片(12)的一端与所述静环(4)远离所述动环(2)的一端相抵接，所述环形垫片(12)的另一端与各所述弹簧(9)远离弹簧孔(10)的一端相抵接；所述环形垫片(12)的外端开设与所述防转销(11)配合的第二弧形槽。

6.根据权利要求5所述的立式多级泵用机械密封，其特征在于：所述静环(4)近所述安装台阶(8)一端的内侧设有密封槽(4.3)，所述密封槽(4.3)内壁以及环形垫片(12)端面、安装台阶(8)外周壁之间设置有第二密封圈(13)。

7.根据权利要求1所述的立式多级泵用机械密封，其特征在于：所述轴套(1)远离所述动环座(3)一端的外部套装有驱动环(14)，所述驱动环(14)的外周壁上穿设有多个紧定螺钉；所述驱动环(14)与所述轴套(1)焊接为一体。

8.根据权利要求1所述的立式多级泵用机械密封，其特征在于：所述限位凸台(6)与所述轴套(1)为一体式加工而成。

9.根据权利要求8所述的立式多级泵用机械密封，其特征在于：所述轴套(1)以及限位凸台(6)采用挤压成型工艺一体式加工而成。