專利名稱：泵用螺旋密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于泵類密封領(lǐng)域，涉及一種離心泵用螺旋密封裝置。
背景技術(shù)：
參閱附圖1所示，圖中表示現(xiàn)有離心泵內(nèi)一個(gè)葉輪及泵體的組合結(jié)構(gòu)，離心泵在工作時(shí)，被泵加壓的流體通過葉片槽道從入口i截面流到出口u截面，在入口處液體壓力為Pi，在出口處液體壓力為Pu，ΔP＝Pu-Pi表示了流體壓力的增加值，是泵對流體作功的體現(xiàn)。由于Pu＞Pi，所以自然會有流體自葉輪蓋板的外側(cè)返流到入口，現(xiàn)有技術(shù)是在這里設(shè)置密封環(huán)，裝于葉輪1上的稱為動(dòng)環(huán)4，裝于泵體2上的稱為靜環(huán)5，兩個(gè)圓筒形的環(huán)之間形成很小的間隙，達(dá)到盡量減少返流流量的目的。
這種間隙是不可能取消的，因?yàn)檠b于泵軸3上的葉輪1旋轉(zhuǎn)的切向速度很高，此處若用無間隙的密封，兩環(huán)則會因摩擦生熱而很快損壞，甚至兩環(huán)彼此“抱死”，而使泵損壞?，F(xiàn)有技術(shù)只能是從加工、裝配方面盡量提高精度，減小此間隙，一般此間隙約在0.3mm～1.3mm之間。

發(fā)明內(nèi)容
本實(shí)用新型的目的在于提供一種密封效果好，無泄漏，使用壽命長的泵用螺旋密封裝置。
本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案一種泵用螺旋密封裝置，其葉輪上裝有動(dòng)環(huán)，泵體上裝有靜環(huán)，動(dòng)環(huán)與靜環(huán)的相對表面上設(shè)置有相反旋向的多線螺旋槽口，其動(dòng)環(huán)的端面上設(shè)置有n個(gè)徑向溝槽。葉輪為反時(shí)針轉(zhuǎn)向時(shí)，動(dòng)環(huán)的φ1外圓柱面上設(shè)置有螺旋角為x的n個(gè)線右旋螺旋槽口，靜環(huán)的φ2內(nèi)圓柱面上設(shè)置有螺旋角為x的n個(gè)線左旋螺旋槽口。葉輪為順時(shí)針轉(zhuǎn)向時(shí)，動(dòng)環(huán)的φ1外圓柱面上設(shè)置有螺旋角為x的n個(gè)線左旋螺旋槽口，靜環(huán)的φ2內(nèi)圓柱面上設(shè)置有螺旋角為x的n個(gè)線右旋螺旋槽口。溝槽之間的槽口端面為尖齒形狀。槽口端面的尖齒形部分材質(zhì)為錫青銅或石墨樹脂，固聯(lián)在動(dòng)環(huán)上。螺旋槽口、螺旋槽口的螺旋角x為20～40°。
本實(shí)用新型所具有的積極有益效果1.動(dòng)環(huán)、靜環(huán)的相對表面上設(shè)置有反旋向的多線螺旋槽口，構(gòu)成一系列的直排式增壓葉片，順螺旋槽口形成和泵入口至出口一致的附加流，優(yōu)化設(shè)計(jì)達(dá)到此附加流與兩環(huán)間隙的返流流量相等，則相當(dāng)于實(shí)際泄漏量為零；2.動(dòng)環(huán)端面為n個(gè)尖齒形狀，即使與靜環(huán)在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有所接觸，也可磨掉尖齒的尖部，形成間隙，保證不會因兩環(huán)接觸彼此抱死而造成損壞；3.動(dòng)環(huán)、靜環(huán)本體選用硬質(zhì)材料，動(dòng)環(huán)尖齒形部位選用軟質(zhì)材料單獨(dú)制作并固定在動(dòng)環(huán)上，磨損后易于更換，提高兩環(huán)運(yùn)行的耐磨性、可靠性；4.本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，密封效果好，無泄漏，使用壽命長，泵的容積效率也會因密封性好而提高，可廣泛用于輸送原油及其它液體介質(zhì)的泵用密封。


圖1為現(xiàn)有技術(shù)結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2中A-A剖視圖；圖4為本實(shí)用新型的動(dòng)環(huán)、靜環(huán)螺旋槽口結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為本實(shí)用新型的靜環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖5中B-B展開剖視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖及較佳實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明參閱圖2、圖3、圖4所示，一種泵用螺旋密封裝置，包括現(xiàn)有離心泵的葉輪1、泵體2、泵軸3、動(dòng)環(huán)4、靜環(huán)5，其動(dòng)環(huán)4裝于葉輪1上，靜環(huán)5裝于泵體2上，動(dòng)環(huán)4與靜環(huán)5的相對表面上設(shè)置有相反旋向的多線螺旋槽口，這一系列螺旋槽口構(gòu)成一系列的直排式增壓葉片，順螺旋槽口形成與泵入口i至出口u一致的附加流，此附加流與兩環(huán)間隙的返流流量相等。
當(dāng)葉輪1從入口i方向看為反時(shí)針轉(zhuǎn)向時(shí)，在動(dòng)環(huán)4的φ1外圓柱面上設(shè)置有螺旋角為x的n個(gè)線右旋螺旋槽口401，在靜環(huán)5的φ2內(nèi)圓柱面上設(shè)置有螺旋角為x的n個(gè)線左旋螺旋槽口501。
當(dāng)葉輪1轉(zhuǎn)向?yàn)轫槙r(shí)針轉(zhuǎn)向時(shí)，在動(dòng)環(huán)4的φ1外圓柱面上設(shè)置有螺旋角為x的n個(gè)線左旋螺旋槽口401，在靜環(huán)5的φ2內(nèi)圓柱面上設(shè)置有螺旋角為x的n個(gè)線右旋螺旋槽口501。
以上旋向不得顛倒；螺旋角x為20～40°，以30°為常用；每個(gè)螺旋槽口的斷面為s，s的大小要兼顧動(dòng)環(huán)4、靜環(huán)5的壁厚。
參閱圖5、圖6所示，為進(jìn)一步提高螺旋密封的效果，在動(dòng)環(huán)4的端面上加工出n個(gè)徑向溝槽402，溝槽402之間的槽口端面403為尖齒形狀，且要求與靜環(huán)5的端面距離，即軸向間隙δ為1-1.2mm，這些尖齒構(gòu)成徑向的增壓葉片，從原理上看如同一個(gè)半開式部分流泵葉輪，可以進(jìn)一步阻止從間隙返流的流體流向泵入口i。
由于動(dòng)環(huán)4與靜環(huán)5之間的軸向間隙δ越小，密封效果越好，但考慮到泵輪運(yùn)行時(shí)的軸向擺動(dòng)，必須保證不會因兩環(huán)接觸而造成損壞，而這種即控制軸向間隙δ為1-1.2mm，又將動(dòng)環(huán)4端面403作成n個(gè)尖齒形的結(jié)構(gòu)，可保證動(dòng)環(huán)4即使與靜環(huán)5在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)有所接觸，尖齒可磨掉其尖部，形成間隙，而不會彼此抱死。動(dòng)環(huán)4端面403的尖齒形部分可選用較軟的材質(zhì)如錫青銅或石墨樹脂等材料單獨(dú)制造，用螺釘固定在動(dòng)環(huán)4上，便于在磨損后加以更換，動(dòng)環(huán)4、靜環(huán)5本體應(yīng)采用硬質(zhì)材料，經(jīng)表面處理，提高硬度，以提高運(yùn)行的耐磨性。
推薦尺寸φ1-φ0應(yīng)不小于20mm，才值得采用此種結(jié)構(gòu)。
本實(shí)用新型的設(shè)計(jì)原理設(shè)動(dòng)環(huán)4的外徑為φ1，靜環(huán)5的內(nèi)徑為φ2，兩環(huán)的長度為L，兩環(huán)間的徑向總間隙為Δφ＝φ2-φ1，Δφ/φ1越小，則密封性越好。
線數(shù)n可以由以下公式估算泵流量為Q，從動(dòng)環(huán)4、靜環(huán)5間的環(huán)形間隙Δφ返流回入口i淺漏量為ΔQΔQ=π·φ22-φ214·μ1.3g·ΔP----(A)]]>式(A)中的μ=11+0.5η+λL2Δφ=0.5----(B)]]>(B)式中取μΔφ=100]]>其大小為最常用的結(jié)構(gòu)尺寸，圓角系數(shù)η＝1，水力阻力系數(shù)λ＝0.05。順動(dòng)環(huán)4螺旋槽口的附加流量為ΔQ′=hπφ160tanx·N·S----(C)]]>式中h為水泵的轉(zhuǎn)速(轉(zhuǎn)/分)N·S=27(φ22-φ21)φ1tanx·ΔP----(D)]]>自(D)式當(dāng)ΔP、φ1、φ2、x及s確定后可求出n(也可先定n，求出s)，n應(yīng)圓整成整數(shù)。(D)式為給定泵壓ΔP后，決定螺旋槽口尺寸間的關(guān)系式，上述的理論計(jì)算有一定的近似性，ΔQ′不會與ΔQ絕對相等。何況實(shí)際使用的泵，ΔQ值和泵的流量Q都是因工況改變而變化的，不是常數(shù)。
對于目前常用的離心泵，推薦結(jié)構(gòu)參數(shù)如下1.φ1＝50-10mm時(shí)， φ2-φ1＝0.4mmN＝10-202.φ1＝100-200mm時(shí)，φ2-φ1＝0.6mmN＝15-303.φ1＝200-300mm時(shí)，φ2-φ1＝1.2mmN＝20-404.φ1＝300-400mm時(shí)，φ2-φ1＝1.4mmN＝30-50對上述各種φ1值，取L≥0.15φ1，L越大密封效果越好，但葉輪軸向尺寸還須兼顧重量、泵體軸向長度、軸承布置等因素，也不能一味增大。應(yīng)取0.15φ1≤L≤0.3φ1。
權(quán)利要求1.一種泵用螺旋密封裝置，其葉輪上裝有動(dòng)環(huán)，泵體上裝有靜環(huán)，動(dòng)環(huán)與靜環(huán)的相對表面上設(shè)置有相反旋向的多線螺旋槽口，其特征在于動(dòng)環(huán)(4)的端面上設(shè)置有n個(gè)徑向溝槽(402)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵用螺旋密封裝置，其特征在于葉輪(1)為反時(shí)針轉(zhuǎn)向時(shí)，動(dòng)環(huán)(4)的φ1外圓柱面上設(shè)置有螺旋角為x的n個(gè)線右旋螺旋槽口(401)，靜環(huán)(5)的φ2內(nèi)圓柱面上設(shè)置有螺旋角為x的n個(gè)線左旋螺旋槽口(501)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵用螺旋密封裝置，其特征在于葉輪(1)為順時(shí)針轉(zhuǎn)向時(shí)，動(dòng)環(huán)(4)的φ1外圓柱面上設(shè)置有螺旋角為x的n個(gè)線左旋螺旋槽口(401)，靜環(huán)(5)的φ2內(nèi)圓柱面上設(shè)置有螺旋角為x的n個(gè)線右旋螺旋槽口(501)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵用螺旋密封裝置，其特征在于溝槽(402)之間的槽口端面(403)為尖齒形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的泵用螺旋密封裝置，其特征在于槽口端面(403)的尖齒形部分材質(zhì)為錫青銅或石墨樹脂，固聯(lián)在動(dòng)環(huán)(4)上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的泵用螺旋密封裝置，其特征在于螺旋槽口(401)、螺旋槽口(501)的螺旋角x為20～40°。
專利摘要本實(shí)用新型屬于泵類密封領(lǐng)域，涉及一種離心泵用螺旋密封裝置。其葉輪上裝有動(dòng)環(huán)，泵體上裝有靜環(huán)，動(dòng)環(huán)與靜環(huán)的相對表面上設(shè)置有相反旋向的多線螺旋槽口，其動(dòng)環(huán)的端面上設(shè)置有n個(gè)徑向溝槽；本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，密封效果好，無泄漏，使用壽命長，泵的容積效率也會因密封性好而提高，可廣泛用于輸送原油及其它液體介質(zhì)的泵用密封。
文檔編號F04D29/08GK2632357SQ0326629
公開日2004年8月11日 申請日期2003年6月26日 優(yōu)先權(quán)日2003年6月26日
發(fā)明者程曉春, 劉殿魁, 周鑫, 劉會軍, 胡偉 申請人:北京市凌怡科技公司