專利名稱：組合式機械密封軸封箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種密封軸封箱，尤其涉及一種組合式機械密封軸封箱。
背景技術(shù)：
在化工泵使用過程中，大約有67%的故障是同于泵軸的機械密封失效所致。因此， 化工泵用戶深為更換機械密封耗資費力所困擾。如何提高各種工況下機械密封運行的壽命，是各國泵行業(yè)技術(shù)改進的主攻方向。影響化工泵機械密封壽命的原因之一是由于機械密封外圓與軸封箱內(nèi)壁之間空隙太小，一方面機械密封在旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的熱量不易散發(fā)，造成密封環(huán)工作表面溫升過高，縮短機械密封壽命；另一方面，對于輸送含有固體顆粒或纖維狀物料的泵，因空隙過小常造成介質(zhì)聚積，加快了密封面磨損，使機械密封過早失效。針對這個問題，世界各主要泵制造商都相繼增大了軸封箱尺寸，大尺寸的軸封箱對延長機械密封的壽命起了積極作用，但是由于結(jié)構(gòu)所限，軸封箱中介質(zhì)流動紊亂自循環(huán)沖洗效果仍然不好，有待進一步改進。影響機械密封壽命的另一個原因是裝配和安裝質(zhì)量。國外在這方面的改進是采用組合式機械密封，即將軸套、機械部件等集裝為一體，由機封制造商保證了裝配精度后一并裝在泵軸上，從而對機械密封安裝人員的技術(shù)水平要求可降低，又能保證機封的安裝質(zhì)量。 但現(xiàn)有的組合式機封結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造費用高，尤其是其中的補償元件(即彈簧)因直接與輸送介質(zhì)接觸，在強腐蝕介質(zhì)中就需用特殊材料制造，這不僅將進一步增大成本，而且仍將嚴重影響機械密封的壽命。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的以上問題，提供一種組合式機械密封軸封箱。為實現(xiàn)本實用新型的目的組合式機械密封軸封箱，包括有泵軸，所述的泵軸外設(shè)置有軸套，其中所述泵軸的一端設(shè)置有葉輪，所述的葉輪后設(shè)置有輪轂；所述的軸套從輪轂向后延伸依次安裝有傳動座、旋轉(zhuǎn)環(huán)、靜環(huán)、彈簧、壓蓋與端蓋，構(gòu)成機械密封區(qū)域，所述的械密封區(qū)域外設(shè)有泵蓋。進一步地，上述的組合式機械密封軸封箱，其中，所述的端蓋通過集裝片與軸套相連，所述集裝片通過壓緊螺釘連接有卡環(huán)。更進一步地，上述的組合式機械密封軸封箱，其中，所述的傳動座與軸套螺紋連接；所述的旋轉(zhuǎn)環(huán)通過旋轉(zhuǎn)環(huán)傳動座上銷孔里的傳動銷與傳動座相連；所述的靜環(huán)通過靜環(huán)座同時與彈簧、壓蓋相連。更進一步地，上述的組合式機械密封軸封箱，其中，所述的旋轉(zhuǎn)環(huán)座與傳動座之間，靜環(huán)座與壓蓋之間均設(shè)有0型圈。更進一步地，上述的組合式機械密封軸封箱，其中，所述的機械密封區(qū)域內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流筒，所述導(dǎo)流筒的一端與壓蓋臺階的端頭連為一體，另一端伸至靜環(huán)與旋轉(zhuǎn)環(huán)的接觸面處。更進一步地，上述的組合式機械密封軸封箱，其中，所述的壓蓋下方開有進水口， 壓蓋上方開有出水口。再進一步地，上述的組合式機械密封軸封箱，其中，所述的葉輪背面延伸有背葉片。采用本實用新型技術(shù)方案，有如下優(yōu)點1、軸封箱的大錐角空腔，不僅使機械密封置于寬敞的空腔中，而且還和葉輪上的背葉片、空腔內(nèi)壁上的導(dǎo)流葉片配合，在軸封箱內(nèi)形成強有力的自沖洗流場，沖洗效果好，不需要另為泵配置外沖洗系統(tǒng)，因此，特別適用于輸送含固體顆粒介質(zhì)的泵。2、傳動座與軸套分為兩件，用螺蚊連接，既便于加工傳動座凹槽中的傳動銷孔，節(jié)省材料，又便于更換傳動座以及不同材質(zhì)的旋轉(zhuǎn)環(huán)、靜環(huán)，來適應(yīng)不同輸送介質(zhì)的需要。3、補償元件(即彈簧)設(shè)計與介質(zhì)隔離，降低了制造材料耐蝕性能要求和成本，節(jié)省了昂貴的特種金屬。4、機封內(nèi)增設(shè)的導(dǎo)流筒，有效地實現(xiàn)了機封內(nèi)強制循環(huán)冷卻， 并與本實用新型的其它結(jié)構(gòu)協(xié)同，進一步延長了機械密封的壽命。5、將軸套與葉輪之間的密封從常規(guī)的軸向端面密封改為徑向密封，可降低制造加工精度要求，在一定范圍內(nèi)自由地調(diào)節(jié)葉輪軸向間隙，而不影響機封的端面比壓。6、延長了機械密封和軸承的壽命。TH泵的軸徑比國外相同規(guī)格的泵為細，這是IE型泵故障多的根源，我們參考美國Goulds泵廠 3196系列化工泵的軸徑，將泵軸加粗。7、按國外化工泵的結(jié)構(gòu)，后側(cè)軸承改用雙列角接觸軸承，軸承內(nèi)外圈均固定，前軸承外圈軸向不固定，雙列軸承本身的軸向游隙限制了軸的軸向竄動量在0. 03mm之間，這個特點減輕了軸向振動，并限制了機封端面之間的壓力波動， 延長機封壽命。IEJ型泵的軸承承載能力比相同規(guī)格和IH型泵增大70-110%。8、葉輪與泵軸用螺紋連接，裝拆方便，葉輪入口寬敞，流動條件好。泵運轉(zhuǎn)時液體的反作用力和停泵時液體倒灌的沖力均使葉輪上緊，消除了傳統(tǒng)泵結(jié)構(gòu)中的軸端葉輪螺母松動的可能，IEJ型泵也采用此先進的結(jié)構(gòu)方式，并且在葉輪與軸套之間用自緊式0型圈密封，比用平墊片密封可靠。9、IH型泵的泵體和軸承座之間用中間連接座相連，使整個系列產(chǎn)品中軸承座的種類減少，但增加了機加工量，并產(chǎn)生加工誤差積累。IEJ型泵將中間連接座與軸承座合為一體，同心度提高。為了能適用于較高溫度的介質(zhì)，國外化工泵的軸承座和軸封箱都可設(shè)置冷卻夾套，有固定式和活動式兩種方式，后者便于清理夾套內(nèi)的水垢，并且便于根據(jù)使用條件決定是否安裝水套蓋板，以節(jié)省費用。IEJ型泵即采取此結(jié)構(gòu)方式。為滿足AP1610標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的泵應(yīng)能連續(xù)動轉(zhuǎn)至少三年的要示，泵軸穿過兩個軸承蓋處的密封，用常見的骨架式油封是無法達到的。因此該標(biāo)準(zhǔn)2. 9. 2. 7條規(guī)定應(yīng)使用迷宮密封，禁用接觸式油封，本設(shè)計泵用非接觸式迷宮密封，無摩擦，使用可靠，不漏油。本實用新型的目的、優(yōu)點和特點，將通過下面優(yōu)先實施例的非限制性說明進行圖示和解釋，這些實施例是參照附圖僅作為例子給出的。

圖1是組合式機械密封軸封箱的構(gòu)造示意圖。圖中各附圖標(biāo)記的含義如下1 葉輪2 背葉片3輪轂4泵蓋[0018]5導(dǎo)流葉片6傳動座[0019]7傳動銷孔8旋轉(zhuǎn)環(huán)[0020]9旋轉(zhuǎn)環(huán)座10靜環(huán)[0021]11靜環(huán)座12彈簧[0022]13壓蓋14進水口[0023]15出水口16導(dǎo)流筒[0024]17立而蓋18集裝片[0025]19卡環(huán)20壓緊螺釘[0026]21軸套220型圈[0027]23泵軸24軸封箱
具體實施方式
如圖1所示的組合式機械密封軸封箱，包括有泵軸23，在泵軸23外設(shè)置有軸套 21，其與眾不同之處在于本實用新型所采用的泵軸23的一端設(shè)置有葉輪1，在葉輪1后設(shè)置有輪轂3。并且，在軸套21從輪轂3向后延伸依次安裝有傳動座6、旋轉(zhuǎn)環(huán)8、靜環(huán)10、彈簧12、壓蓋13與端蓋17，構(gòu)成機械密封區(qū)域。同時，所述的械密封區(qū)域外設(shè)有泵蓋4。結(jié)合本實用新型一較佳的實施方式來看，所述的端蓋17通過集裝片18與軸套21 相連，所述集裝片18通過壓緊螺釘20連接有卡環(huán)19。由此，實現(xiàn)較佳的進行輔助固定。進一步來看，傳動座6與軸套21螺紋連接，具體來說該旋轉(zhuǎn)環(huán)8通過旋轉(zhuǎn)環(huán)8傳動座6上銷孔里的傳動銷與傳動座6相連。靜環(huán)10通過靜環(huán)座11同時與彈簧12、壓蓋13 相連。這樣，解決了已有技術(shù)中因傳動座6與軸套21直接加工為一體，而導(dǎo)致的材料浪費和傳動座6凹槽內(nèi)傳動銷孔7加工困難的問題。再進一步來看，考慮到能夠防止輸送介質(zhì)進入機械密封內(nèi)，旋轉(zhuǎn)環(huán)座9與傳動座6 之間，靜環(huán)座11與壓蓋13之間均設(shè)有0型圈22。同時，機械密封區(qū)域內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流筒16， 導(dǎo)流筒16的一端與壓蓋13臺階的端頭連為一體，另一端伸至靜環(huán)10與旋轉(zhuǎn)環(huán)8的接觸面處。這樣，當(dāng)冷卻水從壓蓋13的進水口 14進入就可經(jīng)導(dǎo)流筒16的外圍被引至靜環(huán)10與旋轉(zhuǎn)環(huán)8接觸面的內(nèi)側(cè)，對其強制冷卻，然后經(jīng)過導(dǎo)流筒16與軸套21之間的環(huán)形通道，從壓蓋13上方的出水口 15流出。并且，壓蓋13等機封部件包覆在機械密封內(nèi)的彈簧12采用靜止式大彈簧12，位于導(dǎo)流筒16外側(cè)的壓蓋13臺階與靜環(huán)10 (實際上是靜環(huán)座11)之間，由于不與輸送介質(zhì)接觸，加之自由空間大，不僅降低了耐蝕要求，面且降低了結(jié)水垢的敏感性。同時，在壓蓋13下方開有進水口 14，壓蓋13上方開有出水口 15。葉輪1背面延伸有背葉片2。因而軸封箱M的空腔呈大錐角環(huán)形空腔。按以上結(jié)構(gòu)、安裝位置裝配的機械密封經(jīng)高速成合格產(chǎn)品后，就可完整安裝于泵軸23上，用緊定螺釘進行軸向定位并傳遞泵軸23轉(zhuǎn)矩使機封與軸同步旋轉(zhuǎn)。為了降低制造加工精度，使泵軸23和葉輪1可在一定范圍自由地軸向移動，在不影響組合式機械密封的端面比壓力，軸套21的內(nèi)孔與相連的葉輪1輪轂3的外圓柱面匹配，葉輪1輪轂3插入軸套21內(nèi)孔后，兩者之間的徑向間隙用ο型圈22密封。當(dāng)需要調(diào)節(jié)葉輪1背葉片2與泵蓋4之間的軸向間隙時，松開緊定螺釘20即可。[0036]從本實用新型的實施過程來看，當(dāng)組合式機械密封裝配于泵軸23上后，就與葉輪 1、泵蓋4 一起構(gòu)成軸封箱M。該軸封箱M因泵蓋4尾部為漏斗形，使之軸封箱M內(nèi)的空腔呈大錐角環(huán)形空腔。泵蓋4內(nèi)壁上沿軸向還鑄造有導(dǎo)流葉片5。導(dǎo)流葉片5為四片以上， 每片都從泵蓋4頭向尾部延伸至旋轉(zhuǎn)環(huán)8與靜環(huán)10的接觸面處，這樣就將軸封箱M內(nèi)的空腔分隔成若干個循環(huán)室，由于流體在其中的循環(huán)阻力小，再加上葉輪1上背葉片2的抽液作用，流體在每個循環(huán)室內(nèi)就形成了如附圖所示方向的強烈循環(huán)，既有效地帶走了旋轉(zhuǎn)環(huán)8 與靜環(huán)10之間的摩擦熱，又避免了固體顆粒聚積。除此之外，導(dǎo)流葉片5還可減小軸封箱 24中流體的有害回轉(zhuǎn)功耗。為了讓軸封箱M內(nèi)空腔里的液體能有序流動，空腔內(nèi)壁上有導(dǎo)流葉片5。當(dāng)把組合式機械密封置于寬敞的大錐角環(huán)形空腔的軸封箱M中，旋轉(zhuǎn)環(huán)8和靜環(huán)10就正好處于軸封箱M的擴大部分。葉輪1轉(zhuǎn)動時，其后蓋板上的背葉片2和軸封箱M中的導(dǎo)流葉片 5配合，就可使液體介質(zhì)在空腔內(nèi)產(chǎn)生有序的強烈循環(huán)，一方面無需從泵外通入沖洗就實現(xiàn)了有效的自部洗，另一方面又將旋轉(zhuǎn)與靜環(huán)10摩擦面上產(chǎn)生產(chǎn)熱量及時帶走，并避免了介質(zhì)中固體顆粒在旋轉(zhuǎn)環(huán)8與靜環(huán)10接觸面積聚，造成磨損，從而延長了機械密封的壽命。此外，本技術(shù)方案還將組合式機械密封中彈簧12設(shè)計成包覆在機械密封內(nèi)，使之不與輸送介質(zhì)接觸，降低了耐蝕要求和成本，同時也延長了使用壽命。通過上述的文字表述并結(jié)合附圖可以看出，采用本實用新型后，有如下優(yōu)點1、軸封箱的大錐角空腔，不僅使機械密封置于寬敞的空腔中，而且還和葉輪上的背葉片、空腔內(nèi)壁上的導(dǎo)流葉片配合，在軸封箱內(nèi)形成強有力的自沖洗流暢，沖洗效果好， 不需要另為泵配置外沖洗系統(tǒng)，因此，特別適用于輸送含固體顆粒介質(zhì)的泵。2、傳動座與軸套分為兩件，用螺蚊連接，既便于加工傳動座凹槽中的傳動銷孔，節(jié)省材料，又便于更換傳動座以及不同材質(zhì)的旋轉(zhuǎn)環(huán)、靜環(huán)，來適應(yīng)不同輸送介質(zhì)的需要。3、補償元件(即彈簧)設(shè)計與介質(zhì)隔離，降低了制造材料耐蝕性能要求和成本，節(jié)省了昂貴的特種金屬。4、機封內(nèi)增設(shè)的導(dǎo)流筒，有效地實現(xiàn)了機封內(nèi)強制循環(huán)冷卻，并與本實用新型的其它結(jié)構(gòu)協(xié)同，進一步延長了機械密封的壽命。5、將軸套與葉輪之間的密封從常規(guī)的軸向端面密封改為徑向密封，可降低制造加工精度要求，在一定范圍內(nèi)自由地調(diào)節(jié)葉輪軸向間隙，而不影響機封的端面比壓。6、延長了機械密封和軸承的壽命。TH泵的軸徑比國外相同規(guī)格的泵為細，這是IE 型泵故障多的根源，我們參考美國Goulds泵廠3196系列化工泵的軸徑，將泵軸加粗。7、按國外化工泵的結(jié)構(gòu)，后側(cè)軸承改用雙列角接觸軸承，軸承內(nèi)外圈均固定，前軸承外圈軸向不固定，雙列軸承本身的軸向游隙限制了軸的軸向竄動量在0. 03mm之間，這個特點減輕了軸向振動，并限制了機封端面之間的壓力波動，延長機封壽命。IEJ型泵的軸承承載能力比相同規(guī)格和IH型泵增大70-110%。8、葉輪與泵軸用螺紋連接，裝拆方便，葉輪入口寬敞，流動條件好。泵運轉(zhuǎn)時液體的反作用力和停泵時液體倒灌的沖力均使葉輪上緊，消除了傳統(tǒng)泵結(jié)構(gòu)中的軸端葉輪螺母松動的可能，IEJ型泵也采用此先進的結(jié)構(gòu)方式，并且在葉輪與軸套之間用自緊式0型圈密封，比用平墊片密封可靠。9、IH型泵的泵體和軸承座之間用中間連接座相連，使整個系列產(chǎn)品中軸承座的種類減少，但增加了機加工量，并產(chǎn)生加工誤差積累。IEJ型泵將中間連接座與軸承座合為一體，同心度提高。為了能適用于較高溫度的介質(zhì)，國外化工泵的軸承座和軸封箱都可設(shè)置冷卻夾套，有固定式和活動式兩種方式，后者便于清理夾套內(nèi)的水垢，并且便于根據(jù)使用條件決定是否安裝水套蓋板，以節(jié)省費用。IEJ型泵即采取此結(jié)構(gòu)方式。為滿足AP1610標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的泵應(yīng)能連續(xù)動轉(zhuǎn)至少三年的要示，泵軸穿過兩個軸承蓋處的密封，用常見的骨架式汕封是無法達到的。因此該標(biāo)準(zhǔn)2. 9. 2. 7條規(guī)定應(yīng)使用迷宮密封，禁用接觸式油封，本設(shè)計泵用非接觸式迷宮密封，無摩擦，使用可靠，不漏油。 當(dāng)然，以上僅是本實用新型的具體應(yīng)用范例，對本實用新型的保護范圍不構(gòu)成任何限制。除上述實施例外，本實用新型還可以有其它實施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本實用新型所要求保護的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.組合式機械密封軸封箱，包括有泵軸，所述的泵軸外設(shè)置有軸套，其特征在于所述泵軸的一端設(shè)置有葉輪，所述的葉輪后設(shè)置有輪轂；所述的軸套從輪轂向后延伸依次安裝有傳動座、旋轉(zhuǎn)環(huán)、靜環(huán)、彈簧、壓蓋與端蓋，構(gòu)成機械密封區(qū)域，所述的械密封區(qū)域外設(shè)有栗蓋。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式機械密封軸封箱，其特征在于所述的端蓋通過集裝片與軸套相連，所述集裝片通過壓緊螺釘連接有卡環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式機械密封軸封箱，其特征在于所述的傳動座與軸套螺紋連接；所述的旋轉(zhuǎn)環(huán)通過旋轉(zhuǎn)環(huán)座上銷孔里的傳動銷與傳動座相連；所述的靜環(huán)通過靜環(huán)座同時與彈簧、壓蓋相連。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的組合式機械密封軸封箱，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)環(huán)座與傳動座之間，靜環(huán)座與壓蓋之間均設(shè)有0型圈。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式機械密封軸封箱，其特征在于所述的機械密封區(qū)域內(nèi)設(shè)置有導(dǎo)流筒，所述導(dǎo)流筒的一端與壓蓋臺階的端頭連為一體，另一端伸至靜環(huán)與旋轉(zhuǎn)環(huán)的接觸面處。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式機械密封軸封箱，其特征在于所述的壓蓋下方開有進水口，壓蓋上方開有出水口。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的組合式機械密封軸封箱，其特征在于所述的葉輪背面延伸有背葉片。
專利摘要本實用新型涉及一種組合式機械密封軸封箱，包括有泵軸，泵軸外設(shè)置有軸套，其特點是泵軸的一端設(shè)置有葉輪，在葉輪后設(shè)置有輪轂。所述的軸套從輪轂向后延伸依次安裝有傳動座、旋轉(zhuǎn)環(huán)、靜環(huán)、彈簧、壓蓋與端蓋，構(gòu)成機械密封區(qū)域，所述的機械密封區(qū)域外設(shè)有泵蓋。由此，在軸封箱內(nèi)形成強有力的自沖洗流暢，沖洗效果好，不需要另為泵配置外沖洗系統(tǒng)。這樣，能夠為化工泵，特別是輸送高溫、強腐蝕、懸浮液介質(zhì)的化工泵提供一種結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，自循環(huán)沖洗效果好、成本低、壽命長的組合式機械密封和軸封箱。
文檔編號F04D29/08GK202132269SQ20112004003
公開日2012年2月1日 申請日期2011年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月16日
發(fā)明者張莉華, 楊晨 申請人:張家港市飛浪泵閥有限公司