專利名稱：集裝式機(jī)械密封及軸封箱的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及化工泵的機(jī)械密封及其軸封箱，特別適用于輸送高溫、強(qiáng)腐蝕、含固體顆粒的懸浮液等介質(zhì)的化工泵的軸密封。
在化工泵使用過程中，大約有67％的故障是由于泵軸的機(jī)械密封失效所致。因此，化工泵用戶深為更換機(jī)械密封耗資費力所困擾。如何提高各種工況下機(jī)械密封運行的壽命，是各國泵行業(yè)技術(shù)改進(jìn)的主攻方向。
影響化工泵機(jī)械密封壽命的原因之一是由于機(jī)械密封外圓與軸封箱內(nèi)壁之間空隙太小，一方面機(jī)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(jī)械密封壽命；另一方面，對于輸送含有固體顆?；蚶w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(jī)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(jī)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(jìn)一步改進(jìn)。
影響機(jī)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(jìn)是采用集裝式機(jī)械密封，即將軸套、機(jī)封部件等集裝為一體，由機(jī)封制造商保證了裝配精度后一并裝在泵軸上，從而對機(jī)械密封安裝人員的技術(shù)水平要求可降低，又能保證機(jī)封的安裝質(zhì)量。但現(xiàn)有的集裝式機(jī)封結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造費用高，尤其是其中的補(bǔ)償元件(即彈簧)因直接與輸送介質(zhì)接觸，在強(qiáng)腐蝕介質(zhì)中就需用特殊材料制造，這不僅將進(jìn)一步增大成本，而且仍將嚴(yán)重影響機(jī)械密封的壽命。
本實用新型的目的旨在對現(xiàn)有集裝式機(jī)械密封及軸封箱作進(jìn)一步改進(jìn)，以解決存在的問題，為化工泵，特別是輸送高溫、強(qiáng)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、壽命長的集裝式機(jī)械密封和軸封箱。
本實用新型的目的是由下述技術(shù)方案來達(dá)到的
本技術(shù)方案展示的集裝式機(jī)械密封及軸封箱，包括葉輪、泵蓋、傳動座、旋轉(zhuǎn)環(huán)、靜環(huán)、彈簧、壓蓋、端蓋、集裝片、卡環(huán)、軸套和軸封箱。其中傳動座、旋轉(zhuǎn)環(huán)、靜環(huán)、彈簧、壓蓋、端蓋依次排列套于軸套外，并且通過集裝片、卡環(huán)，用緊定螺釘與軸套集裝為一體。該集裝式機(jī)械密封裝配于泵軸上后，與泵蓋、葉輪一起構(gòu)成軸封箱。由于泵蓋尾部設(shè)計成漏斗形，因而軸封箱的空腔呈大錐角環(huán)形空腔。為了讓軸封箱內(nèi)空腔里的液體能有序流動，空腔內(nèi)壁上有導(dǎo)流葉片。當(dāng)把集裝式機(jī)械密封置于寬敞的大錐角環(huán)形空腔的軸封箱中，旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜環(huán)就正好處于軸封箱的擴(kuò)大部分。葉輪轉(zhuǎn)動時，其后蓋板上的背葉片和軸封箱中的導(dǎo)流葉片配合，就可使液體介質(zhì)在空腔內(nèi)產(chǎn)生有序的強(qiáng)烈循環(huán)，一方面無需從泵外通入沖洗液就實現(xiàn)了有效的自沖洗，另一方面又將旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜環(huán)摩擦面上產(chǎn)生的熱量及時常走，并避免了介質(zhì)中固體顆粒在旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜環(huán)接觸面積聚，造成磨損，從面延長了機(jī)械密封的壽命。此外，本技術(shù)方案還將集裝式機(jī)械密封中彈簧設(shè)計成包覆在機(jī)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。
附圖
為本實用新型的結(jié)構(gòu)剖視圖。
以下結(jié)合附圖給出實施例，并對本實用新型作進(jìn)一步說明。
如附圖所示，本實用新型包括葉輪1、泵蓋4、傳動座6、旋轉(zhuǎn)環(huán)8、靜環(huán)10、彈簧12、壓蓋13、端蓋17、集裝片18、卡環(huán)19、軸套21和軸封箱24。
機(jī)械密封為集裝式，由傳動座6、旋轉(zhuǎn)環(huán)8、靜環(huán)10、彈簧12、壓蓋13、端蓋17依次排列套于軸套21外，并且通過集裝片18、卡環(huán)19，用緊定螺釘20與軸套21集裝為一體。其中傳動座6與軸套21通過螺紋連接為一體，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。旋轉(zhuǎn)環(huán)8通過旋轉(zhuǎn)環(huán)座9、傳動座上銷孔7里的傳動銷與傳動座6相連，靜環(huán)10則通過靜環(huán)座11同時與彈簧12、壓蓋13相連。旋轉(zhuǎn)環(huán)座9與傳動座6之間，靜環(huán)座11與壓蓋13之間用O形圈22密封，以防止輸送介質(zhì)進(jìn)入機(jī)械密封內(nèi)。壓蓋13下方開有進(jìn)水口14，上方開有出水口15。為使進(jìn)入機(jī)械密封內(nèi)的循環(huán)冷卻水能有效地帶走摩擦熱，在機(jī)封內(nèi)沿軸向還設(shè)置有一導(dǎo)流筒16，該導(dǎo)流筒16一端與壓蓋13臺階的端頭連為一體，另一端伸近靜環(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(jìn)水口14進(jìn)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(qiáng)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。被壓蓋13等機(jī)封部件包覆在機(jī)械密封內(nèi)的彈簧12采用靜止式大彈簧，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)之間，由于不與輸送分質(zhì)接觸，加之自由空間大，不僅降低了耐蝕要求，而且也降低了結(jié)水垢的敏感性。
按以上結(jié)構(gòu)、安裝位置裝配的機(jī)械密封經(jīng)調(diào)整成合格產(chǎn)品后，就可安裝于泵軸23上，用緊定螺釘20進(jìn)行軸向定位并傳遞泵軸23轉(zhuǎn)矩使機(jī)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，而不影響集裝式機(jī)械密封的端面比壓力，軸套21的內(nèi)孔與相連的葉輪輪轂3的外圓柱面匹配，葉輪輪轂3插入軸套21內(nèi)孔后，兩者之間的徑向間隙用O形圈22密封。當(dāng)需要調(diào)節(jié)葉輪背葉片2與泵蓋4之間的軸向間隙時，松開緊定螺釘20即可。
當(dāng)集裝式機(jī)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24。該軸封箱24因泵蓋4尾部為漏斗形，使之軸封箱24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24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(qiáng)烈循環(huán)，既有效地帶走了旋轉(zhuǎn)環(huán)8與靜環(huán)10之同的摩擦熱，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中流體的有害迴轉(zhuǎn)功耗。
本實用新型與已有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點1、軸封箱的大錐角空腔，不僅使機(jī)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(qiáng)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，用螺紋連接，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(bǔ)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(jī)封內(nèi)增設(shè)的導(dǎo)流筒，有效地實現(xiàn)了機(jī)封內(nèi)強(qiáng)制循環(huán)冷卻，并與本實用新型的其它結(jié)構(gòu)協(xié)同，進(jìn)一步延長了機(jī)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(jī)封的端面比壓。
權(quán)利要求1.一種集裝式機(jī)械密封及軸封箱，包括葉輪(1)、泵蓋(4)、傳動座(6)、旋轉(zhuǎn)環(huán)(8)、靜環(huán)(10)、彈簧(12)、壓蓋(13)、端蓋(17)、集裝片(18)、卡環(huán)(19)、軸套(21)和軸封箱(24)，傳動座(6)、旋轉(zhuǎn)環(huán)(8)、靜環(huán)(10)、彈簧(12)、壓蓋(13)、端蓋(17)依次排列套于軸套(21)外，并通過集裝片(18)卡環(huán)(19)，用緊定螺釘(20)與軸套(21)集裝為一體，該集裝式機(jī)械密封裝配于泵軸(23)上后，與泵蓋(4)、葉輪(1)一起構(gòu)成軸封箱(24)，其特征在于①泵蓋(4)尾部為漏斗形，使之軸封箱(24)的空腔呈大錐角環(huán)形空腔，在空腔內(nèi)壁上有導(dǎo)流葉片(5)；②機(jī)械密封置于大錐角的軸封箱(24)中；③彈簧(12)包覆在機(jī)械密封內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集裝式機(jī)械密封及軸封箱，其特征在于機(jī)械密封內(nèi)沿軸向還設(shè)置有一導(dǎo)流筒(16)，該導(dǎo)流筒(16)一端與壓蓋(13)內(nèi)臺階的端頭連為一體，另一端伸近靜環(huán)(10)與旋轉(zhuǎn)環(huán)(8)的接觸面處。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的集裝式機(jī)械密封及軸封箱，其特征在于彈簧(12)采用靜止式大彈簧，位于導(dǎo)流筒(16)外側(cè)壓蓋(13)臺階與靜環(huán)(10)之間，并被壓蓋(13)等機(jī)封部件包覆在機(jī)械密封內(nèi)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的集裝式機(jī)械密封及軸封箱，其特征在于軸封箱(24)內(nèi)壁上的導(dǎo)流葉片(5)為四片以上，沿軸向鑄造在泵蓋(4)上，并延伸至旋轉(zhuǎn)環(huán)(8)與靜環(huán)(10)的接觸面處。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或4所述的集裝式機(jī)械密封及軸封箱，其特征在于傳動座(6)與軸套(21)螺紋連接，軸套(21)的內(nèi)孔與相連的葉輪輪轂(3)外圓柱面匹配，其徑向間隙用O形圈(22)密封。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的集裝式機(jī)械密封及軸封箱，其特征在于傳動座(6)與軸套(21)螺紋連接，軸套(21)的內(nèi)孔與葉輪輪轂(3)外圓柱面匹配，其徑向間隙用O形圈(22)密封。
專利摘要本實用新型涉及一種在化工泵中使用的機(jī)械密封及其軸封箱。機(jī)械密封由傳動座、旋轉(zhuǎn)環(huán)、靜環(huán)、彈簧、壓蓋、端蓋、集裝片、卡環(huán)與軸套集裝為一體，軸封箱由機(jī)械密封裝配于泵軸上后，與泵蓋，葉輪一起構(gòu)成。機(jī)械密封置于寬敞的大錐角軸封箱內(nèi)，軸封箱內(nèi)壁上設(shè)置有導(dǎo)流葉片；機(jī)械密封中的彈簧與介質(zhì)隔離，內(nèi)側(cè)有導(dǎo)流筒；葉輪與軸套之間采用徑向密封。本實用新型具有結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，介質(zhì)自循環(huán)沖洗效果好，成本低，壽命長的優(yōu)點。
文檔編號F16J15/54GK2259526SQ9623336
公開日1997年8月13日 申請日期1996年7月5日 優(yōu)先權(quán)日1996年7月5日
發(fā)明者魏宗勝, 許向東 申請人:中國成達(dá)化學(xué)工程公司