專利名稱：液密封水泵軸封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及的是一種水泵軸封裝置，特別涉及的是一種液密封水泵軸封裝置。
目前通用的水泵密封，主要有填料密封和機(jī)械密封。填料密封存在著機(jī)械損失大、使用壽命短、零件損壞頻繁的缺陷；而機(jī)械密封雖然有機(jī)械損失小的優(yōu)點(diǎn)，但仍存在著“動(dòng)環(huán)和靜環(huán)”嚴(yán)重磨損和備件材料不易解決的問題。申請(qǐng)?zhí)枮镃N89219341.7的實(shí)用新型專利申請(qǐng)公開了一種自動(dòng)密封水泵軸封裝置，消除了摩擦、磨損和摩擦功的損耗，但仍存在著結(jié)構(gòu)復(fù)雜、制造成本高、使用范圍小、通用性差的缺點(diǎn)①填料涵直徑較小(φ70以下)的水泵，因其軸封裝置布不下而無法實(shí)施，多級(jí)泵因存在軸向位移問題而不能應(yīng)用；②水泵的取水方式也受到限制，因該軸封裝置中的雙向U型密封環(huán)其密封性能為單方向，不能用于灌注式(泵吸入口為正壓)和真空式(泵吸入口為負(fù)壓)取水的水泵。
鑒于以上原因，本實(shí)用新型的目的是為了提供一種密封性能好，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、通用性強(qiáng)，使用壽命長，使用范圍廣的液密封水泵軸封裝置。
本實(shí)用新型中有泵體和螺旋泵軸間形成的填料涵，其特征是填料涵中位于泵軸螺旋端有使泵內(nèi)倒灌水不外泄漏的密封環(huán)(1)，使泵外空氣不進(jìn)入泵內(nèi)的密封環(huán)(2)，密封環(huán)(1)與泵軸螺旋端部有腔室，水封圈位于密封環(huán)(1、2)間，密封環(huán)(1、2)、水封圈(13)與泵軸間形成了水封室，密封端蓋位于填料涵口(參見


圖1)。
上述的密封環(huán)(1、2)中分別有與密封體成一體的凸臺(tái)、內(nèi)環(huán)腳、外環(huán)腳，內(nèi)外環(huán)腳間形成了U型環(huán)槽，密封環(huán)采用彈性材料制成(參見圖2)，采用凸臺(tái)能使密封環(huán)與水封圈緊密連接，采用U型環(huán)槽使密封環(huán)有很好的彈性，靜態(tài)下與泵軸有一定的間隙，采用環(huán)腳可直接與泵軸、泵體(原填料涵壁)接觸并有一定的預(yù)緊力(自緊力)，而且有很好的耐磨性能、實(shí)現(xiàn)靜密封。
上述的水封圈形狀為圓環(huán)形，水封圈中有垂直于軸線的引水孔，該引水孔與泵軸上的引入孔相通(參見
圖1)，可在接于泵軸引水孔上的水管中裝上調(diào)節(jié)閥。
當(dāng)水泵吸入口為正壓(灌注式取水)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在螺旋泵軸的作用下(泵內(nèi)的水不會(huì)外泄漏)，腔室內(nèi)的水向泵內(nèi)流動(dòng)并形成真空，水封室內(nèi)的密封水通過密封環(huán)(1)的環(huán)腳間隙進(jìn)入腔室進(jìn)行補(bǔ)償(參見圖3)，然后再由旋轉(zhuǎn)的螺旋泵軸將其水輸送到泵內(nèi)，實(shí)現(xiàn)“灌注式取水”的運(yùn)轉(zhuǎn)密封；當(dāng)水泵吸入口為負(fù)壓(真空式取水)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，在其負(fù)壓和螺旋泵軸的共同作用下，腔室內(nèi)的負(fù)壓加大，在上述基礎(chǔ)上只需加大水封室內(nèi)的密封水量(隔絕泵外空氣)即可實(shí)現(xiàn)“真空式取水”的運(yùn)轉(zhuǎn)密封，從而實(shí)現(xiàn)了“灌注真空式取水”的運(yùn)轉(zhuǎn)密封。
水封室內(nèi)的壓力來源于泵出口，其內(nèi)的壓力水除隔絕泵外空氣、冷卻軸封零件外，還要解決密封環(huán)環(huán)腳對(duì)泵軸的預(yù)緊力。當(dāng)水泵工作時(shí)，水封室內(nèi)的壓彈作用在密封環(huán)內(nèi)孔上，U型環(huán)槽部分產(chǎn)生彈性變形，使環(huán)腳作離開泵軸的運(yùn)動(dòng)(參見圖3)，將環(huán)腳的預(yù)緊力減小到最低限度。由于水封室內(nèi)(正壓)和腔室內(nèi)(負(fù)壓)的壓力差較大的原因，密封環(huán)(1)環(huán)腳的預(yù)緊力基本消除，并與泵軸間有一定的間隙(參見圖3中a所示)，其壓力水由該間隙通過并形成水膜，實(shí)現(xiàn)密封環(huán)(1)環(huán)腳與泵軸無相對(duì)機(jī)械摩擦運(yùn)動(dòng)和無摩擦功的消耗；密封環(huán)(2)由于水封室內(nèi)的正壓和泵外(大氣壓力)壓力差較小的原因，其環(huán)腳的預(yù)緊力不能完全消除，與泵軸保持在微接觸狀態(tài)下運(yùn)轉(zhuǎn)(如圖3中b所示)，其外泄漏量以20～40滴／分為宜，這靠接于泵體引水孔外的調(diào)節(jié)閥來實(shí)現(xiàn)，從而實(shí)現(xiàn)了密封環(huán)(2)的微摩擦運(yùn)動(dòng)。由于該環(huán)的材料為彈性材料，耐磨性能好，微摩擦對(duì)該環(huán)不會(huì)產(chǎn)生大的損害，故而使用壽命長(連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)可在1年以上)。
密封環(huán)(1)實(shí)現(xiàn)停泵密封，密封環(huán)(2)實(shí)現(xiàn)泵起動(dòng)時(shí)的密封。
停泵密封即停泵后“灌注式取水”的密封當(dāng)水泵吸入口正壓力較低(水位較低)時(shí)，在密封環(huán)(1)環(huán)腳的自緊力作用下即可實(shí)現(xiàn)密封；當(dāng)其具有吸入口正壓力較高(水位較高)時(shí)，其壓力作用在密封環(huán)(1)的U型環(huán)槽部，使密封環(huán)孔產(chǎn)生彈性變形與泵軸緊密貼合，外環(huán)與填料涵涵壁貼合，密封泵內(nèi)倒灌灌水不外泄漏，其U型環(huán)槽部的密封特點(diǎn)為泵內(nèi)外的壓力差越大其貼合就越牢，密封效果就越好。
泵起動(dòng)的密封，當(dāng)水泵吸入口負(fù)壓力(真空式取水)較小起動(dòng)時(shí)，密封環(huán)(2)環(huán)腳的自緊力即可實(shí)現(xiàn)密封；泵內(nèi)負(fù)壓力較大時(shí)，泵外的大氣壓力作用在密封環(huán)(2)的U型環(huán)槽部其上的軸孔和外環(huán)同上述過程與其接觸面緊密貼合實(shí)現(xiàn)密封，保證泵內(nèi)的真空度。采用泵內(nèi)灌水(引水)起動(dòng)時(shí)，其密封工作原理同上述停泵密封吸入口正壓力較低時(shí)的工作原理。
與已有的泵軸封裝置相比，本實(shí)用新型具有如下優(yōu)點(diǎn)1，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低；安裝方便；2，無填料，實(shí)現(xiàn)微接觸機(jī)械摩擦運(yùn)動(dòng)，使用壽命長；3，密封效果好；4，通用性強(qiáng)適用范圍廣，適用于各種大、小口徑和多級(jí)泵水泵以及不同取水方式(即灌注式、真空式、灌注真空式)的水泵。
以下結(jié)合附圖詳細(xì)說明本實(shí)用新型的實(shí)施例
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖圖2為密封環(huán)結(jié)構(gòu)示意圖圖3為密封環(huán)動(dòng)態(tài)示意圖參見
圖1，密封環(huán)1和密封環(huán)2置于泵體3和所形成的填料涵5中。密封環(huán)1和螺旋泵軸4螺旋端形成腔室6。采用金屬材料制成的密封端蓋7位于填料涵口處并用螺釘緊裝在泵體3上。
參見圖2，密封環(huán)1和密封環(huán)2的形狀相同。有與密封環(huán)體成一體的凸臺(tái)8，內(nèi)環(huán)腳9、外環(huán)腳10。內(nèi)外環(huán)腳內(nèi)形成了U型環(huán)槽11。密封環(huán)1，2采用彈性材料制成。
參見
圖1，密封環(huán)1、2裝在螺旋泵軸上其上的凸臺(tái)相對(duì)安裝形成水封室12，其上裝有采用金屬或非金屬材料制成形狀為圓環(huán)形的水封圈13，水封圈13中有垂直于軸線的引水孔14。引水孔14與泵體上的引水孔15相通，接于泵體引水孔上的管道上裝有調(diào)節(jié)閥16。本實(shí)用新型構(gòu)成了密封組合件，可整體置于填料涵內(nèi)。水封室內(nèi)的壓力水有三種作用；實(shí)現(xiàn)液密封，解除密封環(huán)內(nèi)環(huán)腳對(duì)泵軸的預(yù)緊力，實(shí)現(xiàn)微接觸(貼合)狀態(tài)密封，大幅度減小其環(huán)腳的摩擦和磨損，延長密封環(huán)的使用壽命和冷卻軸封零件。
圖3為本實(shí)用新型中密封環(huán)動(dòng)態(tài)示意圖。當(dāng)水泵工作時(shí)，水封室內(nèi)的壓力作用在密封環(huán)1、2的軸環(huán)上，環(huán)的U型環(huán)槽部分產(chǎn)生彈性變形，使環(huán)腳作離開泵軸的運(yùn)動(dòng)，將環(huán)腳的預(yù)緊力減小到最低限度，由于水封室內(nèi)(正壓)和腔室內(nèi)(負(fù)壓)的壓力差較大，密封環(huán)1內(nèi)環(huán)腳預(yù)緊力基本消除，并與泵軸有一定的間隙a，其壓力水由該間隙通過并形成水膜，實(shí)現(xiàn)密封環(huán)1環(huán)腳與泵軸無相對(duì)機(jī)械摩擦和無摩擦功的消耗。密封環(huán)2由于水封室內(nèi)的正壓和泵外(大氣壓力)壓力差較小的原因，其內(nèi)環(huán)腳的預(yù)緊力不能完全消除，與泵軸保持在微接觸狀態(tài)如圖3中b所示。
權(quán)利要求1.液密封水泵軸封裝置，包括泵體和螺旋泵軸間形成的填料涵(5)，其特征在于所述的填料涵(5)中位于泵軸螺旋端有使泵內(nèi)倒灌水不外泄漏的密封環(huán)(1)、使泵外空氣不進(jìn)入泵內(nèi)的密封環(huán)(2)，密封環(huán)(1)與泵軸螺旋端部有腔室(6)，水封圈(13)位于密封環(huán)(1、2)間，密封環(huán)(1、2)、水封圈(13)與泵軸間形成了水封室(12)，密封端蓋(7)位于填料涵口。
2.如權(quán)利要求1所述的液密封水泵軸封裝置，其特征在于所述的密封環(huán)(1、2)中分別有與密封體成一體的凸臺(tái)(8)、內(nèi)環(huán)腳(9)、外環(huán)腳(10)，內(nèi)外環(huán)腳間形成了U型環(huán)槽(11)，密封環(huán)(1、2)采用彈性材料制成。
3.如權(quán)利要求1所述的液密封水泵軸封裝置，其特征在于所述的水封圈(13)形狀為圓環(huán)形，水封圈(13)中有垂直于軸線的引水孔(14)，引水孔(14)與泵軸上的引水孔相通。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種液密封水泵軸封裝置，包括泵體和螺旋泵軸間形成的填料涵，其特征是填料涵中有使泵內(nèi)倒灌水不泄漏的密封環(huán)(1)、使泵外空氣不進(jìn)入泵內(nèi)的密封環(huán)(2)，密封環(huán)(1)與泵軸螺旋端部有腔室，水封圈位于密封環(huán)(1、2)間，密封環(huán)(1、2)、水封圈與泵軸間形成了水封室。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，安裝方便，無填料，實(shí)現(xiàn)微接觸機(jī)械摩擦運(yùn)動(dòng)，使用壽命長，密封效果好，通用性強(qiáng)，適用范圍廣。
文檔編號(hào)F04D29/10GK2198426SQ9423683
公開日1995年5月24日 申請(qǐng)日期1994年7月15日 優(yōu)先權(quán)日1994年7月15日
發(fā)明者張昕, 王春志, 李平康 申請(qǐng)人:王春志, 張昕