一种应用于水泵的集装式机械密封结构的制作方法

本申请涉及机械密封的领域，尤其是涉及一种应用于水泵的集装式机械密封结构。

背景技术：

1、在水泵领域，轴封装置对于保障水泵的正常运行和防止介质泄漏起着至关重要的作用。随着工业的不断发展，水泵的应用场景日益广泛，对轴封装置的性能要求也越来越高。高效可靠的轴封装置能够提高水泵的工作效率，减少能源消耗，降低维护成本，进而提升整个工业生产系统的稳定性和经济性。良好的轴封装置还能有效防止有害介质的泄漏，保护环境和人员安全。

2、在本技术方案出现以前，为解决水泵轴封问题，行业内惯常采用盘根密封这种传统方式。盘根密封主要是依赖绳状密封材料在泵轴部位进行多次缠绕来实现密封效果。这种方式在一些简单的水泵应用场景中较为常见，操作相对简便，成本也相对较低。还有一些密封方式可能会采用普通的橡胶圈密封，但这种密封方式的密封效果和可靠性相对有限，在一些对密封要求较高的水泵中难以满足需求。另外，部分水泵可能会使用单端面机械密封，通过动环和静环的贴合来实现密封，但这种密封方式在一些复杂工况下的稳定性和耐用性也存在一定的局限性。

3、然而，现有的盘根密封方式存在诸多缺陷。其密封材料磨损速度快，容易导致频繁泄漏。而且盘根密封与旋转轴直接摩擦，不仅会造成轴颈磨损，还会产生大量热量，影响设备的正常运行。同时，盘根密封的使用寿命较短，需要不断进行调整和更换，这使得维护成本大幅提高，且整体的可靠性较低。

技术实现思路

1、为了延长密封结构的使用寿命，本申请提供一种应用于水泵的集装式机械密封结构。

2、本申请提供的一种应用于水泵的集装式机械密封结构采用如下的技术方案：

3、一种应用于水泵的集装式机械密封结构，包括轴套压盖、内动环、外动环、静环、压盖、动力环以及弹性元件；所述轴套用于套装在水泵轴外周面；所述压盖套设在所述轴套外周，所述内动环套设在轴套外周面且与所述轴套固定连接，所述外动环以及静环均套设在内动环外周并沿轴套的轴线方向分布，所述外动环与所述静环形成密封端面贴合设置，所述外动环与内动环固定连接，所述静环固定于所述压盖的防转销上；所述内动环与轴套之间设置有第一密封圈，所述外动环与内动环之间设置有第二密封圈；所述弹性元件用于迫使外动环与静环相互抵紧，为所述密封端面提供弹性预紧力。

4、通过采用上述技术方案，将机械密封设计为集装式模块，确保了各部件的相对位置精度，简化了安装过程，降低了因安装不当导致的早期失效风险。内动环与轴套固定连接，外动环与内动环固定连接，而静环通过防转销固定于压盖，形成了清晰的动力传递路径和密封界面。弹性元件提供的持续压紧力保证了外动环与静环密封端面的紧密贴合，即使在轴有轻微窜动时也能维持稳定的密封比压。多道密封圈（第一、第二密封圈）的设置形成了多重密封防线，第二密封圈防止介质从机封腔的内侧泄漏，第一密封圈防止介质从轴套的内侧泄漏，显著提升了密封结构的整体可靠性，减小了泄漏风险。

5、优选的，所述动力环与所述轴套通过紧固件实现传动连接，所述紧固件贯穿所述动力环并所述轴套的外壁连接。

6、通过采用上述技术方案，紧固件提供了可靠的动力传递，确保动力环能有效地带动轴套及动环组件同步旋转，防止了相对滑动造成的磨损或密封失效。一些集装式密封采用防松螺钉替代普通紧定螺钉，可有效防止因振动导致的连接松动或脱落，提升了结构在振动工况下的稳定性。

7、优选的，所述弹性元件包括安装环座以及弹簧，所述安装环座固定套设在内动环外周面，所述安装环座内侧设置有用于容纳所述弹簧的容纳槽，所述弹簧的一端连接于容纳槽内，所述弹簧的另一端朝静环的方向对外动环进行抵紧，迫使外动环与静环相互抵紧，为所述密封端面提供弹性预紧力。

8、通过采用上述技术方案，安装环座为弹簧提供了稳定的支撑和定位，容纳槽结构使弹簧受力均匀，确保了弹力平稳地施加于外动环上。这种设计有助于维持密封端面比压的恒定，避免因弹力波动导致的密封效果不稳定。将弹簧等弹性补偿元件集成在模块内，提升了密封结构的整体性和可靠性。

9、优选的，所述安装环座外侧设置有压环，所述压环延伸至外动环的外侧，所述压环朝内动环的方式对外动环设置压紧力，以使外动环与内动环相互抵紧。

10、通过采用上述技术方案，压环延伸至外动环外侧，并施加压紧力，使外动环与内动环结合更紧密。这不仅增强了内外动环之间的连接稳定性，也可能有助于改善第二密封圈的密封效果，同时对外动环可能产生的轴向或径向微小位移起到一定的约束作用。

11、优选的，所述外动环靠近安装环座的一侧开设有用于容纳第二密封圈的环形槽，所述弹簧朝向静环的一端同时对外动环以及第二密封圈施加压紧力。

12、通过采用上述技术方案，弹簧的压紧力不仅作用于密封端面，也间接强化了第二密封圈的密封效果。这种设计可以确保第二密封圈在长期运行中始终保持良好的贴合状态，特别是在工况波动或设备振动时，能有效防止介质从外动环与内动环的配合面泄漏。

13、优选的，还包括冲洗机构，所述冲洗结构包括设置在压盖处的冲洗水入口和分布通道，所述分布通道环绕所述密封端面设置并连通至所述冲洗水入口。

14、通过采用上述技术方案，冲洗机构能有效冷却密封端面，带走摩擦产生的热量，防止密封端面因过热而变形失效，这对于高温工况或高速运转的水泵至关重要。同时，冲洗液还能冲走可能侵入密封区域的微小颗粒物，减少磨粒磨损，显著延长动环和静环的使用寿命。一些高效冷却设计还采用串联式双端面密封与冷却流道结合，进一步提升了在苛刻工况下的密封性能和使用寿命。

15、优选的，所述压盖与静环之间设置有第三密封圈。

16、优选的，所述压盖与水泵接触面设置有第四密封圈，

17、优选的，所述轴套与水泵轴外周面之间设置有第五密封圈。

18、通过采用上述技术方案，这些密封共同构成了完整的静密封系统，有效阻隔了介质沿非运动配合面的泄漏路径。多道o形密封圈的组合使用，确保了整个密封系统在动静接口处的密封可靠性，最大限度地减少了泄漏点。

19、综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

20、1.将机械密封设计为集装式模块，确保了各部件的相对位置精度，简化了安装过程，降低了因安装不当导致的早期失效风险；弹性元件提供的持续压紧力保证了外动环与静环密封端面的紧密贴合，即使在轴有轻微窜动时也能维持稳定的密封比压；多道密封圈的设置形成了多重密封防线，显著提升了密封结构的整体可靠性，减小了泄漏风险；

21、2.冲洗机构能有效冷却密封端面，带走摩擦产生的热量，防止密封端面因过热而变形失效；还能冲走可能侵入密封区域的微小颗粒物，减少磨粒磨损，显著延长动环和静环的使用寿命；

22、3.安装环座为弹簧提供稳定支撑和定位，弹簧持续对外动环施加压紧力，保证外动环与静环密封端面紧密贴合，即使轴有轻微窜动也能维持稳定的密封比压；将弹簧等弹性补偿元件集成在模块内，提升了密封结构的整体性和可靠性。

1.一种应用于水泵的集装式机械密封结构，其特征在于：包括轴套(9)压盖(12)、内动环(10)、外动环(6)、静环(7)、压盖(12)、动力环(14)以及弹性元件；所述轴套(9)用于套装在水泵轴外周面；所述压盖(12)套设在所述轴套(9)外周，所述内动环(10)套设在轴套(9)外周面且与所述轴套(9)固定连接，所述外动环(6)以及静环(7)均套设在内动环(10)外周并沿轴套(9)的轴线方向分布，所述外动环(6)与所述静环(7)形成密封端面贴合设置，所述外动环(6)与内动环(10)固定连接，所述静环(7)固定于所述压盖(12)的防转销上；所述内动环(10)与轴套(9)之间设置有第一密封圈(2)，所述外动环(6)与内动环(10)之间设置有第二密封圈(3)；所述弹性元件用于迫使外动环(6)与静环(7)相互抵紧，为所述密封端面提供弹性预紧力。

2.根据权利要求1所述的一种应用于水泵的集装式机械密封结构，其特征在于：所述动力环(14)与所述轴套(9)通过紧固件实现传动连接，所述紧固件贯穿所述动力环(14)并所述轴套(9)的外壁连接。

3.根据权利要求1所述的一种应用于水泵的集装式机械密封结构，其特征在于：所述弹性元件包括安装环座(11)以及弹簧(8)，所述安装环座(11)固定套设在内动环(10)外周面，所述安装环座(11)内侧设置有用于容纳所述弹簧(8)的容纳槽，所述弹簧(8)的一端连接于容纳槽内，所述弹簧(8)的另一端朝静环(7)的方向对外动环(6)进行抵紧，迫使外动环(6)与静环(7)相互抵紧，为所述密封端面提供弹性预紧力。

4.根据权利要求3所述的一种应用于水泵的集装式机械密封结构，其特征在于：所述安装环座(11)外侧设置有压环，所述压环延伸至外动环(6)的外侧，所述压环朝内动环(10)的方式对外动环(6)设置压紧力，以使外动环(6)与内动环(10)相互抵紧。

5.根据权利要求4所述的一种应用于水泵的集装式机械密封结构，其特征在于：所述外动环(6)靠近安装环座(11)的一侧开设有用于容纳第二密封圈(3)的环形槽，所述弹簧(8)朝向静环(7)的一端同时对外动环(6)以及第二密封圈(3)施加压紧力。

6.根据权利要求1所述的一种应用于水泵的集装式机械密封结构，其特征在于：还包括冲洗结构(d)，所述冲洗结构(d)包括设置在压盖(12)处的冲洗水入口和分布通道，所述分布通道环绕所述密封端面设置并连通至所述冲洗水入口。

7.根据权利要求1所述的一种应用于水泵的集装式机械密封结构，其特征在于：所述压盖(12)与静环(7)之间设置有第三密封圈(5)。

8.根据权利要求1所述的一种应用于水泵的集装式机械密封结构，其特征在于：所述压盖(12)与水泵接触面设置有第四密封圈(4)。

9.根据权利要求1所述的一种应用于水泵的集装式机械密封结构，其特征在于：所述轴套(9)与水泵轴外周面之间设置有第五密封圈(1)。