一种转子泵轴密封装置的制作方法

1.本实用新型涉及一种转子泵，尤其是其轴密封装置。


背景技术：

2.转子泵主要用于流质液体物料的输送。转子泵又称胶体泵、叶轮泵、万用输送泵等，由于其叶轮形如凸轮，又称作凸轮泵，转子泵属于容积泵；一般为双转子。转子泵是借助于工作腔里的多个固定容积输送单位的周期性转化来达到输送流体物料的目的。通常由电机驱动一对同步齿轮，传动主副轴，双转子分别在主副轴的带动下，进行同步反方向旋转，使泵的容积发生变化，从而构成较高的真空度和排放压力；进口处为低压区，出口处为高压区。由于转子泵工作时物料在泵输出端需承受较高压力，物料很容易从转动的轴间泄漏。为了避免流体物料泄漏，转子泵的轴密封非常重要，伴随转子泵技术的发展，转子泵的轴密封一直是其关健技术之一。提升转子泵的轴密封性能与轴密封的使用寿命，是本领域技术人员长期追求的目标。
3.粘度高的物料容易起皮结块，有些物料即使粘度不高也会起皮结块，形成皮结块。有些物料含有纤维，有些物料含有颗粒杂质。现有的转子泵在输送普通纯净物料时不会泄漏,但当输送含有皮结块或纤维或颗粒杂质的物料时就会出现轴间泄漏现象，动静环贴合面也会有发热现象，动静环也容易损坏。自从转子泵问世至今，长期以来，各国制造的转子泵均存在此缺陷。所以可以说，这个技术问题一直困扰着各国本领域的技术人员，一直未能得到解决。
4.早先，由于相关工业规模有限，只是偶然遇到有输送含有皮结块或纤维或颗粒杂质的物料需求，社会对环保的要求不高，对解决这个技术问题并不显得十分突出。近10年来，随着相关工业规模的不断扩大，输送含有皮结块或纤维或颗粒杂质的物料需求大幅增长，社会对环保的要求不断提高，对工业泵可以说要求是零泄漏，致使对解决这个技术问题越发显得突出与迫切。


技术实现要素：

5.本案发明人发现，同一台转子泵，在输送纯净物料时不会泄漏，而当输送含有皮结块或纤维或颗粒杂质的物料时就会出现轴间泄漏现象，动静环贴合面也会有发热现象，动静环也容易损坏。此现象引起了本案发明人的关注，但要搞清楚其中原因并不容易。后经过6年多的长期现场观察与事后拆机分析研究，本案发明人终于发现是从动环与静环之间泄漏的。进而对其泄漏原因进行分析研究，终于搞清楚泄漏的具体原因。现对此说明如下：如图1所示，转子泵轴密封装置中，动环与静环相互贴合形成摩擦副。动环与静环相互贴合是在弹簧的作用下被动形成的，转子泵运行时，随着机封腔内压力的变化，弹簧是处于不停的伸缩中，所以动环与静环的相互贴合事实上并非是始终密切贴合，而是处于具有不断的瞬间分离的状态，也就是说会不断地瞬间形成微小缝隙的一种动态的合分合分状态。尺寸大小及其物理性能足够形成破坏性的皮结块或长度纤维就有可能刚好掉入瞬间形成微小缝
隙中，更多的情况是部分占入瞬间形成微小缝隙后，运转的动静环摩擦副又促使其牵扯其它部分直至其整块或整段进入动环与静环之间，使本应贴合的动环与静环之间出现持续的分离形成缝隙，物料就会从此缝隙经轴间流出，从而造成物料泄漏现象。本案发明人由此作出了本发明。
6.本实用新型所要解决的技术问题是针对上述技术现状，提供一种适用于输送易起皮结块物料或含有纤维或颗粒杂质物料的转子泵的轴密封装置的方案。
7.本实用新型转子泵的轴密封装置所采用的技术方案如下：
8.一种转子泵的轴密封装置，包括相互贴合的动环与静环，其特征在于，利用动环与静环的相互贴合关系与动环相对静环的转动关系，在所述动环与静环之间设置有剪切机构。
9.以下为本实用新型转子泵的轴密封装置进一步的方案：
10.所述剪切机构如此设置：所述动环贴合面侧的环外周或/和环内圈开设有缺口，或静环贴合面侧的环外周或/和环内圈开设有缺口，或动环贴合面侧的环外周或/和环内圈与静环贴合面侧的环外周或/和环内圈分别开设有缺口。
11.所述缺口为从动环或静环的贴合面侧向外侧开设的等截面缺口。
12.所述缺口为开设至动环或静环部分壁厚的槽缺口。
13.所述缺口为贯穿动环或静环壁厚的贯穿缺口。
14.所述缺口为截面呈圆弧形的圆弧形缺口。
15.所述缺口为截面呈三角形的三角形缺口。
16.所述缺口为截面呈四边形的四边形缺口。
17.所述缺口设置为沿动环或静环的环外周或/和环内圈圆周均布的3个至6个。
18.所述缺口设置为沿动环或静环的环外周或/和环内圈圆周均布的4个。
19.所述缺口在动环或静环的环外周和环内圈圆周相互错位均布。
20.本实用新型转子泵轴密封装置，包括相互贴合的动环与静环，利用动环相对静环的贴合转动，在所述动环与静环之间设置有剪切机构。该剪切机构可通过在动环或静环贴合面侧的环外周或/和环内圈开设有缺口来实现，使动环与静环之间相互形成剪切刀具，可将其周围的皮结块或纤维切断切碎。具体情形为：进入或者缺口的皮结块或纤维会立即被切断切碎；或者是，如果有皮结块或纤维刚将进入入瞬间形成的微小缝隙，就会立即被切断切碎；并利用动环运转的离心力向四周抛离。缺口的设置同时也具有散热的作用。经过实际使用证明，可有效的避免有损害作用的皮结块或纤维进入相互贴合的动环与静环之间，而引发的动静环贴合面发热与物料泄漏现象，从而显著地提升了转子泵的轴密封性能与轴密封的使用寿命。本实用新型巧妙地利用了动环相对静环的贴合与转动关系，通过在动环或静环贴合面侧的环外周或/和环内圈开设有缺口这一简单易行的技术手段，不用增加任何零件，几乎不用增加制造成本，有效地解决了本行业长期存在而未能解决的技术难题。
21.本实用新型转子泵轴密封装置，不但输送普通纯净物料时不会泄漏,而且当输送含有皮结块或纤维或颗粒杂质的物料时也不会出现轴间泄漏现象，动静环贴合面也不会有发热现象，动静环也不再容易损坏。大幅提升了转子泵的轴密封性能与轴密封的使用寿命。
附图说明
22.图1为某种转子泵的轴密封装置示意图。
23.图2为现有动环示意图。
24.图3为本实用新型环外周开设圆弧形缺口的动环显示其贴合面的立体示意图。
25.图4为本实用新型环外周开设圆弧形缺口的动环显示其背面的立体示意图。
26.图5为环外周开设不对称三角形缺口的动环显示其贴合面的示意图。
27.图6为环外周开设对称三角形缺口的动环显示其贴合面的示意立体图。
28.图7为环外周开设四边形缺口的动环显示其贴合面的立体示意图。
29.图8为环外周开设四边形缺口的动环显示其背面的立体示意图。
30.图9为环内圈开设圆弧形缺口的动环显示其贴合面的立体示意图。
31.图10为环外周与环内圈均开设圆弧形缺口的动环显示其贴合面的立体示意图。
32.图11为环外周开设圆弧形缺口的静环显示其贴合面的立体示意图。
33.图12为环外周开设圆弧形缺口的静环显示其背面的立体示意图。
34.图13为本实用新型相互贴合的动环与静环分离状态示意图。
35.图中标号：1. 动环；2. 静环；3. 缺口；4. 转轴；5. 动环座；6. 静环座；7. 弹簧；8. 机封座；9. 凹陷；10. 配合缺口。
具体实施方式
36.以下以图1至图10所示，说明本实用新型的具体实施方式。
37.本实用新型可用于任何一种包括相互贴合的动环1与静环2的转子泵的轴密封装置，例如图1所示的内装式单端面轴密封装置。以下以图1至图10所示的内装式单端面轴密封装置，与其图3至图10所示的动环或静环为例，说明本实用新型的具体实施方式。
38.如图1所示，为一种内装式单端面轴密封装置，转子泵的转轴4与作为转子的叶轮固定连接，轴密封装置包括动环座5、动环1、静环2、静环座6、弹簧7、机封座8，均呈圆筒状并套装在转轴4外面，机封座8套装在外并与泵体固定连接，机封座8的泵外侧为封闭端，动环座5与转轴4固定连接，动环由动环座5驱动，动环1与静环2相互贴合形成高速运转的摩擦副。
39.现有技术转子泵轴密封装置中，其动环1、静环2如图2所示，动环1设置有用于与动环座5传动连接的连接结构，如图2所示设置在动环1外周的凹陷9。现有技术转子泵轴密封装置的静环2设置有用于与静环座6或机封座8连接配合的配合结构，如图2所示设置在静环2环内圈的配合缺口10。
40.本实用新型转子泵的轴密封装置，包括相互贴合的动环1与静环2，利用动环1与静环2的相互贴合关系与动环1相对静环2的转动关系，在动环1与静环2之间设置有剪切机构。
41.剪切机构如此设置：动环1贴合面侧的环外周或/和环内圈开设有缺口3，或静环2贴合面侧的环外周或/和环内圈开设有缺口3，或动环1贴合面侧的环外周或/和环内圈与静环2贴合面侧的环外周或/和环内圈分别开设有缺口3。也就是说，缺口3可以开设在动环1上，如图3至图10所示；也可以开设在静环2上，如图11、图12所示；还可以在动环1上与静环2上分别开设。缺口3可以开设在动环1或静环2的贴合面侧的环外周上，如图3至图8所示；也可以开设在动环1或静环2的贴合面侧的环内圈上，如图9所示；还可以在动环1或静环2的贴
合面侧的环外周上与环内圈上分别开设，如图10所示。
42.缺口3为从动环1或静环2的贴合面侧向外侧开设的等截面缺口3，这样便于加工成形。缺口3可以是开设至动环1或静环2部分壁厚的槽缺口3。缺口3也可以是贯穿动环1或静环2壁厚的贯穿缺口3。另外，动环1外周仍可设置用于与动环座5传动连接的凹陷9，如图3至图10所示。静环2环内圈仍可设置配合缺口10，如图11、图12所示。
43.缺口3的数量与布置方式以沿动环1或静环2的环外周或/和环内圈圆周均布的3个至6个为适宜，尤其是4个最合适。
44.缺口3形状具体可采用以下多种方式：
45.如图3、图4所示，缺口3为截面呈圆弧形的圆弧形缺口3。
46.如图5、图6所示，缺口3为截面呈三角形的三角形缺口3。图5所示为不对称三角形缺口3，图6所示为对称三角形缺口3。
47.如图7、图8所示，缺口3为截面呈四边形的四边形缺口3。
48.如图3至图8所示，缺口3设置在动环1或静环2贴合面侧的环外周。如图9所示，缺口3也可设置在动环1或静环2贴合面侧的环内圈。动环1或静环2的环外周和环内圈均设置缺口3时，缺口3在动环1或静环2的环外周和环内圈圆周相互错位均布为适宜，如图10所示。错位均布能使其将皮结块或纤维切断切碎的效果更好。
49.以下以仅在动环1贴合面侧的环外周开设有缺口3的情形为例，说明剪切机构的构成与运行情况：如图13所示，动环1贴合面侧的环外周开设有4个沿圆周均布的缺口3。由于动环1与静环2相互贴合，动环1又相对静环2的转动，动环1上的4个缺口3的存在就使动环1与静环2就形成了剪切刀具，4个缺口3就成了剪切刀具的进料口，可将其周围的皮结块或纤维切断切碎。具体情形为：进入或者缺口的皮结块或纤维会立即被切断切碎；或者是，如果有皮结块或纤维刚将进入入瞬间形成的微小缝隙，就会立即被切断切碎；并利用动环运转的离心力向四周抛离。缺口的设置同时也具有散热的作用。经过实际使用证明，可有效的避免有损害作用的皮结块或纤维进入相互贴合的动环与静环之间，而引发的动静环贴合面发热与物料泄漏现象，从而显著地提升了转子泵的轴密封性能与轴密封的使用寿命。本实用新型巧妙地利用了动环相对静环的贴合与转动关系，通过在动环或静环贴合面侧的环外周或/和环内圈开设有缺口这一简单易行的技术手段，不用增加任何零件，几乎不用增加制造成本，有效地解决了本行业长期存在而未能解决的技术难题。不但输送普通纯净物料时不会泄漏,而且当输送含有皮结块或纤维或颗粒杂质的物料时也不会出现轴间泄漏现象，动静环贴合面也不会有发热现象，动静环也不再容易损坏。
50.本技术文件中左、右、上、下、前、后等所称方位，仅相对本专利申请说明书附图的表示便于表述而言，并不构成对本实用新型的限制。