一种潜水旋转设备的上游泵送密封装置的制作方法

1.本实用新型涉及机械密封领域，具体涉及一种潜水旋转设备的上游泵送密封装置。


背景技术：

2.如水下机器人、液下电泵类的旋转设备，由于整个设备完全淹没于液下，在使用常规密封时(机械密封、骨架油封、盘根等密封方式，目前都还做不到绝对零泄漏，效果比较好的密封，微量的泄露会直接蒸发，变成气体进入大气中，从而达到无可见泄露)，不能像置于大气中的设备那样，将泄漏液收集或实时排放，无处排放的泄露液将进入电机，从而影响电机性能，甚至可能导致电机短路。即便能做到如置于大气中的设备那样微量泄露，直接蒸发变成水蒸气，但水蒸气由于没有办法直接排放到大气中，进入电机后也会凝结成液体。
3.现有的密封形式都是以降低泄露量，尽量避免介质进入电机内为主，但目前还没有哪一种密封形式能够做到绝对密封，且所用密封多为接触运行，使用寿命、运行功率受限，维修成本高，设备的使用效率受到限制。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是：提供一种潜水旋转设备的上游泵送密封装置，解决潜水设备在液下的密封性，能够保证介质不会进入电机，保证电机的安全性。
5.本实用新型通过下述技术方案实现：
6.所述密封组件包括套设在转轴上的轴套和套设在所述轴套上的壳体，所述壳体与所述轴套之间形成缓冲腔室，所述壳体上开有与所述缓冲腔室连通的过滤液入口；所述缓冲腔室远离电机的一端设有过滤液出口，所述过滤液出口处设有能够防止外部介质进入的一级上游泵送密封组件，所述缓冲腔室靠近所述电机的一端设有能够防止过滤液漏出的二级上游泵送密封组件；
7.所述辅助组件包括与所述过滤液入口连通的减压设备和过滤设备。
8.该方案中：所述密封装置通过轴套套设在旋转设备的转轴上，所述壳体的一侧与所述旋转设备的外壳固定连接，在所述壳体和轴套之间设有缓冲腔室，所述缓冲腔室的两端分别设有一级上游泵送密封组件和二级上游泵送密封组件，本领域技术人员能够知晓的是，通过上游泵送密封组件的泵送效果，能够使密封装置中的动环和静环之间隔开形成供液膜通过的通路并形成稳定的液膜，从而动环与静环之间无接触磨损。在潜水旋转设备潜入包括海水在内的介质中时，所述介质通过所述过滤设备过滤掉其中的杂质形成过滤液，并通过所述减压设备使过滤液压力降低，使所述过滤液与介质之间形成稳定的压力差，经过降压后的过滤液进入到缓冲腔室中。所述一级上游泵送密封组件设置于所述缓冲腔室远离电机的一侧，其径向内侧为过滤液，外侧为介质，受其泵送效果，过滤液会进入所诉一级上游泵送密封端面之间，打开密封端面并形成极薄的液膜，使密封端面非接触运行。而经过所述一级上游泵送密封组件的泵送作用后，该液膜处的法相力大于介质压力，液膜具有径
向由内向外流动的趋势，带走端面热量的同时，阻止了含有杂质的介质从所述过滤液出口进入所述一级上游泵送密封组件的密封端面之间。所述二级上游泵送密封设置于所述缓冲腔室靠近电机的一侧，其径向外侧为过滤液，内侧具有壳体与轴套之间的间隙，受其泵送效果，过滤液会进入所诉二级上游泵送密封端面之间，打开密封端面并形成极薄的液膜，使密封端面非接触运行，同时避免过滤液从该处壳体与轴套之间的间隙中流出并进入电机中。
9.通过所述减压设备，使进入缓冲室中的过滤液的压力降低，即便设备置于压力较高的介质中，也能保证所述二级上游泵送密封始终处于低压环境中，所需密封的液体由高参数降低至底参数，以降低复杂工况的密封难度；特殊的两级上游泵送密封结构，确保密封端面之间始终会有过滤液形成的流动液膜，装置非接触运行，发热量小，所消耗的功率小，能够极大的提高设备运行效率，同时不会有泄露液进入电机；通过所述过滤设备与两级密封组件的配合使用，确保缓冲腔室中不会掺杂杂质，能够极大的提高设备的使用寿命，也能降低了设备的维修成本。
10.优选的，所述一级上游泵送密封组件包括套设在所述轴套上的一级动环、一级静环，所述一级动环与所述轴套连接，所述一级静环通过一级弹簧组件与所述壳体连接，所述一级弹簧组件能够带动所述一级静环与所述一级动环紧密贴合，所述一级静环能够受过滤液的作用与所述一级动环间隔形成与所述过滤液出口连通的间隙。
11.该方案中，所述一级动环随所述轴套转动，在转轴没有转动时，所述一级静环通过一级弹簧组件的推动与所述一级动环贴合，以此遮挡住所述过滤液出口，避免带有杂质的外部介质从所述过滤液出口进入到缓冲腔室中。
12.进一步优选的，所述一级动环的密封端面上设置有一级密封槽，所述一级密封槽为沿密封端面圆周方向均布设置的多个螺旋槽，所述螺旋槽从密封端面内径向外径方向延伸，所述螺旋槽的旋向与转轴转动方向相反。
13.该方案中，所述密封端面即为所述动环或静环上能够与对应静环或动环贴合的贴合面。在所述转轴转动时，所述第一动环的螺旋槽旋转时对过滤液形成的动压和离心力，过滤液会进入所诉一级上游泵送密封组件的密封端面之间，使得所述一级静环与所述一级动环间隔形成与所述过滤液出口连通的间隙并于间隙之间形成极薄的液膜，此时一级静环和一级动环非接触运行。
14.优选的，所述二级上游泵送密封组件包括套设在所述轴套上的二级动环和二级静环，所述二级静环与所述壳体连接；所述轴套上设有弹簧座，所述弹簧座上开有传动槽，所述传动槽与所述二级动环连接，所述二级动环和所述弹簧座之间设置二级弹簧组件，所述二级弹簧组件能够带动所述二级动环与所述二级静环紧密贴合，所述二级动环能够受过滤液的作用与所述二级静环间隔形成间隙。
15.该方案中：所述二级动环随所述轴套转动，在转轴没有转动时，所述二级动环通过二级弹簧组件的推动与所述二级静环贴合，以此阻止了过滤液的流动，避免缓冲腔室中的过滤液从该处壳体与轴套之间的间隙中流出并进入电机中。
16.进一步优选的，所述二级静环的密封端面上设置有二级密封槽，所述二级密封槽包括均布设置在密封端面外侧的多个外螺旋槽和设置在密封端面内侧的多个内螺旋槽，所述外螺旋槽的旋向与转轴转动方向相反，所述内螺旋槽的旋向与转轴转动方向相同，所述密封端面在外螺旋槽和内螺旋槽之间形成密封坝。
17.该方案中：所述二级上游泵送密封端面刻有旋向相反的双向螺旋槽，外螺旋槽与所述转轴旋向相反，设备旋转时，相反旋向的外螺旋槽，会将过滤液泵向端面内侧，刻于端面内侧的同向螺旋槽，会将过滤液泵向端面外侧，受过滤液压力、弹簧推力、设备离心力以及端面双向槽的相互作用，过滤液会进入所述二级上游泵送密封组件的密封端面之间，打开密封端面并形成极薄的液膜，使密封端面非接触运行，且端面液膜法相压力设计相互平衡，平衡点在内外螺旋槽之间的密封坝上。同时由于端面之间的双向泵送，液膜始终处于端面双向动压槽之间，液膜不会流向端面内侧，以此确保该处壳体与轴套之间的间隙没有泄露。
18.优选的，所述轴套上靠近电机的一侧设有挡液板，所述挡液板位于所述二级上游泵送密封组件靠近所述电机的一侧。
19.该方案中：所述电机面向轴套的一侧设有用于放置轴套一端的空腔。当所述设备非正常运行、机封轻微损坏、设备停机等情况时，二级上游泵送密封组件的密封效果减弱，过滤液可能从该处壳体与轴套之间的间隙中轻微泄露，因此设置挡液板，所述挡液板放置于所述空腔中且边缘不与所述空腔内壁接触，当发生轻微泄漏时，微量的过滤液会被挡在挡液板面向二级上游泵送密封组件的一侧，当设备再次启动后，这些微量的过滤液又会被吸入缓冲腔室中，从而增强装置的密封性能，确保过滤液不会进入电机，保证电机的安全性。
20.优选的，所述减压设备包括两个法兰以及夹设在所述法兰之间的孔板，两个所述法兰分别与所述过滤设备和密封组件连通。
21.本实用新型具有如下的优点和有益效果：
22.1、本实用新型实施例提供的一种潜水旋转设备的上游泵送密封装置，通过所述减压设备，使得进入缓冲腔室中的过滤液压力能够与两级上游泵送密封组件适配；通过两级上游泵送密封组件的设置，确保所述壳体与所述轴套密封端面之间向过滤液出口方向流动的液膜，整个设备非接触运行，发热量小，所消耗的功率小，能够极大的提高设备运行效率，同时不会有泄露液进入电机；通过所述过滤设备与两级上游泵送密封组件的配合使用，确保缓冲腔室中不会掺杂杂质，能够极大的提高设备的使用寿命，也能降低了设备的维修成本；
23.2、本实用新型实施例提供的一种潜水旋转设备的上游泵送密封装置，通过所述挡液板的设置，确保了在发生设备非正常运行、机封轻微损坏、设备停机等情况下，缓冲腔室中的过滤液也不会进入到电机中，增强装置的密封性能，保证电机的安全性。
附图说明
24.此处所说明的附图用来提供对本实用新型实施例的进一步理解，构成本技术的一部分，并不构成对本实用新型实施例的限定。在附图中：
25.图1为本实用新型实施例1的整体结构图；
26.图2为图1中一级动环的a向视图；
27.图3为图1中二级静环的b向视图。
28.附图中标记及对应的零部件名称：
29.1-壳体、11-缓冲腔室、111-过滤液入口、112-过滤液出口、12-一级上游泵送密封
组件、 121-一级动环、1211-螺旋槽、122-一级静环、123-一级弹簧组件、13-二级上游泵送密封组件、 131-二级动环、132-二级静环、1321-外螺旋槽、1322-内螺旋槽、1323-密封坝、133-二级弹簧组件、134-弹簧座、2-轴套、21-挡液板、3-减压设备、31-法兰、32-孔板、4-过滤设备、5-转轴、6-电机。
具体实施方式
30.为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本实用新型作进一步的详细说明，本实用新型的示意性实施方式及其说明仅用于解释本实用新型，并不作为对本实用新型的限定。
31.在以下描述中，为了提供对本实用新型的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本实用新型。在其他实施例中，为了避免混淆本实用新型，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
32.在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本实用新型至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的示图都是为了说明的目的，并且示图不一定是按比例绘制的。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
33.在本实用新型的描述中，术语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“高”、“低”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
34.实施例1：
35.如图1到图3所示，一种潜水旋转设备的上游泵送密封装置，包括密封组件和辅助组件；
36.所述密封组件包括套设在转轴5上的轴套2和套设在所述轴套2上的壳体1，所述壳体1 与所述轴套2之间形成缓冲腔室11，其中，所述缓冲腔室11包括连通的一级腔室和二级腔室，所述一级腔室和电机6分列二级腔室的两侧，所述壳体1上开有与所述一级腔室连通的过滤液入口111；所述一级腔室上设有过滤液出口112，所述过滤液出口112处设有能够防止外部介质进入的一级上游泵送密封组件12，所述二级腔室设有能够防止过滤液漏出的二级上游泵送密封组件13；
37.所述辅助组件包括与所述过滤液入口111端连通的减压设备3和过滤器。
38.对于一个或多个实施例，所述一级上游泵送密封组件12包括套设在所述轴套2上的一级动环121、一级静环122，所述一级动环121与所述轴套2连接，所述一级静环122通过一级弹簧组件123与所述壳体1连接，所述一级弹簧组件123能够带动所述一级静环122与所述一级动环121紧密贴合，所述一级静环122能够受过滤液的作用与所述一级动环121间隔形成与所述过滤液出口112连通的间隙。
39.其中，所述轴套2远离电机6的一端向外延伸有限位台，所述限位台和所述壳体1之
间间隔形成所述过滤液出口112，所述限位台上开有用于放置第一动环的容纳腔。
40.其中，所述一级动环121的密封端面上设置有一级密封槽，所述一级密封槽为沿密封端面圆周方向均布设置的多个螺旋槽1211，所述螺旋槽1211从密封端面内径向外径方向延伸，所述螺旋槽1211的旋向与转轴5转动方向相反。
41.对于一个或多个实施例，所述二级上游泵送密封组件13包括套设在所述轴套2上的二级动环131和二级静环132，所述二级静环132与所述壳体1连接；所述轴套2上设有弹簧座 134，所述弹簧座134上开有传动槽，所述传动槽与所述二级动环131连接，所述二级动环 131和所述弹簧座134之间设置二级弹簧组件133，所述二级弹簧组件133能够带动所述二级动环131与所述二级静环132紧密贴合，所述二级动环131能够受过滤液的作用与所述二级静环132间隔形成间隙。
42.其中所述一级静环122和二级动环131与所述壳体1之间均通过沿轴向设置的定位销进行限位连接，用以使所述一级静环122和二级动环131仅能沿轴向位移。
43.其中，所述二级静环132的密封端面上设置有二级密封槽，所述二级密封槽包括均布设置在密封端面外侧的多个外螺旋槽1321和设置在密封端面内侧的多个内螺旋槽1322，所述外螺旋槽1321的旋向与转轴5转动方向相反，所述内螺旋槽1322的旋向与转轴5转动方向相同，所述密封端面在外螺旋槽1321和内螺旋槽1322之间形成密封坝1323。
44.对于一个或多个实施例，所述轴套2上靠近电机6的一侧设有挡液板21，所述挡液板21 位于所述二级上游泵送密封组件13靠近所述电机6的一侧。
45.对于一个或多个实施例，所述减压设备3包括两个法兰31以及夹设在所述法兰31之间的孔板32，两个所述法兰31分别与所述过滤设备4和密封组件连通。
46.以上所述的具体实施方式，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施方式而已，并不用于限定本实用新型的保护范围，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。