一种旋喷泵转子的机械密封结构的制作方法

1.本实用新型涉及泵技术领域，尤其涉及一种旋喷泵转子的机械密封结构。


背景技术：

2.旋喷泵主要包括主轴、转子、接收管总成及泵体，由于其具有低流量、高扬程的特点，已逐步在石油、化工、化肥、冶金、采矿、炭黑、造纸等行业等得到了应用。
3.在化工企业中，旋转喷射泵的泵送介质通常是含有酸、碱性的腐蚀液体，所以气密性要求极高。现有的旋喷泵转子的机械密封结构中大多由动密封环和静密封环构成，两者均采用耐磨材料加工而成。一方面，动密封环和静密封环之间的长期相对摩擦滑动，也会产生一定磨损。另一方面，动密封环和静密封环的摩擦接触部分受到介质温度以及摩擦热的变化，会热胀冷缩变形。由此，动密封环和静密封环的磨损以及热胀冷缩变形均可能导致动密封环和静密封环之间产生间隙，导致密封性下降。


技术实现要素：

4.本实用新型为解决现有旋喷泵转子的机械密封结构中，动密封环和静密封环的磨损以及热胀冷缩变形可能导致动密封环和静密封环之间产生间隙，导致密封性下降问题，提供一种旋喷泵转子的机械密封结构。该密封结构中设置了轴向顶紧件和周向限位件。轴向顶紧件利用其自身弹性变形能力，会并对静密封环施加作用力，促使其产生向静环座外移动的趋势，并与动密封环保持紧密接触，以消除摩擦损耗或者热胀冷缩变形产生变形可能产生的间隙。周向限位件安装后，限制静密封环的周向转动，从而可以提供密封结构的稳定性。
5.本实用新型采用的技术方案是：
6.一种旋喷泵转子的机械密封结构，作用于旋喷泵转子的转子盖与泵壳之间，所述机械密封结构包括：
7.动密封组件，所述动密封组件安装在转子盖上，并随旋喷泵转子高速旋转；
8.静密封组件，所述静密封组件与所述动密封组件相对设置，并安装在泵壳上，两者的轴向中心重合；所述静密封组件包括：
9.静环座；
10.静密封环，所述静密封环插入式安装在所述静环座内，两者轴向中心重合，且所述静密封环与所述静环座之间可相对滑动；所述静密封环的一部分呈环形突出于所述静环座，且盖突出部分与所述动密封组件抵接，并构成滑动接触密封；
11.轴向顶紧件，所述轴向顶紧件设置于所述静环座内，并沿所述静密封环的轴长方向抵紧所述静密封环；
12.第二密封圈，所述第二密封圈设置在所述静密封环与所述静环座的滑动接触区域内；
13.第三密封圈，所述第三密封圈设置在所述静环座与泵壳的连接处；
14.周向限位件，所述周向限位件设置于在所述静密封环与所述静环座的滑动接触区域内，限制所述静密封环周向旋转；
15.限位环，所述限位环安装在所述静环座朝向所述动密封组件的一端端面上，其环内侧区域并可抵住所述静密封环；
16.其中，所述静环座、所述静密封环和所述限位环的轴向中心重合。
17.进一步地，所述动密封组件包括：
18.动环座；
19.动密封环，所述动密封环嵌入式安装在所述动环座内朝向所述静密封组件的一面上；所述动密封环的一端端面与所述静密封环上的突出部分抵接，并构成滑动接触密封；
20.第一密封圈，所述第一密封圈设置在所述动环座与转子盖连接的连接处。
21.进一步地，所述动环座包括：
22.第一动安装筒；
23.动法兰，所述动法兰位于所述第一动安装筒一端圆周壁外；
24.第二动安装筒，所述第二动安装筒的内径大于所述第一动安装筒的内径，其位于所述动法兰朝向所述静密封组件的一面上；
25.其中，所述第一动安装筒、所述动法兰和所述第二动安装筒的轴向中心重合，且采用一体化方式成型。
26.进一步地，所述动密封环的圆周外壁与所述第二动安装筒的圆周内壁接触；所述动密封环轴长方向一端端面与所述动法兰接触，其轴长方向另一端端面突出于所述第二动安装筒的敞口一端；所述动密封环上突出于所述第二动安装筒的敞口一端端面与所述静密封环接触密封。
27.进一步地，所述静环座包括：
28.第一静安装筒，自所述第一静安装筒朝向所述动密封组件的一面起，沿所述第一静安装筒的轴向中心方向，在所述第一静安装筒上开设有环形滑槽，以容纳所述静密封环；
29.第一静法兰，所述第一静法兰位于所述第一静安装筒朝向所述动密封组件的一端圆周壁外；
30.第二静安装筒，所述第二静安装筒位于所述第一静安装筒朝向所述动密封组件的一端端面上，其内径与所述环形滑槽的环外侧直径一致；
31.第二静法兰，所述第二静法兰位于所述第二静安装筒朝向所述动密封组件的一端圆周壁外，以固定所述限位环；
32.其中，所述第一静安装筒、所述第一静法兰、所述第二静安装筒和所述第二静法兰的轴向中心重合，且采用一体化方式成型。
33.进一步地，所述静密封环包括：
34.第一静密封环部，所述第一静密封环部的环外直径和环内直径分别与所述环形滑槽的环外直径和环内直径一致，并插入到所述环形滑槽内；所述环形滑槽的槽底面与邻近的所述第一静密封环部端面之间留有间隙；所述第一静密封环部轴向的另一面突出于所述第二静安装筒的敞口端外；在突出于所述第二静安装筒的所述第一静密封环部一面边缘上开设有环形限位台阶，以与所述限位环配合构成限位；
35.第二静密封环部，所述第二静密封环部位于所述第一静密封环部朝向所述动密封
组件的一面上，其与所述动密封环滑动接触密封；
36.其中，所述第一静密封环部和所述第二静密封环部的轴向中心重合，两者一体化成型。
37.进一步地，所述轴向顶紧件采用螺旋弹簧或者碟簧，呈圆周方式均匀设置在所述环形滑槽的槽底面与邻近的所述静密封环端面之间的间隙内。
38.进一步地，在所述环形滑槽的槽底上开设有呈圆周方式开设有多个盲孔，以容纳所述轴向顶紧件的一端端部。
39.进一步地，在所述第一静密封环部的环内圆周壁上开设有第一环形安装槽和第二环形安装槽；沿所述第一环形安装槽和所述第一环形安装槽的槽宽方向，所述第一环形安装槽和所述第一环形安装槽的横截面分别呈矩形和梯形，且梯形尺寸较小的一端与矩形连接；所述第一环形安装槽和所述第二环形安装槽的内部区域连通，两者的组合区域以容纳所述第二密封圈。
40.进一步地，自所述第二静安装筒的敞口端起，沿所述环形滑槽的槽深方向，在所述第二静安装筒的内壁均匀开设有若干第一弧形凹槽；所述第一弧形凹槽止于所述环形滑槽的槽底处；沿所述第一弧形凹槽的槽宽方向，所述第一弧形凹槽的横截面为被削去部分的圆形状；所述第一弧形凹槽内部区域与所述环形滑槽的内部区域连通，其连通处的距离小于沿所述第一弧形凹槽的槽宽方向横截面的直径；在所述第一静密封环部的环外圆周壁上沿其轴长方向开设有若干第二弧形凹槽；所述第二弧形凹槽的数量和所述第一弧形凹槽一致，两者一一对应；所述第二弧形凹槽和所述第一弧形凹槽合围后组成一个完整的柱形空腔；所述周向限位件为单个圆柱棒或者多颗圆球，该圆柱棒或者圆球的直径与所述第二弧形凹槽和所述第一弧形凹槽合围后组成的柱形空腔的至直径一致。
41.本实用新型的有益效果是：
42.本实用新型为解决现有旋喷泵转子的机械密封结构中，动密封环和静密封环的磨损以及热胀冷缩变形可能导致动密封环和静密封环之间产生间隙，导致密封性下降问题，提供一种旋喷泵转子的机械密封结构。该机械密封结构包括动密封组件和静密封组件，两者的轴向中心重合。动密封组件安装在旋喷泵转子的转子盖上，并随着旋喷泵转子高速旋转。静密封组件安装在泵壳上，与动密封组件相对设置。动密封组件与静密封组件抵接，并构成滑动接触密封。同时静密封组件中设置了轴向顶紧件和周向限位件。轴向顶紧件利用其自身弹性变形能力，会并对静密封环施加作用力，促使其产生向静环座外移动的趋势，并与动密封环保持紧密接触，以消除摩擦损耗或者热胀冷缩变形产生变形可能产生的间隙。周向限位件安装后，限制静密封环的周向转动，从而可以提供密封结构的稳定性。
附图说明
43.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或有现技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
44.图1为实施例中，旋喷泵转子的机械密封结构的结构示意图一。
45.图2为实施例中，旋喷泵转子的机械密封结构的结构示意图二。
46.图3为图2中a-a向剖视图。
47.图4为实施例中，静密封组件的结构示意图。
48.图5为实施例中，静密封组件的分解结构示意图。
49.图6为实施例中，静环座的结构示意图。
50.附图标记为：
51.1-动密封组件，2-静密封组件；
52.11-动密封环，12-动环座，13-第一密封圈；
53.121-第一动安装筒，122-动法兰122，123-第二动安装筒；
54.21-静密封环，22-静环座，23-第二密封圈，24-第三密封圈，25-轴向顶紧件，26-周向限位件，27-限位环；
55.221-第一静安装筒，222-第一静法兰，223-第二静安装筒，224-第二静法兰；
56.2211-环形滑槽，2212-第一弧形凹槽，2213-盲孔；
57.211-第一静密封环部，212-第二静密封环部；
58.2111-环形限位台阶，2112-第一环形安装槽，2113-第二环形安装槽，2114-第二弧形凹槽。
具体实施方式
59.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
60.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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的限制。
61.下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本实用新型的不同结构。为了简化本实用新型的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本实用新型。
62.下面结合附图对实用新型的实施例进行详细说明。
63.为解决现有旋喷泵转子的机械密封结构中，动密封环和静密封环的磨损以及热胀冷缩变形可能导致动密封环和静密封环之间产生间隙，导致密封性下降问题，本实施例中提供一种旋喷泵转子的机械密封结构，如附图1~3中所示。
64.该机械密封结构包括动密封组件1和静密封组件2，两者的轴向中心重合。动密封组件1安装在旋喷泵转子的转子盖上，并随着旋喷泵转子高速旋转。静密封组件2安装在泵壳上，与动密封组件1相对设置。动密封组件1与静密封组件2抵接，并构成滑动接触密封。
65.具体的，动密封组件1包括动密封环11、动环座12和第一密封圈13。动环座12与转子盖连接。动密封环11嵌入式安装在动环座12内朝向静密封组件2的一面上，两者的轴向中心重合，且动密封环11的一端端面突出于动环座12。第一密封圈13设置在动环座12与转子
盖连接的连接处，以实现密封。
66.更为具体的，动环座12，其包括第一动安装筒121、动法兰122和第二动安装筒123。第一动安装筒121、动法兰122和第二动安装筒123的轴向中心重合，且采用一体化方式成型。动法兰122位于第一动安装筒121一端圆周壁外。第二动安装筒123的内径大于第一安装121的内径，其位于动法兰122朝向静密封组件2的一面上。
67.动密封环11，其由耐磨材料加工而成，安装在第二动安装筒123内。动密封环11的圆周外壁与第二动安装筒123的圆周内壁接触，其轴长方向一端端面与动法兰122接触，其轴长方向另一端端面突出于第二动安装筒123的敞口一端。上述结构有利于动密封环11与静摩擦组件2配合接触密封。
68.第一密封圈13，其由橡胶等材料加工而成。第一密封圈13套设在第一动安装筒121外壁上，用于提高第一动安装筒121与转子盖之间密封性，防止液体渗漏。
69.静密封组件2包括静密封环21、静环座22、第二密封圈23、第三密封圈24、轴向顶紧件25、周向限位件26和限位环27，如附图4和附图5中所示。静环座22安装在与动密封组件1相对的泵壳上。静密封环21插入式安装在静环座22内，两者的轴向中心重合，且静密封环21与静环座22之间可相对滑动。静密封环21的一部分呈环形突出于静环座22，且静密封环21突出于静环座22的部分与动密封环11抵接，并构成滑动接触密封。第二密封圈23设置在静密封环21与静环座22的滑动接触区域内，以实现密封。第三密封圈24设置在静环座22与泵壳的连接处，以实现密封。轴向顶紧件25设置于静环座22内，并沿静密封环21的轴长方向抵住静密封环21，并对静密封环21施加作用力，促使其产生向静环座22外移动的趋势。周向限位件26设置于在静密封环21与静环座22的滑动接触区域内，以实现对静密封环21的周向限位，防止静密封环21在与动密封环11接触密封时受摩擦作用而发生旋转。限位环27安装在静环座22朝向动密封组件1的一面上，对静密封环21向动密封环11移动的轴向距离进行限制。
70.更为具体的，静环座22，其包括第一静安装筒221、第一静法兰222、第二静安装筒223和第二静法兰224，如附图6中所示。第一静安装筒221、第一静法兰222、第二静安装筒223和第二静法兰224的轴向中心重合，且采用一体化方式成型。第一静法兰222位于第一静安装筒221朝向动密封组件1的一端圆周壁外。采用螺栓穿过第一静法兰222，可以使得静环座22固定到泵壳上。第二静安装筒223位于第一静安装筒221朝向动密封组件1的一端端面上，其内径与环形滑槽2211的环外侧直径一致。第二静法兰224位于第二静安装筒223朝向动密封组件1的一端圆周壁外。自第一静安装筒221朝向动密封组件1的一面起，沿第一静安装筒221的轴向中心方向，在第一静安装筒221上开设有环形滑槽2211。沿环形滑槽2211的槽宽方向，环形滑槽2211的横截面呈矩形。自第二静安装筒223的敞口端起，沿环形滑槽2211的槽深方向，在第二静安装筒223的内壁以及环形滑槽2211的环外侧壁上均匀开设有若干第一弧形凹槽2212，比如均匀开设有六条第一弧形凹槽2212。第一弧形凹槽2212止于环形滑槽2211的槽底处。沿第一弧形凹槽2212的槽宽方向，第一弧形凹槽2212的横截面为被削去部分的圆形状。第一弧形凹槽2212内部区域与环形滑槽2211的内部区域连通，其连通处的距离小于沿第一弧形凹槽2212的槽宽方向横截面的直径。在环形滑槽2211的槽底面上呈圆周方式开设有多个盲孔2213，比如六个。
71.静密封环21，其由耐磨材料加工而成，插入安装在环形滑槽2211内。静密封环21包
括第一静密封环部211和第二静密封环部212。第一静密封环部211和第二静密封环部212的轴向中心重合，两者一体化成型。第二静密封环部212位于第一静密封环部211朝向动密封组件1的一面上，其与动密封环11滑动接触密封。第一静密封环部211的环外直径和环内直径分别与环形滑槽2211的环外直径和环内直径一致，并插入到环形滑槽2211内。环形滑槽2211的槽底面与邻近的第一静密封环部211端面之间留有间隙。第一静密封环部211轴向的另一面突出于第二静安装筒223的敞口端外。在突出于第二静安装筒223的第一静密封环部211一面边缘上开设有环形限位台阶2111。在第一静密封环部211的环内圆周壁上开设有第一环形安装槽2112和第二环形安装槽2113。第一环形安装槽2112和第二环形安装槽2113的内部区域连通。沿第一环形安装槽2112和第二环形安装槽2113的槽宽方向，第一环形安装槽2112和第二环形安装槽2113的横截面分别呈矩形和梯形，且梯形尺寸较小的一端与矩形连接。在第一静密封环部211的环外圆周壁上沿其轴长方向开设有若干第二弧形凹槽2114。第二弧形凹槽2114的数量和第一弧形凹槽2212一致，两者一一对应。第二弧形凹槽2114和第一弧形凹槽2212合围后组成一个完整的柱形空腔。
72.第二密封圈23，其由橡胶等材料加工而成。第二密封圈23配合安装在第一环形安装槽2112和第二环形安装槽2113的组合区域内，以实现静密封环21与静环座22之间密封。采用上述结构，利用第一环形安装槽2112和第二环形安装槽2113的尺寸变化也可以提高第二密封圈23安装的可靠性。
73.第三密封圈24，其由橡胶等材料加工而成。第三密封圈24套设在第一静安装筒221的外壁上，用于提高第一静安装筒221与泵壳之间密封性，防止液体渗漏。
74.轴向顶紧件25，其安装在环形滑槽2211的槽底面与邻近的第一静密封环部211端面之间的间隙内。轴向顶紧件25可以采用螺旋弹簧或者碟簧等弹性元件，数量设置为多个，比如六个。多个轴向顶紧件25呈圆周方式均匀分布。每个轴向顶紧件25的一部分固定于盲孔2213内，即轴向顶紧件25与盲孔2213的数量一一对应。轴向顶紧件25利用其自身弹性变形能力，会并对静密封环21施加作用力，促使其产生向静环座22外移动的趋势，并与动密封环11保持紧密接触，以消除摩擦损耗或者热胀冷缩变形产生变形可能产生的间隙。
75.周向限位件26，其安装在第二弧形凹槽2114和第一弧形凹槽2212合围后组成的柱形空腔内。周向限位件26可以是单个圆柱棒或者多颗圆球，该圆柱棒或者圆球的直径与第二弧形凹槽2114和第一弧形凹槽2212合围后组成的柱形空腔的至直径一致。周向限位件26安装到第二弧形凹槽2114和第一弧形凹槽2212合围后组成的柱形空腔内后，限制静密封环21的周向转动，从而可以提供密封结构的稳定性。周向限位件26优选采用圆球，在静密封环21与静环座22之间发生相互滑动时，可以减小滑动阻力。
76.限位环27，其安装在第二静安装筒223的端部。限位环27可压住与环形限位台阶2111，从而进一步限制静密封环21与静环座22的滑动距离。同时，限位环还封堵了第二弧形凹槽2114和第一弧形凹槽2212合围组成的柱形空腔，防止周向限位件落出。
77.本实施例中旋喷泵转子的机械密封结构，作用于转子盖和泵壳上。在工作时，动密封环11随转子高速旋转。静密封环21受到轴向顶紧件25施加的作用力以及动密封环11的反作用力，与动密封环11时刻保持抵紧状态。本实施例中旋喷泵转子的机械密封结构具有密封性好，使用寿命长的特点。