[发明专利]液力轴封装置

说明书

一种用于泵端轴封处的液力轴封装置。

为防止泵体外空气进入、内流体泄漏，一般在泵端轴封处有填料或机械密封，其结构较复杂，能耗较大，密封效果不佳，影响泵效和使用寿命，污染环境。

本设计的目的：设计一种结构简单、密封程度高的液力轴封装置，使泵在停止或转动过程中滴水不漏，降低能耗，提高泵效，延长使用寿命;实现其任务的技术方案是：在泵端轴封处设有螺旋叶轮、螺旋导叶在径向依次套于轴上，二者为相对转动体，在相对转动面上有方向相反螺旋槽;在螺旋导叶端内螺纹连接有密封静环，它与螺旋叶轮、螺旋导叶间有环形容室，其内装密封环，它是二中心径不同形体锥环体，一端过盈装于螺旋叶轮端部，另一端置于环形容室内并压紧于密封静环上;当泵静止时，密封环在泵内液体静压力和自身弹性力的作用下压紧（抱紧）起到密封作用;泵旋转时，密封环失去作用，由螺旋叶轮、导叶完成密封，它使部份欲向外泄漏的液体产生反向压力来阻止连续欲要外泄漏的液体;从而实现了对泵在转动、静止时的无泄漏密封;再由于螺旋叶轮和密封环随泵转动已脱离与其它接触，这就大大地减少了轴封能耗和磨损，从而延长了轴封装置的使用寿命。

下面结合附图将对本设计作更详细的说明：

图1是液力轴封装置结构半剖面图;

图2是图1上零作[2]结构图;

图3，4，5是图1上零件[5，1，6]结构图。

由图1所示，在泵端轴封处设有螺旋叶轮[1]、螺旋导叶[2]在径向依次套于轴上，二者为有一定间隙环的相对转动体，在相对转动面上分别有方向相反的螺旋槽[10，13];在螺旋叶轮[1]的端部有环形槽[11]，用螺旋并帽[8]把螺旋叶轮[1]固紧于轴[9]上;螺旋导叶[2]通过其体上环体[12]用螺栓[3]固于泵端，其间装有○型密封环[4];二相对转动体[1，2]，以不妨碍装配和运行，应尽量缩小环形间隙。

在螺旋导叶[2]端内螺纹连接有密封静环[6]，其上有环形槽[16]，装有○型密封环[7]，其上还带有锥环体[15];在螺旋叶轮[1]、螺旋导叶[2]和密封静环[6[间设有与环形槽[11]、体外连通的环形容室[14]，其内装有密封环[5]，它为弹性体，可由橡胶制成;密封环[5]是二中心径不同的形体构成的锥环体，一端过盈装于环形槽[11]内，另一端横截面为圆形或非圆形面置于环形容室[14]内并压紧于密封静环的锥环体[15]上;密封环[5]的断面形状如[]或[];

要达到最佳密封效果，必须在静密封和动密封方式上有最佳的结构尺寸和安装间隙。

1、对静密封部份的要求：

密封环[5]自身的弹性要适宜，停泵后，密封环[5]依靠弹性收缩压紧（抱紧）于密封静环[6]的锥环体[15]上，封住泄漏液体，其中密封环[5]压紧（抱紧）力小，密封效果差，失效快;力过大则易烧毁和增大磨损，密封也很快失效;当泵转动后，密封环[5]压紧唇边脱离接触而随轴转动，避免磨损。

2、动密封部份：

螺旋叶轮[1]、导叶[2]上的螺旋槽[10，13]可采用三角形、梯形、矩形和锯齿形螺纹，其密封扬程依次减小，而矩形螺纹消耗功率则最小;同时改变其螺纹头数，可使密封扬程增加，根据对密封压力和功率消耗的不同选择不同的螺纹形状;本设计采用梯形螺纹，其中螺旋叶轮[1]上的螺纹头数是螺旋导叶[2]上的螺纹头数的1.2～2倍，可使其密封扬程增大。

减小螺纹的顶部宽度，也能使密封扬程增大，彩瓜牡墓β试黾樱淇矶扔σ约庸さ南薅壤慈范ā?

增加密封螺旋槽（螺纹）的长度，也能使密封扬程增大，以泵的结构为限。必要时可做成二级或多级的结构。

螺纹的高度选择适当时，也可提高密封扬程。泵的转数越高，动密封产生的密封扬程也就越高。

螺旋叶轮[1]、导叶[2]为相对转动体，其间的间隙以不妨碍装配和运行的前提下，应尽可能的缩小。所谓密封扬程：本装置动密封在工作时，所产生的扬程（或压力）;这个扬程（或压力）与欲泄漏的液体扬程（或压力）是相平衡的。

对吸入为负压的泵，则在螺旋叶轮[1]、螺旋导叶[2]的接近原端分别有一段与自身螺旋槽方向相反的螺纹，便能防止空气的进入。

实施效果：本设计由于采用了静、动密封两部份，泵静止时，密封环[5]在液体静压力和自身弹性力的收缩作用下紧紧抱于密封环[6]上，实现对泵的密封;泵转动时，在离心力的作用下使密封环[5]的唇边脱离密封静环，失去密封作用，由于动件脱离与其它件的接触，避免磨损，降低轴封能耗，其能耗是填料密封的1/40～1/8，是机械密封的1/8～1/3;泵转动后，这时对泵的密封由装置的螺旋叶轮[1]、导叶[2]来完成，在其上方向相反的螺旋槽[10，13]作用下，它使部份欲向外泄漏的液体产生反向压力来阻止泵内继续欲要外泄漏的液体。从而实现了对泵上静止、转动时的无泄漏密封，其密封性能可靠，能耗小，密封装置寿命长，是目前较为先进泵体轴封处密封装置。