一种密封结构及使用该密封结构的离心泵的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种密封结构，用于多级离心泵及单级离心泵，密封结构与旋转件配合。密封结构包括环形的金属基体及环形的非金属内衬，在金属基体的内壁上设置有至少一个环绕金属基体内壁的径向凹槽及至少一个沿金属基体轴向的轴向凹槽，非金属内衬的外壁贴合金属基体的内壁并嵌入径向凹槽及轴向凹槽中。本发明的优点在于，可以减小密封结构与旋转件之间的间隙，有效地减少泄漏量，提高泵的效率；解决了金属材料磨损面之间的硬度差问题，防止了“咬合”问题和有效地减少磨损，延长泵的使用寿命；可以对转子部件起到支撑的作用；采用径向凹槽与轴向凹槽，提高了金属基体与非金属内衬的嵌合度，金属基体还可以重复多次利用，可以有效节约资源。
【专利说明】一种密封结构及使用该密封结构的离心泵
【技术领域】
[0001]本发明涉及离心泵【技术领域】，尤其涉及一种泵用的复合型材料的密封结构及使用该密封结构的离心泵。
【背景技术】
[0002]泵用密封结构，包括密封环、导叶套、平衡套、和密封腔的喉部节流衬套，这些密封结构一般为静止件，对泵体、泵盖、进水段、中段、出水段和导叶等起保护作用，防止这些较大零件磨损，与叶轮、轴套等旋转件配合使用，通过密封结构与旋转件之间的微小间隙起到密封、支撑、平衡轴向力或节流的作用。传统的密封结构，包括密封环、导叶套、平衡套、和密封腔的喉部节流衬套，均采用金属材料或金属镶嵌非金属材料制成。金属材料制成的密封结构，其和叶轮、轴套的材质相同或接近。对于一些腐蚀性较强的介质，一般选用的金属材料其抗咬合性差，间隙过小密封环套件与叶轮或轴套容易咬死，造成泵损坏，间隙过大，泄漏量增大，降低泵的效率，起不到密封环的作用。金属镶嵌非金属材料制成密封结构，其镶嵌部分容易脱落，有的镶嵌牢固，但金属基体只能使用一次，不能重复多次回收利用。
【发明内容】
[0003]本发明所要解决的技术问题是，提供一种密封结构及使用该密封结构的离心泵，其能够减小密封结构与旋转件之间的间隙，减少泄漏量、提高离心泵的效率，减少离心泵的磨损，延长离心泵的使用寿命，并且提高了金属基体与非金属内衬的嵌合度，金属基体能够多次重复利用。
[0004]为了解决上述问题，本发明提供了一种密封结构，包括环形的金属基体及环形的非金属内衬，在所述金属基体的内壁上设置有至少一个环绕所述金属基体内壁的径向凹槽及至少一个沿所述金属基体轴向的轴向凹槽，所述非金属内衬的外壁贴合所述金属基体的内壁并嵌入所述径向凹槽及轴向凹槽中。
[0005]进一步，所述径向沟槽的宽度大于等于3_，径向沟槽侧壁至邻近的金属基体端面距离大于等于2mm。
[0006]进一步，所述径向沟槽为多个，相邻的两个径向沟槽的侧壁之间的距离大于等于2mm ο
[0007]进一步，所述轴向凹槽的宽度大于等于5mm，所述轴向凹槽的径向尺寸小于或等于径向沟槽的径向尺寸。
[0008]进一步,所述轴向凹槽为多个,多个所述轴向凹槽沿所述金属基体的圆周均勻分布。
[0009]进一步，所述非金属内衬的内径小于所述金属基体的内径。
[0010]本发明还提供一种使用上述密封结构的离心泵，所述离心泵为多级离心泵，包括密封环、导叶套及平衡套，所述密封环固定在所述多级离心泵的进水段或中段上，所述导叶套固定在所述多级离心泵的导叶上，所述密封环与所述导叶、导叶套及所述离心泵的叶轮配合，以实现密封及支撑的作用，所述平衡套固定在所述离心泵的出水段上，所述平衡套通过与所述离心泵的轴套或平衡毂配合，以平衡轴向力，所述密封环、导叶套及平衡套均采用上述的密封结构。
[0011]本发明还提供一种使用上述密封结构的离心泵，所述离心泵为单级离心泵，包括密封环及喉部节流衬套，所述密封环固定在所述离心泵的泵体上，与所述离心泵的叶轮配合，以实现密封节流，所述喉部节流衬套与所述离心泵的轴套配合使用，以实现局部节流，其特征在于，所述密封环及所述喉部节流衬套均采用上述的密封结构。
[0012]本发明的优点在于，可以减小密封结构与旋转件之间的间隙，有效地减少泄漏量，提高泵的效率；解决了金属材料磨损面之间的硬度差问题，防止了 “咬合”问题和有效地减少磨损，延长泵的使用寿命；可以对转子部件起到支撑的作用；采用径向凹槽与轴向凹槽，提高了金属基体与非金属内衬的嵌合度，金属基体还可以重复多次利用，可以有效节约资源。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1所示为本发明一种密封结构的结构示意图；
图2所不为图1中A — A首I]视图；
图3所示为本发明一种多级离心泵的结构示意图；
图4所示为本发明一种单级离心泵的结构示意图。
[0014]附图标记:
1、密封结构；10、金属基体；
I1、非金属内衬；12、径向凹槽；
13、轴向凹槽；
3、多级离心泵；30、密封环；
31、导叶套；32、平衡套；
33、离心泵进水段；34、离心泵中段；
35、导叶；36、叶轮；
4、单级离心泵；40、密封环；
41、喉部节流衬套；42、泵体；
43、叶轮；44、轴套。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图对本发明提供的一种密封结构及使用该密封结构的离心泵的【具体实施方式】做详细说明。
[0016]图1所示为本发明一种密封结构的结构示意图，图2所示为图1中A-A剖视图，参见图1及图2，本发明一种密封结构I包括环形的金属基体10及环形的非金属内衬11。所述非金属内衬11可以为耐磨耐腐蚀的氟塑料或橡胶。
[0017]在所述金属基体10的内壁上设置有至少一个环绕所述金属基体10内壁的径向凹槽12。所述径向凹槽12指的是沿金属基体10半径方向凹陷的凹槽，所述径向凹槽12环绕所述金属基体10的内壁，可以形成一环形凹槽。在图1中采用虚线表示径向凹槽12的底部的位置，在图2中可以清楚观察到径向凹槽12。在本【具体实施方式】中，所述径向凹槽12为一个，所述径向沟槽12的宽度大于等于3_，径向沟槽12的侧壁至邻近的金属基体10的端面的距离大于等于2mm，以便于径向凹槽12能更好地固定所述非金属内衬11。在本发明的其他实施方式中，所述径向凹槽12可以为多个，所述多个径向凹槽12沿金属基体10的轴向依次设置，最靠近金属基体10的端面的径向凹槽12的侧壁至邻近的金属基体10的端面的距离大于等于2mm，相邻的两个径向凹槽12的侧壁之间的距离大于等于2mm，以便于径向凹槽12能更好地固定所述非金属内衬11且保证金属基体10的强度。
[0018]在所述金属基体10的内壁上还设置有至少一个沿所述金属基体10轴向的轴向凹槽13。在本【具体实施方式】中，所述轴向凹槽13沿金属基体10的轴向的方向贯穿所述金属基体10，所述轴向凹槽13的宽度大于等于5mm，所述轴向凹槽13的径向尺寸小于或等于径向沟槽12的径向尺寸，以便于更好地固定所述非金属内衬11。所述轴向凹槽13可以为一个也可以为多个，在本【具体实施方式】中，所述轴向凹槽13为六个，六个轴向凹槽13沿金属基体10的圆周均匀分布。
[0019]所述非金属内衬11贴合所述金属基体10的内壁并嵌入所述径向凹槽12及轴向凹槽13中。所述径向凹槽12及轴向凹槽13对非金属内衬11起到固定的作用，提高非金属内衬11与金属基体10嵌合度，有效防止非金属内衬11从金属基体10上脱离，从而形成一复合型材料的密封结构I。为了便于所述非金属内衬11与所述金属基体10配合，所述非金属内衬11的内径小于所述金属基体10的内径。
[0020]所述密封结构I与离心泵各个构件配合使用，例如，叶轮密封环、壳体密封环导叶套、平衡套、喉部节流衬套。通过密封结构I与离心泵各个构件之间的微小间隙，起到密封、支撑、平衡、节流的作用。在密封结构I使用时，主要损耗的是非金属内衬11，对金属基体10的损耗比较少，所以，金属基体10可以重复多次利用，有效节约资源。
[0021]本发明还提供一种使用上述密封结构I的离心泵，图3所示为本发明一种多级离心泵的结构示意图。所述多级离心泵3包括两个密封环30、导叶套31及平衡套32。所述密封环30分别固定在所述多级离心泵3的进水段33及中段34上，所述密封环30作为叶轮密封环使用。所述导叶套31固定在所述多级离心泵3的导叶35上。所述密封环30与所述导叶35、导叶套31及所述离心泵的叶轮36配合，以起到密封及支撑的作用。所述平衡套32固定在所述多级离心泵3的出水段37上，所述平衡套32通过与所述多级离心泵3的轴套(附图中未标示)或平衡毂(附图中未标示)配合，以平衡轴向力。所述密封环30、导叶套31及平衡套32均采用本发明的密封结构I。
[0022]本发明还提供一种使用上述密封结构I的离心泵，图4所示为本发明一种单级离心泵的结构示意图。所述单级离心泵4包括密封环40及喉部节流衬套41，所述密封环40固定在所述单级离心泵4的泵体42上，所述密封环40作为壳体密封环使用。所述密封环40与所述单级离心泵4的叶轮43配合，以起到密封节流的作用。所述喉部节流衬套41与所述单级离心泵4的轴套44配合使用，以起到局部节流的作用，所述密封环40及所述喉部节流衬套41均采用本发明的密封结构I。
[0023]以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本【技术领域】的普通技术人员，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种密封结构，包括环形的金属基体及环形的非金属内衬，其特征在于，在所述金属基体的内壁上设置有至少一个环绕所述金属基体内壁的径向凹槽及至少一个沿所述金属基体轴向的轴向凹槽，所述非金属内衬的外壁贴合所述金属基体的内壁并嵌入所述径向凹槽及轴向凹槽中。
2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述径向沟槽的宽度大于等于3mm，径向沟槽侧壁至邻近的金属基体的端面的距离大于等于2mm。
3.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述径向沟槽为多个，相邻的两个径向沟槽的侧壁之间的距离大于等于2mm。
4.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述轴向凹槽的宽度大于等于5mm，所述轴向凹槽的径向尺寸小于或等于径向沟槽的径向尺寸。
5.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述轴向凹槽为多个，多个所述轴向凹槽沿所述金属基体的圆周均匀分布。
6.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于，所述非金属内衬的内径小于所述金属基体的内径。
7.—种离心泵，所述离心泵为多级离心泵，包括密封环、导叶套及平衡套，所述密封环固定在所述多级离心泵的进水段或中段上，所述导叶套固定在所述多级离心泵的导叶上，所述密封环与所述导叶、导叶套及所述离心泵的叶轮配合，以实现密封及支撑的作用，所述平衡套固定在所述离心泵的出水段上，所述平衡套通过与所述离心泵的轴套或平衡毂配合，以平衡轴向力，其特征在于，所述密封环、导叶套及平衡套均采用权利要求1-6所述的密封结构。
8.—种离心泵，所述离心泵为单级离心泵，包括密封环及喉部节流衬套，所述密封环固定在所述离心泵的泵体上，与所述离心泵的叶轮配合，以实现密封节流，所述喉部节流衬套与所述离心泵的轴套配合使用，以实现局部节流，其特征在于，所述密封环及所述喉部节流衬套均采用权利要求1-6所述的密封结构。
【文档编号】F04D29/12GK103953576SQ201410134487
【公开日】2014年7月30日 申请日期:2014年4月4日 优先权日:2014年4月4日
【发明者】李文周, 李永勃, 王姣, 李燕, 吕真菁, 林朝兴, 郭晨俊 申请人:上海第一水泵厂有限公司