潜卤泵电机的外置式密封结构及制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及机械密封技术，具体是一种潜卤泵电机的外置式密封结构及制造方法。
【背景技术】
[0002]已有的潜水泵密封技术大多采用油封，即旋转轴内有骨架油封，在包裹截面有外延的唇形密封圈。通常潜水泵使用时泵腔内外都是液体，而电机腔内是使用前注入的清水，偶发密封泄露，并不影响作业。潜卤泵是浸泡在钾盐卤水等高腐蚀性液体中的潜水泵，不同于一般的潜水泵，对密封要求很高。由于潜卤电机的止推轴承选用的是滑动轴承，泵在启动时将有瞬间上窜力，转子轴会受上窜力带动上下窜动，所以轴向有窜量。现有的潜水泵内置式机械密封形式，见图1，在电机里腔的转子轴5外周依次安装弹簧24、机械密封动环23、机械密封静环22及各自的O型橡胶密封圈25、由螺钉固定的密封压盖21。同时还由于机械密封的内置式安装，机械密封的静环安装在密封压盖上，与密封压盖的密封靠O型橡胶密封圈保证。动环靠弹簧与轴的抱紧力带动旋转，动环与轴靠O型橡胶密封圈保证，动环与静环接触面的磨损靠弹簧来补偿。当转子轴上窜时，动环受静环的阻挡不会产生位移，当转子轴下窜时(转子轴归位)动环受O型橡胶密封圈与转子轴的摩擦阻力将会与轴同时下窜产生位移，与静环脱离，产生泄露。
【发明内容】
[0003]本发明的目的是提供一种潜卤泵电机的外置式密封结构及制造方法，满足强腐蚀液体环境的作业要求，延长潜水泵的使用寿命。
[0004]本发明的潜卤泵电机的外置式密封结构，包括机械密封结构、静环座，其特征在于外置式机械密封结构安装在上导轴承座的腔内、转子轴伸出电机里腔以外部位；机械密封结构:在密封衬套底孔内依次向上有密封垫、静环座、弹簧、机械密封静环及O型橡胶密封圈，转子轴由机械密封衬套底孔穿出；在机械密封静环上相对放置机械密封动环及其O型橡胶密封圈，机械密封的动环与静环接触面镶嵌摩擦环；制造方法:在动环、静环不锈钢基体的相对工作面上，镶嵌碳化硅作为摩擦环；组装时将静环座放入密封衬套内底，并由螺钉将密封垫、静环座、密封衬套用螺钉固定，转子轴由机械密封衬套底孔穿出，再将机械密封衬套与电机的上导轴承座用螺钉固定；依次在机械密封衬套内放入弹簧、机械密封静环及O型橡胶密封圈，相对放置机械密封动环及其型橡胶密封圈，用螺钉将机械密封动环与转子轴径向固定。
[0005]本发明的显著特点:
[0006]为了保证潜卤泵电机在卤水的工况下正常工作，将密封结构改为机械密封。特点1.密封可靠性，长周期的运行中，密封状态很稳定，泄露量很小；2.使用寿命长；3.摩擦功率消耗小；4.轴或轴套基本上不受磨损；5.维修周期长，端面磨损可以补偿；6.抗振性好，对旋转轴的振动，偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感等。
[0007]原有内置式机械密封结构中是因为动环受O型橡胶密封圈与转子轴的摩擦阻力过大，与轴同时下窜产生位移，与静环脱离，发生了泄露。本发明方案对转子轴改为外置式机械密封，见图3，保证转子轴上下窜动时机械密封与轴不发生位移。机械密封的静环安装在静环座上，与静环座的密封靠O型橡胶密封圈保证，静环座及密封垫用螺钉固定在密封衬套上。把静环组件先安装在密封衬套上，再将密封衬套及静环组件一起安装在电机上；动环用螺钉固定在轴上，动环与轴靠O型橡胶密封圈保证，动环与静环接触面的磨损靠弹簧来补偿。当需要对电机维修及机械密封进行维护、更换时，只要将机械密封的动环拆卸下来、再将密封衬套拆卸即可。拆装方便快捷，不易损坏机械密封。
[0008]本发明突出贡献是将机械密封结构安装在上导轴承座的腔内、转子轴伸出电机里腔以外部位，并将机械密封结构中的动环、静环与转子轴的位置关系做了调换，动环与轴是用螺钉固定，不会产生位移，静环的O型橡胶密封圈与静环座的摩擦阻力很小，避免了动、静环脱离。电机的转子轴材质为不锈耐酸钢3Crl3，经改变结构后，去除了 O型橡胶密封圈与转子轴之间产生的相对位移，转子轴的轴向窜动量由机械密封内部调整解决。机械密封的金属结构件材料均使用316，提高耐腐蚀等级。
【附图说明】
[0009]图1是以前的潜卤泵电机的内置式密封结构；
[0010]图2是本发明潜卤泵电机的外置式潜卤电机密封结构；
[0011]图3是图2中安装静环座的密封衬套。
【具体实施方式】
[0012]本发明的潜卤泵电机的外置式密封结构，包括机械密封结构、静环座，其特征在于外置式机械密封结构安装在上导轴承座的腔内、转子轴伸出电机里腔以外部位；机械密封结构:在密封衬套I底孔内依次向上有密封垫10、静环座2、弹簧9、机械密封静环3及O型橡胶密封圈6，转子轴5由机械密封衬套I底孔穿出；在机械密封静环3上相对放置机械密封动环4及其O型橡胶密封圈6。
[0013]见图2，机械密封的动环4与静环3接触的工件面镶嵌摩擦环，动环摩擦环4a、静环摩擦环3a的厚度突出于基体。机械密封动环4有径向螺孔，用螺钉7与转子轴5径向固定。
[0014]制造方法:材质要求:静环座2、静环3、动环4基体采用不锈钢STS316，动环4、静环3镶嵌的摩擦环4a、3a采用碳化硅SIC，弹簧9和紧固螺孔采用不锈钢STS304，密封衬套采用铸铁HT200。
[0015]机械密封零件的加工要求
[0016]结构要求:1、机械密封与电机轴及密封衬套接处的部位不能产生相对位移，2、弹簧的工作压力要在保证机械密封使用寿命的前提下增大，确保静环窜动时复位。
[0017]加工要求:密封衬套要求不得有砂眼、气孔、裂纹、夹砂、酥松等铸造缺陷。静环碳化硅摩擦环的工作面粗糙度要求Ra ( 0.4，平面度0.0009，工作面相对动环的内孔垂直度按GB1184-80的7级精度执行。动环碳化硅摩擦环的工作面粗糙度要求Ra ( 0.05，平面度0.0009，动环内孔尺寸精度按HS要求。机械密封静环座所安装的密封圈表面粗糙度Ra ( 0.8，该表面相对下端面的垂直度按GB1184-80的7级精度执行，其他部位的表面粗糙度Ra < 3.2 ;密封衬套法兰下端面与内侧底部端面平行度不大于0.04，外圆止口与内孔止口的径向跳动不大于0.025，与其它部件组装的结合面的粗糙度要求Ra ( 3.2，其余部位Ra 12.5。
[0018]装配时，将静环座2放入密封衬套I内底，并由螺钉将密封垫10、静环座2、密封衬套I三个件用螺钉在密封衬套I底部固定，转子轴5由机械密封衬套I底孔穿出，再将机械密封衬套I与电机的上导轴承座8用螺钉固定；按先后顺序在静环座2上放置弹簧9、机械密封静环3及O型橡胶密封圈6、相对放置O型橡胶密封圈6及其机械密封动环4，机械密封动环4有径向螺孔，用螺钉7与转子轴5径向固定。
【主权项】
1.一种潜卤泵电机的外置式密封结构，包括机械密封结构、静环座，其特征在于外置式机械密封结构安装在上导轴承座的腔内、转子轴伸出电机里腔以外部位；机械密封结构:在密封衬套(I)底孔内依次向上有密封垫(10)、静环座(2)、弹簧(9)、机械密封静环(3)及O型橡胶密封圈￠)，转子轴(5)由机械密封衬套(I)底孔穿出；在机械密封静环(3)上相对放置机械密封动环(4)及其O型橡胶密封圈(6)。2.一种制造权利要求1所述潜卤泵电机的外置式密封结构的方法，包括机加机械密封的金属结构件、镶嵌非金属材料，其特征在于在机械密封的动环、静环不锈钢基体的相对工作面上，镶嵌碳化硅作为摩擦环；装配时，将静环座(2)放入密封衬套(I)内底，并由螺钉将密封垫(10)、静环座(2)、密封衬套(I)三个件用螺钉在密封衬套(I)底部固定，转子轴(5)由机械密封衬套(I)底孔穿出，再将机械密封衬套(I)与电机的上导轴承座(8)用螺钉固定；按先后顺序在静环座(2)上放置弹簧(9)、机械密封静环(3)及O型橡胶密封圈￠)、相对放置O型橡胶密封圈(6)及其机械密封动环(4).机械密封动环(4)有径向螺孔，用螺钉(7)与转子轴(5)径向固定。3.根据权利要求2所述潜卤泵电机的外置式密封结构的制造方法，其特征在于动环摩擦环(4a)、静环摩擦环(3a)的厚度，突出于基体。4.根据权利要求2所述潜卤泵电机的外置式密封结构的制造方法，其特征在于材质要求:转子轴材质为不锈耐酸钢3Crl3，均使用动环、静环、静环座、弹簧和螺钉316，摩擦环采用碳化硅SIC，密封衬套采用铸铁HT200。5.根据权利要求2所述潜卤泵电机的外置式密封结构的制造方法，其特征在于加工要求:密封衬套要求不得有砂眼、气孔、裂纹、夹砂、酥松等铸造缺陷，静环碳化硅摩擦环的工作面粗糙度要求Ra ( 0.4，平面度0.0009，工作面相对动环的内孔垂直度按GB1184-80的7级精度执行；动环碳化硅摩擦环的工作面粗糙度要求Ra ( 0.05，平面度0.0009，动环内孔尺寸精度按HS要求；机械密封静环座所安装密封圈的表面粗糙度Ra ( 0.8，该表面相对下端面的垂直度按GB1184-80的7级精度执行，其他部位的表面粗糙度Ra < 3.2 ;密封衬套法兰下端面与内侧底部端面平行度不大于0.04，外圆止口与内孔止口的径向跳动不大于0.025，与其它部件组装的结合面的粗糙度要求Ra ( 3.2，其余部位Ra < 12.5。
【专利摘要】潜卤泵电机的外置式密封结构及制造方法，其特征在于外置式机械密封结构安装在上导轴承座的腔内、转子轴伸出电机里腔以外部位；在密封衬套底孔内依次向上有密封垫、静环座、弹簧、静环及O型橡胶密封圈，转子轴由衬套底孔穿出；在静环上相对放置动环及其O型橡胶密封圈，动环与静环接触面镶嵌摩擦环；制造方法：在不锈钢动环、静环相对工作面上，镶嵌碳化硅摩擦环；组装时将密封垫、静环座、密封衬套用螺钉固定，转子轴由机械密封衬套底孔穿出，再将衬套与电机的上导轴承座用螺钉固定；依次在衬套内放入弹簧、静环及O型橡胶密封圈，相对放置动环及其型橡胶密封圈，用螺钉将动环与转子轴径向固定。满足强腐蚀液体环境的作业要求，延长潜水泵的使用寿命。
【IPC分类】F04D29/02, F04D7/00, F04D29/12
【公开号】CN104895830
【申请号】CN201510296542
【发明人】董盛军, 李洪军, 张诗放, 伍尚斌, 张 成, 王雷, 常辉
【申请人】沈阳潜水泵业有限公司
【公开日】2015年9月9日
【申请日】2015年6月2日