专利名称：集装式机械密封及轴封箱的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及化工泵的机械密封及其轴封箱，特别适用于输送高温、强腐蚀、含固体颗粒的悬浮液等介质的化工泵的轴密封。
在化工泵使用过程中，大约有67％的故障是由于泵轴的机械密封失效所致。因此，化工泵用户深为更换机械密封耗资费力所困扰。如何提高各种工况下机械密封运行的寿命，是各国泵行业技术改进的主攻方向。
影响化工泵机械密封寿命的原因之一是由于机械密封外圆与轴封箱内壁之间空隙太小，一方面机械密封在旋转时产生的热量不易散发，造成密封环工作表面温升过高，缩短机械密封寿命；另一方面，对于输送含有固体颗粒或纤维状物料的泵，因空隙过小常造成介质聚积，加快了密封面磨损，使机械密封过早失效。针对这个问题，世界各主要泵制造商都相继增大了轴封箱尺寸，大尺寸的轴封箱对延长机械密封的寿命起了积极作用，但是由于结构所限，轴封箱中介质流动紊乱，自循环冲洗效果仍然不好，有待进一步改进。
影响机械密封寿命的另一个原因是装配和安装质量。国外在这方面的改进是采用集装式机械密封，即将轴套、机封部件等集装为一体，由机封制造商保证了装配精度后一并装在泵轴上，从而对机械密封安装人员的技术水平要求可降低，又能保证机封的安装质量。但现有的集装式机封结构复杂、制造费用高，尤其是其中的补偿元件(即弹簧)因直接与输送介质接触，在强腐蚀介质中就需用特殊材料制造，这不仅将进一步增大成本，而且仍将严重影响机械密封的寿命。
本实用新型的目的旨在对现有集装式机械密封及轴封箱作进一步改进，以解决存在的问题，为化工泵，特别是输送高温、强腐蚀、悬浮液介质的化工泵提供一种结构设计合理、自循环冲洗效果好、成本低、寿命长的集装式机械密封和轴封箱。
本实用新型的目的是由下述技术方案来达到的
本技术方案展示的集装式机械密封及轴封箱，包括叶轮、泵盖、传动座、旋转环、静环、弹簧、压盖、端盖、集装片、卡环、轴套和轴封箱。其中传动座、旋转环、静环、弹簧、压盖、端盖依次排列套于轴套外，并且通过集装片、卡环，用紧定螺钉与轴套集装为一体。该集装式机械密封装配于泵轴上后，与泵盖、叶轮一起构成轴封箱。由于泵盖尾部设计成漏斗形，因而轴封箱的空腔呈大锥角环形空腔。为了让轴封箱内空腔里的液体能有序流动，空腔内壁上有导流叶片。当把集装式机械密封置于宽敞的大锥角环形空腔的轴封箱中，旋转环和静环就正好处于轴封箱的扩大部分。叶轮转动时，其后盖板上的背叶片和轴封箱中的导流叶片配合，就可使液体介质在空腔内产生有序的强烈循环，一方面无需从泵外通入冲洗液就实现了有效的自冲洗，另一方面又将旋转环与静环摩擦面上产生的热量及时常走，并避免了介质中固体颗粒在旋转环与静环接触面积聚，造成磨损，从面延长了机械密封的寿命。此外，本技术方案还将集装式机械密封中弹簧设计成包覆在机械密封内，使之不与输送介质接触，降低了耐蚀要求和成本，同时也延长了使用寿命。
附图
为本实用新型的结构剖视图。
以下结合附图给出实施例，并对本实用新型作进一步说明。
如附图所示，本实用新型包括叶轮1、泵盖4、传动座6、旋转环8、静环10、弹簧12、压盖13、端盖17、集装片18、卡环19、轴套21和轴封箱24。
机械密封为集装式，由传动座6、旋转环8、静环10、弹簧12、压盖13、端盖17依次排列套于轴套21外，并且通过集装片18、卡环19，用紧定螺钉20与轴套21集装为一体。其中传动座6与轴套21通过螺纹连接为一体，解决了已有技术中因传动座6与轴套21直接加工为一体，而导致的材料浪费和传动座6凹槽内传动销孔7加工困难的问题。旋转环8通过旋转环座9、传动座上销孔7里的传动销与传动座6相连，静环10则通过静环座11同时与弹簧12、压盖13相连。旋转环座9与传动座6之间，静环座11与压盖13之间用O形圈22密封，以防止输送介质进入机械密封内。压盖13下方开有进水口14，上方开有出水口15。为使进入机械密封内的循环冷却水能有效地带走摩擦热，在机封内沿轴向还设置有一导流筒16，该导流筒16一端与压盖13台阶的端头连为一体，另一端伸近静环10与旋转环8的接触面处。这样，当冷却水从压盖13的进水口14进入就可经导流筒16的外围被引至静环10与旋转环8接触面的内侧，对其强制冷却，然后经过导流筒16与轴套21之间的环形通道，从压盖13上方的出水口15流出。被压盖13等机封部件包覆在机械密封内的弹簧12采用静止式大弹簧，位于导流筒16外侧的压盖13台阶与静环10(实际上是静环座)之间，由于不与输送分质接触，加之自由空间大，不仅降低了耐蚀要求，而且也降低了结水垢的敏感性。
按以上结构、安装位置装配的机械密封经调整成合格产品后，就可安装于泵轴23上，用紧定螺钉20进行轴向定位并传递泵轴23转矩使机封与轴同步旋转。
为了降低制造加工精度，使泵轴23和叶轮1可在一定范围自由地轴向移动，而不影响集装式机械密封的端面比压力，轴套21的内孔与相连的叶轮轮毂3的外圆柱面匹配，叶轮轮毂3插入轴套21内孔后，两者之间的径向间隙用O形圈22密封。当需要调节叶轮背叶片2与泵盖4之间的轴向间隙时，松开紧定螺钉20即可。
当集装式机械密封装配于泵轴23上后，就与叶轮1、泵盖4一起构成轴封箱24。该轴封箱24因泵盖4尾部为漏斗形，使之轴封箱24内的空腔呈大锥角环形空腔。泵盖4内壁上沿轴向还铸造有导流叶片5。导流叶片5为四片以上，每片都从泵盖4头向尾部延伸至旋转环8与静环10的接触面处，这样就将轴封箱24内的空腔分隔成若干个循环室，由于流体在其中的循环阻力小，再加上叶轮上背叶片2的抽液作用，流体在每个循环室内就形成了如附图所示方向的强烈循环，既有效地带走了旋转环8与静环10之同的摩擦热，又避免了固体颗粒聚积。除此之外，导流叶片5还可减小轴封箱24中流体的有害迴转功耗。
本实用新型与已有技术相比，具有以下优点1、轴封箱的大锥角空腔，不仅使机械密封置于宽敞的空腔中，而且还和叶轮上的背叶片、空腔内壁上的导流叶片配合，在轴封箱内形成强有力的自冲洗流场，冲洗效果好，不需要另为泵配置外冲洗系统，因此，特别适用于输送含固体颗粒介质的泵。
2、传动座与轴套分为两件，用螺纹连接，既便于加工传动座凹槽中的传动销孔，节省材料，又便于更换传动座以及不同材质的旋转环、静环、来适应不同输送介质的需要。
3、补偿元件(即弹簧)设计与介质隔离，降低了制造材料耐蚀性能要求和成本，节省了昂贵的特种金属。
4、机封内增设的导流筒，有效地实现了机封内强制循环冷却，并与本实用新型的其它结构协同，进一步延长了机械密封的寿命。
5、将轴套与叶轮之间的密封从常规的轴向端面密封改为径向密封，可降低制造加工精度要求，在一定范围内自由地调节叶轮轴向间隙，而不影响机封的端面比压。
权利要求1.一种集装式机械密封及轴封箱，包括叶轮(1)、泵盖(4)、传动座(6)、旋转环(8)、静环(10)、弹簧(12)、压盖(13)、端盖(17)、集装片(18)、卡环(19)、轴套(21)和轴封箱(24)，传动座(6)、旋转环(8)、静环(10)、弹簧(12)、压盖(13)、端盖(17)依次排列套于轴套(21)外，并通过集装片(18)卡环(19)，用紧定螺钉(20)与轴套(21)集装为一体，该集装式机械密封装配于泵轴(23)上后，与泵盖(4)、叶轮(1)一起构成轴封箱(24)，其特征在于①泵盖(4)尾部为漏斗形，使之轴封箱(24)的空腔呈大锥角环形空腔，在空腔内壁上有导流叶片(5)；②机械密封置于大锥角的轴封箱(24)中；③弹簧(12)包覆在机械密封内。
2.根据权利要求1所述的集装式机械密封及轴封箱，其特征在于机械密封内沿轴向还设置有一导流筒(16)，该导流筒(16)一端与压盖(13)内台阶的端头连为一体，另一端伸近静环(10)与旋转环(8)的接触面处。
3.根据权利要求1或2所述的集装式机械密封及轴封箱，其特征在于弹簧(12)采用静止式大弹簧，位于导流筒(16)外侧压盖(13)台阶与静环(10)之间，并被压盖(13)等机封部件包覆在机械密封内。
4.根据权利要求1所述的集装式机械密封及轴封箱，其特征在于轴封箱(24)内壁上的导流叶片(5)为四片以上，沿轴向铸造在泵盖(4)上，并延伸至旋转环(8)与静环(10)的接触面处。
5.根据权利要求1或2或4所述的集装式机械密封及轴封箱，其特征在于传动座(6)与轴套(21)螺纹连接，轴套(21)的内孔与相连的叶轮轮毂(3)外圆柱面匹配，其径向间隙用O形圈(22)密封。
6.根据权利要求3所述的集装式机械密封及轴封箱，其特征在于传动座(6)与轴套(21)螺纹连接，轴套(21)的内孔与叶轮轮毂(3)外圆柱面匹配，其径向间隙用O形圈(22)密封。
专利摘要本实用新型涉及一种在化工泵中使用的机械密封及其轴封箱。机械密封由传动座、旋转环、静环、弹簧、压盖、端盖、集装片、卡环与轴套集装为一体，轴封箱由机械密封装配于泵轴上后，与泵盖，叶轮一起构成。机械密封置于宽敞的大锥角轴封箱内，轴封箱内壁上设置有导流叶片；机械密封中的弹簧与介质隔离，内侧有导流筒；叶轮与轴套之间采用径向密封。本实用新型具有结构设计合理，介质自循环冲洗效果好，成本低，寿命长的优点。
文档编号F16J15/54GK2259526SQ9623336
公开日1997年8月13日 申请日期1996年7月5日 优先权日1996年7月5日
发明者魏宗胜, 许向东 申请人:中国成达化学工程公司