专利名称：一种耐磨损的齿轮泵的制作方法
技术领域：
本发明涉及齿轮泵技术领域，是用机械密封把轴承腔与齿轮腔完全隔离并单独润滑轴承；在齿轮侧端面嵌入硬质合金环并采用超硬材料做侧板的齿轮泵。
背景技术：
目前，国内外现有的各种齿轮泵只适合泵送清洁的有一定润滑性的泵送介质，对中压(2至4Mpa)输送含有大量磨粒(机械杂质)的重油、渣油和煤焦油会很快磨损报废。根据我们对筑路机行业，沥青拌合站高压燃烧器(需要2.5至3.5Mpa压力)使用用户的调查，普通齿轮泵泵送煤焦油一般工作8至40小时就完全报废(既泵的工作压力在2Mpa时，泵的流量效率已不足40％)，其它类型的中、高压泵，比如螺杆泵情况也是一样。
造成上述的根本原因是1、普通齿轮泵的轴承通常是靠泵送介质来润滑，普通齿轮泵的轴承通常采用铜合金为材料的滑动轴承；拿煤焦油举例煤焦油不像石油产品具有润滑性，含硫、苯，尤其是含有大量灰份(机械杂质)，这样的泵送介质对轴承完全没有润滑作用，它像研磨剂一样很快将轴承磨损，随着磨损引起轴承间隙的不断加大，使齿顶圆刮蹭并严重磨损泵体齿轮腔内孔，使内泄漏大量增加(约占造成泵效率损失的50％)。即使已有齿轮泵采用带防尘盖的滚动轴承，因无法彻底隔绝煤焦油(或其它毫无润滑作用的化工燃料)和微小颗粒的进入，对防止轴承磨损没有作用；也有在齿轮腔与轴承腔之间加装橡胶圈的齿轮泵，因无法解决其橡胶圈迅速磨损(根据用煤焦油试验，至氟胶圈磨损漏油不会超过4小时)，对防止轴承磨损也没有实际意义。
2、与齿轮侧端面相对摩擦的侧板，普通齿轮泵也是采用铜合金为材料，在强磨粒研磨和冲刷下会很快磨损(约占造成泵效率损失的35％)。曾有齿轮泵采用淬火钢做侧板，但因淬火钢与齿轮同为合金碳钢，在相对摩擦中极易受热变形，不得不加大侧板与齿轮侧端面的间隙，结果是侧板与齿轮侧端面的磨损没有多少改进，反而使泵的流量效率大幅度降低。
发明内容
本发明的目的是根本解决上述引起泵失效的两个主要原因，提供一种使用机械密封隔离轴承腔，硬化齿轮侧端面和侧板的耐磨损的齿轮泵。
为实现上述目的，本发明采取以下设计方案，它主要包括有前泵盖该前泵盖内有两个轴承腔和容纳对应机械密封和侧板的空间；泵体该泵体内有容纳主动齿轮和从动齿轮的齿轮腔；后泵盖该后泵盖内有两个轴承腔和容纳对应机械密封和侧板的空间；主动齿轮和从动齿轮，齿轮的两侧各有1个侧板，主、从动齿轮由4个滚针轴承支撑。
本发明的特征在于在齿轮腔与4个轴承腔之间分别设有4个将齿轮腔与轴承腔隔离密封的机械密封；在主动齿轮和从动齿轮两侧的4个端面内各嵌有硬质合金环，该硬质合金环与超硬材料制成的侧板产生相对摩擦。
本齿轮泵设计方案的两个主要的特点是1、由于使用机械密封和成功地设计出轴向尺寸极为紧凑的机械密封，从而把轴承腔与齿轮腔完全隔离开，并使用一次性润滑脂对轴承单独润滑。
普通机械密封的轴向尺寸过长，因齿轮泵本身的特性，若在齿轮两侧，两轴承之间加入两套普通机械密封，会使两个轴承(支点)之间距离拉的过长，造成泵在工作时高压腔压力迫使齿轮轴产生的绕度过大，从而使齿顶圆刮蹭泵体内孔，甚至摩擦造成齿顶圆产生大量机械瘤卡死齿轮，不能转动。另外普通机械密封动环的驱动设计，也不足以克服煤焦油冷却后产生的胶质对动、静环摩擦副造成的粘接力。
本机械密封设计的最独创之处在于两个动环销结构相对于两个动环驱动耳结构是设计在同一径截面内相差90度的位置上(或说是利用同一轴向尺寸)，从而比传统意义上的机械密封大大地缩短了轴向尺寸，控制齿轮轴绕度在可以接受的范围之内；同时设计了两个大直径的动环销驱动动环座，再通过动环座驱动动环，解决了煤焦油粘接动、静环摩擦副，和因动环旋转时的径向振幅对动环销造成磨损的问题，可靠地隔离了轴承腔。
2、在齿轮侧端面嵌入硬质合金环并采用超硬材料做侧板，这样就成功地解决了齿轮侧端面和侧板磨损的问题。
本发明的优点是由于采用轴向尺寸极小的机械密封将轴承腔与齿轮腔完全隔离并使用一次性润滑脂对轴承单独润滑；在齿轮侧端面嵌入硬质合金环并采用超硬材料做侧板，从而大大提高了齿轮泵的耐磨损性，适合中压(2至4Mpa)泵送各种含有大量机械杂质的重油、渣油、煤焦油和化学合成燃料油。对泵送上述油品实际的检测效果非常明显，相对于现有的齿轮泵，寿命成几倍至二十几倍的提高，且油越脏这一差距就越大；但本发明对泵送洁净的润滑油没有任何优势。
图1为本发明的剖视结构示意2为图1的局部剖视结构放大示意3为本发明的静环结构示意4为图3静环的左视剖视结构示意5为本发明的动环结构示意6为图5动环的左视剖视结构示意7为图5动环的俯视结构示意8为本发明的动环座结构示意9为图8动环的A-A向剖视结构示意10为本发明的前泵盖、泵体、后泵盖结构示意图具体实施方式
参见图1、图2、图10、所示一种耐磨损的齿轮泵，它主要包括有前泵盖1该前泵盖1内有两个轴承腔19、23和容纳对应机械密封和侧板的空间25；泵体3该泵体3内有容纳主动齿轮4和从动齿轮6的齿轮腔20；后泵盖5该后泵盖5内有两个轴承腔21、22和容纳对应机械密封和侧板的空间24；主动齿轮4和从动齿轮6，齿轮的两侧各有1个侧板2，主、从动齿轮由4个滚针轴承16支撑。
在齿轮腔20与4个轴承腔19、23、21、22之间分别设有4个将齿轮腔20与轴承腔19、23、21、22隔离的机械密封(见图10、图1)；在主动齿轮和从动齿轮两侧的4个端面内各嵌有硬质合金环7，该硬质合金环7与超硬材料制成的侧板2产生相对摩擦(见图1)。机械密封可有效地隔离输送介质中机械杂质，避免了对轴承的磨损，而硬质合金环7与超硬材料制成的侧板2产生相对摩擦，大大提高了主、从动齿轮两侧端面与侧板的抗磨损性能，从而根本上解决了现有齿轮泵不能耐受强磨粒磨损的难题。
参见图2至图9所示机械密封包括有静环13、动环12、动环座10、波形弹簧8；在静环13的外沿处设有销缺口131(见图3)，用于与静环销15销接(见图1)，在动环12的外端面上设有两个对称的驱动耳121(见图7)，在动环座10的外圆周面上开有两个对称的凹槽101(见图8)，所述的两个驱动耳121进入动环座的两个凹槽101内(见图8、图2)，在动环座10的内侧端面上设有“O”型圈凸压环103(见图9)，在动环座10的外侧端面的内径处设有两个对称的销槽102(见图8、图9)，用于与动环销17销接(见图2)。
由于动环销17与动环座销槽102结构相对于动环座凹槽101与动环驱动耳121结构在同一径截面内相差90°的位置上(见图8、图2)，使机械密封轴向尺寸极为紧凑，使得齿轮轴工作绕度在可控制的范围内；又由于齿轮轴通过两个相对大直径的动环销17驱动动环座10，再通过动环座10驱动动环12，克服了煤焦油粘接动、静环摩擦副18的问题(见图2)，和解决了因动环旋转时的径向振幅对动环销17造成磨损的问题；机械封的波形弹簧8一端顶在齿轮轴肩上，另一端通过垫圈9、动环座10、动环“O”型圈11，给动环的摩擦副18施加轴向力，静环“O”型圈14一侧顶在轴承16外圈的侧端，另一侧承受通过静环传来的轴向力(见图2)，使运转的机械封摩擦副可靠地把脏油密封在轴承腔以外。
主、从动齿轮由4个滚针轴承16支撑(见图2)，是使用一次性特种润滑脂对滚针轴承16进行单独润滑，保证了使用的可靠性。
权利要求
1.一种耐磨损的齿轮泵，它主要包括有前泵盖(1)该前泵盖(1)内有两个轴承腔(19、23)和容纳对应机械密封和侧板的空间(25)；泵体(3)该泵体(3)内有容纳主动齿轮(4)和从动齿轮(6)的齿轮腔(20)；后泵盖(5)该后泵盖(5)内有两个轴承腔(21、22)和容纳对应机械密封和侧板的空间(24)；主动齿轮(4)和从动齿轮(6)，齿轮的两侧各有1个侧板(2)，主、从动齿轮由4个滚针轴承(16)支撑；其特征在于在齿轮腔(20)与4个轴承腔(19、23、21、22)之间分别设有4个将齿轮腔(20)与轴承腔(19、23、21、22)隔离密封的机械密封；在主动齿轮和从动齿轮两侧的4个端面内各嵌有硬质合金环(7)，该硬质合金环(7)与超硬材料制成的侧板(2)产生相对摩擦。
2.根据权利要求1所述的耐磨损的齿轮泵，其特征在于机械密封的静环(13)的外沿处设有销缺口(131)，机械密封的动环(12)的外端面上设有两个对称的驱动耳(121)，机械密封的动环座(10)的外圆周面上开有两个对称的凹槽(101)，在动环座(10)的内侧端面上设有“O”型圈凸压环(103)，在动环座(10)的外侧端面的内径处设有两个对称的销槽(102)。
3.根据权利要求2所述耐磨损的齿轮泵，其特征在于机械密封的动环座销槽102相对于动环座凹槽101是在同一径截面内相差90°的位置上；动环销17驱动动环座10，再通过动环座10驱动动环12；机械密封的波形弹簧(8)一端顶在齿轮轴肩上，另一端通过垫圈(9)、动环座(10)、动环“O”型圈(11)，给动环的摩擦副(18)施加轴向力，静环“O”型圈(14)一侧顶在轴承(16)外圈的侧端，另一侧承受通过静环传来的轴向力。
全文摘要
一种耐磨损的齿轮泵，它主要包括有前泵盖、泵体、后泵盖、主从动齿轮；其特点是，在齿轮腔与4个轴承腔之间分别设有4个将齿轮腔与轴承腔隔离密封的机械密封；在主动齿轮和从动齿轮两侧的4个端面内各嵌有硬质合金环，该硬质合金环与超硬材料制成的侧板产生相对摩擦。本发明的优点是由于采用机械密封将轴承完全隔离润滑，硬化齿轮侧端面和侧板，从而大大提高了齿轮泵的耐磨损性，适合中压泵送各种含有大量机械杂质的重油、渣油、煤焦油和化学合成燃料油。对泵送上述油品实际的检测效果非常明显，相对于现有齿轮泵，寿命成几倍至二十几倍的提高，且油越脏这一差距就越大。
文档编号F04C2/00GK1948759SQ20051011256
公开日2007年4月18日 申请日期2005年10月11日 优先权日2005年10月11日
发明者徐晓旭, 王伟 申请人:徐晓旭, 东雄企业有限公司