一种水泵机封腔及水泵的制作方法

本实用新型涉及水泵领域，尤其涉及一种水泵机封腔的腔体结构。

背景技术：

在化工和石油企业的生产中，原料、半成品和成品大多是液体，而将原料制成半成品和成品，需要经过复杂的工艺过程，泵在这些过程中起到了输送液体，为化学反应提供压力、流量的作用。此外，还可以用泵来调节温度。在农业生产中，水泵的用途是主要的排灌机械。我国农村幅员广阔，每年农村都需要大量的泵。据统计资料显示，农业用泵占其总产量一半以上。在矿业和冶金工业中，水泵也是使用最多的设备。如矿井下的排水、选矿、冶炼、轧制过程中，需要用泵来供水等。在电力部门中，热电厂需要大量的锅炉给水泵、冷凝水泵、循环水泵、灰渣液泵等。在船舶制造工业中，每艘远洋轮上所使用的各种泵大多都在百台以上，其类型也是各式各样的。在国防建设中，飞机襟翼、尾舵和起落架的调节，军舰和坦克炮塔的转动，潜艇的沉浮等都会用到泵。在一些国防尖端技术方面，如原子能发电站、核反应堆和火箭基地，不但需要泵，而且对泵有很多特殊的要求，如输送高温、高压和有放射性的液体，有的还要求无任何泄漏等。其他水泵的用途如城市的给排水、内燃(蒸汽)机车的用油(水)、机床中的润滑和冷却、纺织工业中输送漂白液和染料、造纸工业中输送纸浆，以及食品工业中输送牛奶和糖类等，都需要有大量的泵。总之，无论是重工业还是轻工业，无论是国防建设还是军事装备，无论是尖端科学技术还是日常的生活，到处都需要用泵，到处都有泵在运行。所以水泵的用途是机械工业中重要产品之一，是发展现代工业、农业、国防、科学技术必可少的机器设备，掌握使用维护知识和技能具有重要的现实意义。水泵一般由泵体、泵轴、叶轮、机封装置和轴承体等部分组成，被广泛应用于跨流域调水、农田灌溉、生产供排水等领域。但在输送有磨蚀性的固液两相流如黄河水等含泥沙水时，水泵叶轮的叶片、密封环处磨损严重，从而影响水泵的工作性能，甚至造成叶轮损坏，水泵停机，生产中需经常更换，增加了用户停机、更换的额外工作更是影响生产效率。泵轴经轴承体支撑，泵轴前端与叶轮固定连接，叶轮设在泵体内，轴承体经泵盖与泵体固定连接，为了保证叶轮在运转时，泵体内的液体不能渗漏到轴承体内，通常在叶轮和轴承体之间设有机封腔，而机封腔通常设在泵盖中心腔，泵盖前端设有与叶轮相连接的密封孔，中部设有与定位套相连接的通孔，后部设有机封腔，泵盖外周圆周阵列有与轴承体相连接的固定孔，泵盖中心的通孔和机封腔内的泵轴上依次固定套有定位套、机械密封和机封压盖，泵盖前端经密封环与叶轮密封连接，后端经紧固螺栓与泵盖密封连接。其不足是：由于机封装置零件多，则无法保证每个配合面的精密度，致使机封腔腔体的密封性能降低,而且机封腔腔体呈圆柱状在安装时剩余操作空间极小，往往很难操作，造成零件更换时的装配不便，并且在使用时如果介质中含有颗粒物时，容易造成颗粒物与机械密封的摩擦，造成机械密封的损坏，严重影响水泵机械密封的密封性，更严重时可能会造成水泵抽取的液体透过机封装置泄露到泵轴上，影响泵轴的寿命以及对轴承体造成液体腐蚀，对于整个水泵的维护保养工作有着众多影响。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于：提供一种水泵机封腔，其可在保证机械密封密封性的前提下提供更大的空间以方便维修安装作业，并且在水泵运行时抽取液可以直接对机械密封进行冷却不需要外加冷却装置，而且密封腔空间更大，不易于颗粒物停留，减少磨损。

本发明的另一个目的在于提供一种水泵，其可以不需要外部冷却装置对机械密封进行冷却，机械密封磨损率减小，维修装配更方便。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一方面，提供一种水泵机封腔，包括水泵的泵盖，设置在所述泵盖上的中心通孔，所述中心通孔朝向叶轮的一侧设置有与所述中心通孔相连的机封腔，所述机封腔呈锥形腔体结构，沿其轴向具有靠近叶轮方向的机封腔第一端以及与所述机封腔第一端相对的机封腔第二端，所述机封腔第一端的直径大于所述机封腔第二端的直径，所述机封腔第二端通过机械密封装置进行密封。

作为所述的水泵机封腔的一种优选技术方案，所述机械密封装置包括动环、静环以及辅助密封件，所述机封腔第一端具有用于连接所述叶轮的第一定位台阶，所述机封腔第二端具有用于连接所述机械密封装置的所述静环的第二定位台阶。

作为所述的水泵机封腔的一种优选技术方案，所述第一定位台阶与所述第二定位台阶之间通过锥形内环面进行连接，在所述锥形内环面与所述第二定位台阶之间设置有用于扩充机封腔内部空间的扩容面。

作为所述的水泵机封腔的一种优选技术方案，所述第一定位台阶与所述叶轮之间设置有耐磨环。

作为所述的水泵机封腔的一种优选技术方案，所述耐磨环通过螺栓固定安装在所述第一定位台阶上。

作为所述的水泵机封腔的一种优选技术方案，所述机械密封装置的静环利用防转销固定安装在所述第二定位台阶上。

作为所述的水泵机封腔的一种优选技术方案，所述防转销固定设置在所述第二定位台阶上，并且所述防转销的轴线方向与所述机封腔的轴线方向相同。

作为所述的水泵机封腔的一种优选技术方案，所述机封腔第一端的直径与所述机封腔第二端的直径比为2:1至5:1。

作为所述的水泵机封腔的一种优选技术方案，所述锥形内环面与所述扩容面之间通过过渡圆弧连接。

另一方面，提供一种水泵所述水泵设有如上所述的水泵机封腔。

本实用新型的有益效果为：其可在保证机械密封密封性的前提下提供更大的空间以方便维修安装作业，并且在水泵运行时抽取液可以直接对机械密封进行冷却不需要外加冷却装置，而且密封腔空间更大，不易于颗粒物停留，减少磨损。

附图说明

下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。

图1为实施例所述水泵结构示意图。

图2为实施例所述耐磨泵轴结构示意图。

图3为图2中A处放大图。

图4为图1中B处放大图。

图5为图1中C处放大图。

图6为图1中D处放大图。

图中：

1、蜗壳；2、泵盖；3、轴承座；4、螺栓；5、顶丝螺丝；6、叶轮；7、机封腔；8、机械密封装置；9、耐磨泵轴；10、第一轴体；11、第二轴体；12、第三轴体；13、耐磨轴套；14、第一轴套；15、第二轴套。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

如图1～6所示，于本实施例中，本实用新型所述的一种水泵，包括依次连接的蜗壳1、泵盖2以及轴承座3，所述蜗壳1上与所述泵盖2连接的端面设置有第一定位台阶，所述泵盖2上与所述蜗壳1连接的端面设置有第二定位台阶，所述第一定位台阶与所述第二定位台阶相配合用于定位所述蜗壳1与所述泵盖2，所述泵盖2上与所述轴承座3连接的端面设置有第三台阶，所述轴承座3上与所述泵盖2连接的端面设置有第四台阶，所述第三台阶与所述第四台阶相配合用于定位所述泵盖2与所述轴承座3，所述蜗壳1与所述泵盖2通过螺栓4连接，所述泵盖2与所述轴承座3通过螺栓4连接，在所述泵盖2上设置有能够将所述蜗壳1顶向远离所述泵盖2的方向的顶丝螺丝5，在所述轴承座3上设置有能够将所述泵盖2顶向远离所述轴承座3的方向的顶丝螺丝5，所述轴承座3远离所述泵盖2的一端设置有轴盖，用于驱动叶轮6的耐磨泵轴9依次穿过所述轴盖、所述轴承座3、所述泵盖2与设置在所述蜗壳1以及所述泵盖2之间的叶轮6固定连接；

所述泵盖2上设置有中心通孔，所述中心通孔朝向所述叶轮6的一侧设置有与所述中心通孔相连的机封腔7，所述机封腔7呈锥形腔体结构，沿其轴向具有靠近叶轮6方向的机封腔第一端以及与所述机封腔第一端相对的机封腔第二端，所述机封腔第一端的直径大于所述机封腔第二端的直径，所述机封腔第二端通过机械密封装置8进行密封；

所述耐磨泵轴9，包括泵轴本体，所述泵轴本体具有与水泵叶轮6连接的第一轴体10、与机械密封装置8连接的第二轴体11以及与驱动电机连接的第三轴体12，所述第二轴体11与所述机械密封装置8之间设置有防止机械密封装置8对所述第二轴体11造成磨损的耐磨轴套13；

所述第一轴体10与所述第二轴体11为一体结构，在其远离所述第一轴体10的端部设置有轴体第一连接部，所述第三轴体12靠近所述第二轴体11的端部设置有轴体第二连接部，所述第一轴体10以及所述第二轴体11与所述第三轴体12通过所述轴体第一连接部以及所述轴体第二连接部可拆卸连接；

所述耐磨轴套13包括靠近所述第一轴体10的第一轴套14以及靠近所述第二轴体11的第二轴套15，所述第一轴套14与所述第二轴套15通过螺纹机构连接。

所述第一轴体10与所述第二轴体11为一体结构，在其远离所述第一轴体10的端部设置有轴体第一连接部，所述第三轴体12靠近所述第二轴体11的端部设置有轴体第二连接部，所述第一轴体10以及所述第二轴体11与所述第三轴体12通过所述轴体第一连接部以及所述轴体第二连接部可拆卸连接；

所述耐磨轴套13包括靠近所述第一轴体10的第一轴套14以及靠近所述第二轴体11的第二轴套15，所述第一轴套14与所述第二轴套15通过螺纹机构连接。

具体的，本实施例中所述第二轴体11的直径大于所述第一轴体10的直径以在两者相连接的位置形成第一定位台阶面，所述第一轴套14包括第一轴套14本体以及第一轴套14限位部，所述第一轴套14本体与所述第一轴套14限位部之间形成第一限位面，所述第一限位面与所述第一定位台阶面抵接；

所述轴体第一连接部与所述第二轴体11向连接的位置形成第二定位台阶面，所述第二轴套15包括第二轴套15本体以及第二轴套15限位部，所述第二轴套15本体与所述第二轴套15限位部之间形成第二限位面，所述第二限位面与所述第二定位台阶面抵接。

所述轴体第一连接部与所述轴体第二连接部之间通过联轴器进行连接。

在其他实施例中所述轴体第一连接部以及是轴体第二连接部之间还可以采用其他连接方式进行连接。

作为一种优选的技术方案，所述第三轴体12上还具有分别与轴承连接的第一支撑部与第二支撑部，所述第一支撑部以及所述第二支撑部直径相同。所述第二轴套15本体的内径大于所述第一轴套14本体的外径。

更加优选的，所述第一轴套14本体上沿其轴线方向设置有若干凹槽，以使所述第一轴套14本体在与所述第二轴套15本体螺纹连接时可发生弹性变形。

具体的，在本实施例中，所述泵轴本体采用C45钢或20Cr13钢加工而成。所述轴套采用316号不锈钢加工而成。

所述泵轴本体以及所述轴套的材料并不局限于上述材料，任何本领域中该产品所惯用的材料均可应用于本方案。

本实施例中叶轮6的固定方式为：所述第一轴体10远离所述第二轴体11的端部设置有一段螺纹，并通过与所述螺纹相配合的螺母固定连接叶轮6。

本实施例中所述的泵盖2，包括设置在所述泵盖2上的中心通孔，所述中心通孔朝向叶轮6的一侧设置有与所述中心通孔相连的机封腔7，所述机封腔7呈锥形腔体结构，沿其轴向具有靠近叶轮6方向的机封腔第一端以及与所述机封腔第一端相对的机封腔第二端，所述机封腔第一端的直径大于所述机封腔第二端的直径，所述机封腔第二端通过机械密封装置8进行密封。

具体的，所述机械密封装置8包括动环、静环以及辅助密封件，所述机封腔第一端具有用于连接所述叶轮6的第一定位台阶，所述机封腔第二端具有用于连接所述机械密封装置8的所述静环的第二定位台阶。

进一步的，所述第一定位台阶与所述第二定位台阶之间通过锥形内环面进行连接，在所述锥形内环面与所述第二定位台阶之间设置有用于扩充机封腔7内部空间的扩容面。

作为一种优选的技术方案，所述第一定位台阶与所述叶轮6之间设置有耐磨环。所述耐磨环通过螺栓4固定安装在所述第一定位台阶上。所述机械密封装置8的静环利用防转销固定安装在所述第二定位台阶上。所述防转销固定设置在所述第二定位台阶上，并且所述防转销的轴线方向与所述机封腔7的轴线方向相同。

在本方案中，所述机封腔第一端的直径与所述机封腔第二端的直径比为2:1至5:1。

具体的在本实施例中所述机封腔第一端的直径与所述机封腔第二端的直径比为3:1。

更进一步的，所述锥形内环面与所述扩容面之间通过过渡圆弧连接。

本实施例中所述蜗壳1上与所述泵盖2连接的端面设置有第一定位台阶，所述泵盖2上与所述蜗壳1连接的端面设置有第二定位台阶，所述第一定位台阶与所述第二定位台阶相配合用于定位所述蜗壳1与所述泵盖2，所述泵盖2上与所述轴承座3连接的端面设置有第三台阶，所述轴承座3上与所述泵盖2连接的端面设置有第四台阶，所述第三台阶与所述第四台阶相配合用于定位所述泵盖2与所述轴承座3，所述蜗壳1与所述泵盖2通过螺栓4连接，所述泵盖2与所述轴承座3通过螺栓4连接，在所述泵盖2上设置有能够将所述蜗壳1顶向远离所述泵盖2的方向的顶丝螺丝5，在所述轴承座3上设置有能够将所述泵盖2顶向远离所述轴承座3的方向的顶丝螺丝5。

具体的，所述蜗壳1靠近边沿位置均匀设置有12个螺纹孔，所述泵盖2边沿设置有与所述蜗壳1上的螺纹孔位置对应的12个通孔，所述泵盖2以及所述蜗壳1通过穿过所述通孔并插入所述螺纹孔中的螺杆进行连接，所述螺杆远离所述蜗壳1的端部通过螺母锁紧。所述轴承座3靠近边沿位置设置有8个通孔，所述泵盖2与所述轴承座3连接的一面上设置有与所述通孔位置对应的8个螺纹孔，所述轴承座3通过穿过所述通孔并插入所述螺纹孔中的螺杆进行连接，所述螺杆远离所述蜗壳1的端部通过螺母锁紧。所述泵盖2上设置有两个带螺纹通孔，两个所述带螺纹通孔与所述泵盖2上用于与所述蜗壳1和所述轴承座3连接用的通孔不重合，且两所述带螺纹通孔相对于所述泵盖2的轴线对称设置，所述两个带螺纹通孔对应的所述蜗壳1上的位置为平整端面，所述轴承座3上设置有两个带螺纹通孔，两个所述带螺纹通孔与所述轴承座3上用于与所述泵盖2连接用的通孔不重合，且两所述带螺纹通孔相对于所述轴承座3的轴线对称设置，所述两个带螺纹通孔对应的所述泵盖2上的位置为平整端面，所述顶丝螺丝5有四个，并安装在所述四个带螺纹通孔中。

进一步的，所述蜗壳1与所述泵盖2相连接的端面设置有橡胶密封垫圈。所述蜗壳1内部设置有用于安装叶轮6的叶轮安装台阶，所述叶轮安装台阶与所述叶轮6之间设置有耐磨环。所述泵盖2上的所述通孔以及所述螺纹孔位于同一圆周上，所述轴承座3与所述泵盖2上的通孔相对应的位置设置有让位槽。所述泵盖2与所述轴承座3相连接的端面设置有橡胶密封垫。所述轴承座3远离所述泵盖2的一端设置有轴盖，用于驱动叶轮6的耐磨泵轴9依次穿过所述轴盖、所述轴承座3、所述泵盖2与设置在所述蜗壳1以及所述泵盖2之间的叶轮6固定连接。

于本文的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于在描述上加以区分，不具有特殊含义。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理，在本实用新型所公开的技术范围内，任何熟悉本技术领域的技术人员所容易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围内。

以上通过具体的实施例对本实用新型进行了说明，但本实用新型并不限于这些具体的实施例。本领域技术人员应该明白，还可以对本实用新型做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本实用新型的精神，都应在本实用新型的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。此外，以上多处所述的“一个实施例”、“另一个实施例”等表示不同的实施例，当然也可以将其全部或部分结合在一个实施例中。