一种水封用组合弹簧、水封及发动机水泵的制作方法

本发明涉及发动机水泵技术领域，尤其涉及一种水封用组合弹簧、水封及发动机水泵。

背景技术

水封是发动机中冷却泵的关键密封部件，发动机水泵中使用的水封内的弹性件一般为波形弹簧或圆柱螺旋弹簧，通过上述弹簧的作用力作用于静环或动环上，从而使动环和静环贴合，从而保证水泵工作时不漏水。

上述水封结构中的圆柱螺旋弹簧或波形弹簧的弹性力，均是随着弹簧变形量的变化而变化。若需要静环和动环保持密封状态，需要弹簧作用在静环或动环上的力保持在预定值基本保持不变。若弹簧变形力减小，则水封的动环和静环之间的面压变小，则水封的密封性不良导致漏水。若弹簧力过大，水封的动环和静环之间面压过大，动环旋转时，两者之间的磨损加快，导致水封是寿命变短。

弹簧保持在预定值基本保持不变，对应的弹簧的变形量难以调节。同时因弹簧很难控制并长时间保持在恒定的变形量的工作状态下，因此，水封结构易出现漏水或者寿命短的情况。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种水封用组合弹簧，此组合弹簧在预设变形范围内的弹性力基本保持不变。

本发明的另一目的在于提供一种水封，应用上述水封用组合弹簧，方便水封的动环和静环之间压力调整，使两者之间的面压保持基本稳定，保证水封的密封性，减少两者之间的磨损，延长水封的使用寿命。

本发明的又一目的在于提供一种发动机水泵，应用上述水封结构，可降低发动机水泵的维修频率，提高发动机水泵的生产效率，延长发动机水泵的使用寿命。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种水封用组合弹簧，包括第一弹簧和所述第一弹簧一端连接的第二弹簧，所述第一弹簧和所述第二弹簧同轴设置；

所述第一弹簧和所述第二弹簧受压后，在预设压缩量范围内，所述水封用组合弹簧的弹力基本保持恒定。

优选地，所述第一弹簧为碟形弹簧或波形弹簧。

优选地，所述第二弹簧为圆柱螺旋弹簧。

本发明还提供了一种水封，包括所述的水封用组合弹簧。

优选地，所述水封用组合弹簧的一端抵压于所述水封的动环或静环。

优选地，所述水封还包括第一固定座和第一传动座；

所述第一传动座一端穿设于所述第一固定座，且能够相对于第一固定座沿轴向往复运动，所述动环套设于所述第一传动座；

所述静环套设于所述第一固定座，且其一端抵压于所述动环，所述水封用组合弹簧的两端分别抵压于所述静环的另一端和所述第一传动座。

优选地，所述第一固定座设置有环形槽，所述环形槽包括内壁和外壁，所述静环设置于所述内壁和所述外壁之间，所述水封用组合弹簧的两端分别抵压于所述静环和所述环形槽的槽底。

优选地，所述静环和所述外壁之间设置有限位环。

优选地，所述水封还包括第二固定座和第二传动座；

所述传动座穿设于所述固定座，且能够相对于所述固定座沿轴向往复运动，所述静环位于所述固定座内，所述动环套设于所述传动座，所述动环位于所述静环上方，且其一端抵压于所述静环；

所述水封用组合弹簧的两端分别抵压于所述传动座和所述动环的另一端。

优选地，所述第二传动座伸入所述第二固定座的一端设置有翻边，所述翻边卡设于所述第二固定座的内孔。

本发明又提供了一种发动机水泵，包括所述的水封用组合弹簧或所述的水封。

本发明的有益效果：本发明中提供了一种水封用组合弹簧，通过第一弹簧和第二弹簧形成的组合弹簧，在预设变形范围内，组合弹簧的变形力基本保持不变，解决了水封中的弹簧的变形力难以调整的问题。

本发明中提供的水封，通过上述水封用组合弹簧调整动环和静环之间的面压，使两者面压基本保持稳定，保证水封的密封性，同时，也降低了动环和和静环之间的磨损，延长了水封的使用寿命。

本发明中提供的发动机水泵，应用上述水封结构，可降低发动机的维修频率，提高生产效率，延长发动机水泵的使用寿命。

附图说明

图1是本发明的实施例一中的水封用组合弹簧的结构示意图；

图2是本发明的实施例一中的水封用组合弹簧的变形量和变形力的曲线关系图；

图3是本发明的实施例一中的水封的结构示意图；

图4是本发明的实施例二中的水封的结构示意图。

图中：

1、第一弹簧；2、第二弹簧；3、动环；

4、静环；

5、第一固定座；51、环形槽；

6、第一传动座；61、外翻槽；

7、第一密封圈；

8、第二密封圈；

9、垫圈；

10、限位环；11、第二固定座；12、第二传动座；13、第一支撑座；14、第二支撑座；15、波纹管；16、密封垫。

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发明的技术方案。

实施例一

本实施例中提供了一种水封用组合弹簧，主要用于发动机水泵的水封中，解决水封中采用一种类型的弹簧，在调整动环3和静环4之间的面压时，弹簧的变形量不易调整的问题。且即使调整后，使用一段时间后，又因弹簧自身因素，工作振动等因素影响，再次出现密封效果不良或两者磨损严重的问题。

如图1所示，上述水封用组合弹簧包括第一弹簧1和与第一弹簧1的一端连接的第二弹簧2，第一弹簧1和第二弹簧2同轴设置。

第一弹簧1和第二弹簧2受压后，在预设压缩量范围内，水封用组合弹簧的弹力基本保持恒定。此处的弹力基本保持恒定是指，组合弹簧在受压的变形量在预设范围内时，组合弹簧的变形力在恒定值的附近小范围内波动，此弹性力的变化对静环4和动环3的密封效果无影响。

具体地，本实施例中的第一弹簧1为碟形弹簧，第二弹簧2为圆柱螺旋弹簧。此外，在其他实施例中第一弹簧1还可以为波形弹簧。

如图2所示，a、b曲线分别为碟形弹簧和圆柱螺旋弹簧的变形量和变形力之间的曲线关系。图中的c曲线为两者叠加后的变形量和变形力之间的曲线关系。图中c曲线的变形量在x1至x2的范围内，组合弹簧的变形力f0基本保持不变。因此，当组合弹簧用于水封中，因变形力f对应的变形量x的范围大，易于调整动环3和静环4之间的压力。

本实施例中的碟形弹簧和圆柱螺旋弹簧的高度，根据实际需要进行调整。

如图3所示，本实施例中还提供了一种水封，包括上述水封用组合弹簧。还包括第一固定座5和第一传动座6，第一传动座6能够相对于第一固定座5沿轴向往复运动。具体地，第一传动座6的一端穿设于第一固定座5，此端设置有翻边，翻边与第一固定座5的内孔卡设，另一端设置有外翻槽61。动环3设置于第一传动座6的外翻槽61内。第一传动座6设置翻边，防止第一传动座6从第一固定座5内脱出，限制第一传动座6向上运动，同时使整体结构保持相对位置稳定，各个结构不散落。

静环4位于第一固定座5内，且其一端抵压于动环3。具体地，第一固定座5设置有环形槽51，环形槽51包括外壁和内壁，静环4设置于外壁和内壁之间，在静环4和外壁之间设置有限位环10，限位环10用于限制静环4的径向位移和静环4轴向转动。

水封还包括套设于环形槽51的内壁的垫圈9，静环4和内壁之间设置有第一密封圈7，上述垫圈9用于支撑静环4和第一密封圈7，第一密封圈7用于密封内壁与静环4之间的间隙，防止自限位环10至环形槽51内部的水经静环4和内壁之间的间隙进入水封内部。动环3与第一传动座6的外翻槽61的外壁之间设置有第二密封圈8，防止外部的水经第一传动座6和动环3之间的间隙进入水封内部。

组合弹簧的两端分别抵压于静环4和环形槽51的槽底。具体地，本实施例中的，组合弹簧的两端分别抵压于垫圈9和环形槽51的槽底，碟形弹簧不与圆柱螺旋弹簧连接的一端可以抵压于垫圈9，即抵压于静环4，圆柱螺旋弹簧不与碟形弹簧连接的一端可以抵压于环形槽51的槽底。在其他实施例中碟形弹簧和圆柱螺旋弹簧的上下位置关系可根据实际需要进行调整。

在使用上述水封时，第一传动座6为筒形件，且过盈装配于水泵的中心轴上，第一固定座5固定于水泵的水泵座上，通过调整第一传动座6在水泵的中心轴上的距离，从而调整第一传动座6和第一固定座5的相对位置，相当于调整了组合弹簧的变形力，即调整至动环3和静环4之间的压力满足要求值。调整第一传动座6和第一固定座5之间的距离时，静环4、第一密封圈7和垫圈9均相对于第一固定座5和限位环10之间沿轴向运动。

本实施例中还提供了一种发动机水泵，包括上述的水封用组合弹簧或包括上述的水封。

发动机水泵利用上述水封用组合弹簧，提高水封的使用寿命，降低水封的维修次数，即降低了发动机水泵的维修频率，提高了发动机水泵的生产效率，降低了水泵使用时的停机次数。

实施例二

在上述实施例一的基础上，如图4所示，本实施例还提供了一种水封，包括上述实施例一中的水封用组合弹簧，还包括固定座和传动座，本实施例中的水封包括第一固定座11、第二传动座12、第一支撑座13、第二支撑座14、波纹管15和密封垫16。其中，第二传动座12与第一支撑座13可为一体结构作为传动座，第二固定座11和第二支撑座14可为一体结构作为固定座。还可以为第二传动座12、第一支撑座13、波纹管15和第二支撑座14为一体结构作为传动座，第一固定座11为固定座。

本实施例中的第二传动座12为筒形，第二传动座12能够相对于第二固定座11沿轴向往复运动，第二传动座12的一端穿设于第二固定座11，此端设置有翻边，卡设于第二固定座11的内孔，第二传动座12的另一端穿设于第一支撑座13内。

静环4套设于第二传动座12，静环4与第二传动座12之间有间隙，静环4位于第二固定座11内，与第二固定座11固定不动，密封垫16挤压于第二固定座11和静环4之间。动环3均套设于第二传动座12，动环位于静环4的上方，且其一端抵压于静环4实现密封。

第二支撑座14位于第一支撑座13和第二固定座11之间，且套设于第二传动座12。水封用组合弹簧套设于第一支撑座13，且设置于第一支撑座13的外翻边和第二支撑座14之间。本实施例中的圆柱螺旋弹簧未连接碟形弹簧的一端抵压于第二支撑座14，碟形弹簧未连接圆柱螺旋弹簧的一端抵压于第一支撑座13的外翻边。在此实施例中，碟形弹簧和圆柱螺旋弹簧的上下位置关系可以根据实际需要调整。

第二传动座12和第一支撑座13之间，及第二支撑座14和动环3之间均设置有波纹管15。第一支撑座13和第二传动座12两者之间的波纹管15，与动环3和第二支撑座14之间的波纹管15为一体结构。经波纹管15密封第二传动座12和第一支撑座13之间的间隙，以及动环3和第二支撑座14之间的间隙。在动环3和第二固定座11之间设置密封垫16，防止外部的水经第二固定座11和动环3之间的间隙进入水封内部。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。