改进密封结构的离心泵的制作方法

本实用新型涉及一种离心泵，尤其涉及一种改进密封结构的离心泵。

背景技术：

水泵做为一种通用机械，被广泛应用于日常生活与工业生产中。水泵产品中存在着各种间隙，主要包括叶顶间隙、口环间隙、平衡盘间隙、泵体端面间隙等，这类间隙的大小会对水泵的流量、扬程、效率等性能产生巨大影响，甚至决定了产品性能能否满足用户需求。

众所周知，离心泵在正常运行过程中，由于叶轮是旋转的，而泵体是静止，二者之间必须留有一定间隙，即叶轮与泵体的口环间隙，它的存在是离心泵产生泄漏，造成容积损失的主要原因。在叶轮进口处，通常都设有间隙密封环结构，水泵工作时，由于密封环两侧存在着压力差，一侧为叶轮出口的高压区，一侧为叶轮进口的低压区，因此，始终会有一部分液体从叶轮出口的高压区经密封环向叶轮进口的低压区泄漏。于是，泄漏的这部分液体在叶轮里获得了能量，但并未转化为有用功输送出去，而以节流损失的形式将能量白白浪费。

如图1所示，目前行业上应用最为广泛的密封为平环式密封结构，结构简单，但密封效果非常有限。显然，密封环直径Dm越大，密封间隙e'越大，密封长度L越小，则泄漏量越大。对于既定的水泵，为了减少泄漏量提高水泵扬程、效率等性能，应在许可的情况下减小密封环的直径Dm与间隙e'，增大密封长度L。但是，由于流体介质中通常会含有杂质、产品安装偏差以及泵运行时径向跳动等原因，当间隙太小与密封长度太大时，将引起水泵产生振动、叶轮与泵体摩擦而损坏、密封环中进砂而卡机等问题的出现，进而影响产品的运行可靠性、降低使用寿命，同时会增加叶轮与泵体的加工、装配精度要求，进而增加了成本，降低了装配效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于解决现有技术存在的上述问题而提供一种改进密封结构的离心泵，在泵体和叶轮之间形成的口环间隙处设置密封圈和防砂圈（为结合式密封），密封圈与叶轮口环配合的密封长度较短，有利于减少离心泵产生振动、减少叶轮与泵体摩擦；防砂圈的设置则用于减少杂质进入到口环间隙中，避免卡机，提高离心泵的运行可靠性和使用寿命。

本实用新型的上述技术目的主要是通过以下技术方案解决的：改进密封结构的离心泵，包括泵体，设置在泵体内的叶轮，所述泵体上具有泵体口环，所述叶轮上具有叶轮口环，其特征在于所述泵体口环上设置密封圈和防砂圈，所述防砂圈设置在所述泵体口环的高压端，所述密封圈设置在所述泵体口环的中部区域（即对应于低压区域）。在泵体和叶轮之间形成的口环间隙处设置密封圈和防砂圈，密封圈与叶轮口环配合的密封长度较短，有利于减少离心泵产生振动、减少叶轮与泵体摩擦；防砂圈的设置则用于减少杂质进入到口环间隙中，避免卡机，提高离心泵的运行可靠性和使用寿命。

作为对上述技术方案的进一步完善和补充，本实用新型采用如下技术措施：所述防砂圈上设置防砂缓冲环槽，所述防砂缓冲环槽的开口朝向泵腔。叶轮出口产生高压流体，高压流体中携带砂石等杂质，高压流体流向防砂圈处的高压区，防砂缓冲环槽的设置有利于对流体中的杂质起到缓冲、阻挡作用，并用于暂存杂质，防止杂质进入口环间隙，避免叶轮卡机，有利于提高泵的正常运行。

为了在有限体积的防砂圈上具有较大体积的防砂缓冲环槽，所述防砂缓冲环槽的轴向断面呈U形。

所述防砂圈上设置防摩擦环槽，所述防摩擦环槽的开口朝向所述叶轮口环，所述防砂圈上对应于所述防摩擦环槽的两端分别形成第一防砂唇和第二防砂唇。减少防砂圈与叶轮口环配合的接触面，只有第一防砂唇和第二防砂唇与叶轮口环之间形成较小的径向间隙，防止磨损叶轮口环。

所述泵体口环上设置第一装配槽和第二装配槽，所述第一装配槽为三边包围结构，所述第一装配槽内设置所述密封圈，所述第二装配槽为两边包围结构，所述第二装配槽内设置所述防砂圈。

所述泵体口环上设置第一装配槽和第二装配槽，所述第一装配槽为三边包围结构，所述第一装配槽内设置所述密封圈，所述第二装配槽为两边包围结构，所述第二装配槽内设置所述防砂圈。相对于现有技术来说，密封圈与叶轮口环配合的长度大大的缩短，有利于减少离心泵产生振动、减少叶轮与泵体摩擦。

所述第一装配槽的宽度与所述密封圈的宽度相适配，所述第一装配槽的深度小于所述密封圈的厚度，使所述密封圈局部凸出在所述第一装配槽外；所述第二装配槽的宽度与所述防砂圈的宽度相适配，所述第二装配槽的深度小于所述防砂圈的厚度，使所述防砂圈局部凸出在所述第二装配槽外。

本实用新型具有的有益效果：1、在泵体和叶轮之间形成的口环间隙处设置密封圈和防砂圈，密封圈与叶轮口环配合的密封长度较短，有利于减少离心泵产生振动、减少叶轮与泵体摩擦。2防砂圈的设置则用于减少杂质进入到口环间隙中，避免卡机，提高离心泵的运行可靠性和使用寿命。3、防砂缓冲环槽的设置有利于对流体中的杂质起到缓冲、阻挡作用，并用于暂存杂质，防止杂质进入口环间隙，避免叶轮卡机，有利于提高泵的正常运行。4、为了在有限体积的防砂圈上具有较大体积的防砂缓冲环槽，所述防砂缓冲环槽的轴向断面呈U形。5、只有第一防砂唇和第二防砂唇与叶轮口环之间形成较小的径向间隙，防止磨损叶轮口环。

附图说明

图1是本实用新型涉及的现有技术的一种结构示意图。

图2是本实用新型的一种结构示意图。

图3是图2中A部的放大结构示意图。

图4是对现有技术相关产品和本实用新型的产品做对比试验产生的Q-H曲线图。

图5是对现有技术相关产品和本实用新型的产品做对比试验产生的Q-η曲线曲线图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步具体的说明。

实施例：如图3和图4所示，改进密封结构的离心泵，包括泵体1，设置在泵体内的叶轮2，所述泵体上具有泵体口环11，所述叶轮上具有叶轮口环21。所述泵体口环上设置密封圈3和防砂圈4，所述防砂圈4设置在所述泵体口环的高压端（即对应于流体高压区5），所述密封圈3设置在所述泵体口环11的中部区域（即对应于流体低压区6）。在泵体和叶轮之间形成的口环间隙处设置密封圈和防砂圈，密封圈与叶轮口环配合的密封长度较短，有利于减少离心泵产生振动、减少叶轮与泵体摩擦；防砂圈的设置则用于减少杂质进入到口环间隙中，避免卡机，提高离心泵的运行可靠性和使用寿命。

具体来说，防砂圈4与叶轮口环21的径向间隙为0.2～0.3mm，防止磨损叶轮口环。密封圈3为柔性耐磨材料制成，设置在泵体口环低压区域，密封圈3与叶轮口环21之间的径向间隙为0.05～0.1mm，进而大大减小口环泄漏，有效提高离心泵扬程与效率等性能。密封圈3断面为矩形，宽度a=2～3mm，高度h=3～4mm，相对于现有技术来说，密封圈与叶轮口环配合的长度大大的缩短，有利于减少离心泵产生振动、减少叶轮与泵体摩擦。泵体口环11与叶轮口环21之间的间隙（密封间隙）为e=(2～3)e'，e'=0.3～0.4mm（现有技术对应的密封间隙），泵体和叶轮之间的口环间隙较现有技术有所述增加，为现有技术的2-3倍，有利于防止泵体与叶轮口环产生摩擦而卡机，也有利于降低泵体与叶轮的加工、装配精度，有利于降低加工成本，也有利于提高装配效率。

所述防砂圈4上设置防砂缓冲环槽41，所述防砂缓冲环槽41的开口朝向泵腔（即朝向流体高压区5）。叶轮出口7产生高压流体，高压流体中携带砂石等杂质，高压流体流向防砂圈处的高压区5，防砂缓冲环槽的设置有利于对流体中的杂质起到缓冲、阻挡作用，并用于暂存杂质，防止杂质进入口环间隙，避免叶轮卡机，有利于提高泵的正常运行。

为了在有限体积的防砂圈上具有较大体积的防砂缓冲环槽，所述防砂缓冲环槽41的轴向断面呈U形。

所述防砂圈4上设置防摩擦环槽42，所述防摩擦环槽的开口朝向所述叶轮口环21，所述防砂圈上对应于所述防摩擦环槽的两端分别形成第一防砂唇43和第二防砂唇44。减少防砂圈与叶轮口环配合的接触面，防砂圈与叶轮口环之间的径向间隙为0.2～0.3mm，即第一防砂唇和第二防砂唇与叶轮口环之间的径向间隙均为0.2～0.3mm，防止磨损叶轮口环。

所述泵体口环上设置第一装配槽和第二装配槽，所述第一装配槽为三边包围结构，所述第一装配槽内设置所述密封圈，所述第二装配槽为两边包围结构，所述第二装配槽内设置所述防砂圈。

所述泵体口环11上设置第一装配槽12和第二装配槽13，所述第一装配槽为三边包围结构，所述第一装配槽内设置所述密封圈，所述第二装配槽为两边包围结构，所述第二装配槽内设置所述防砂圈。

所述第一装配槽的宽度与所述密封圈的宽度相适配，所述第一装配槽的深度小于所述密封圈的厚度，使所述密封圈局部凸出在所述第一装配槽外；所述第二装配槽的宽度与所述防砂圈的宽度相适配，所述第二装配槽的深度小于所述防砂圈的厚度，使所述防砂圈局部凸出在所述第二装配槽外。

如图5所示，选定一个型号，分别将现有技术对于的产品和本实用新型涉及的产品进行同台试验。应用该实用新型的技术方案：可提高水泵扬程5%～15%，提升效率5%～20%，有效提升了产品综合性能，达到了节能省电的目的。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型。在上述实施例中，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。