叶轮密封机构及离心泵的制作方法

本实用新型涉及流体机械技术技术领域，尤其是涉及一种叶轮密封机构及离心泵。

背景技术：

当前离心泵被广泛应用于各个领域，现有技术中大部分离心泵的结构如图1所示，叶轮1’固定在电机轴端，电机主轴转子与外壳通过轴承转动连接，电机运转时主轴会发生轴向和径向的窜动，为了防止叶轮与泵体发生摩擦而产生不必要的损害，叶轮1’与泵盖2’之间不管是轴向还是径向都留有较大的空间，而有缝隙就会有泄露，离心泵出口与入口的压差越大，泄露量也就越多，排出口处的大量液体被回吸或回压到离心泵的吸入口，导致离心泵的排量减少，离心泵排出口端的压力也自然随之降低，从而极大的降低了离心泵的工作效率；尤其是当离心泵用于抽取真空设备内的液体时，此种情况更为明显。

现有技术中也有部分离心泵在叶轮与泵壳前盖板之间设置一个密封圈进行密封，但是在离心泵使用过程中由于叶轮磨损或窜动导致叶轮与泵壳前盖板之间的间隙不断变大，密封圈只能减小间隙，而不能完全对该处缝隙进行密封，仍然存在泄露的问题，影响离心泵的工作效率。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种叶轮密封机构及离心泵，以在一定程度上解决现有技术中离心泵的叶轮与泵盖前盖板无法有效密封的技术问题。

本实用新型提供了一种叶轮密封机构，包括叶轮、泵盖、动密封组件和静密封组件；所述叶轮的前盖板上设置有密封延伸管，所述密封延伸管的轴线与所述叶轮主轴共线；所述动密封组件包括动环、波纹管和弹性件；所述波纹管套设于所述密封延伸管外侧，所述弹性件套设于所述波纹管外侧，且所述弹性件的两端与所述波纹管两端的翻边部相抵靠；所述动环位于所述波纹管朝向所述泵盖的一端端面上；所述泵盖内表面设置有阶梯部；所述静密封组件位于所述阶梯部上，所述动环能够与所述静密封组件相密封抵靠。

进一步地，所述静密封组件包括静环和静环密封垫，所述静环密封垫套设与所述静环外侧，所述静环能够与所述动环密封抵靠。

进一步地，所述阶梯部上开设有限位凹槽，部分所述静环密封垫嵌设于所述限位凹槽内。

进一步地，所述动密封组件还包括前紧固环和后紧固环；所述前紧固环套设于所述波纹管靠近所述静密封组件的一端的外侧，且所述前紧固环的外壁设有阶梯抵靠面；所述后紧固环为敞口凹槽，所述后紧固环套设于所述波纹管远离所述静密封组件的一端的外侧，且所述敞口凹槽的开口端朝向所述静密封组件的一侧；所述弹性件的一端位于所述敞口凹槽内，所述弹性件的另一端与所述阶梯抵靠面相抵靠。

进一步地，所述阶梯部包括第一级阶梯和第二级阶梯，所述密封延伸管能够伸入所述第一级阶梯内，所述静密封组件位于所述第二级阶梯上。

进一步地，所述叶轮的前盖板上开设有凹槽，所述波纹管远离所述静密封组件的一端位于所述凹槽内。

进一步地，所述弹性件为弹簧。

进一步地，所述静环和所述动环的材质为石墨、合金、陶瓷或者碳化硅。

进一步地，所述静环密封垫的材质为橡胶。

本实用新型还提供了一种离心泵，包括上述任一项所述的叶轮密封机构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供的叶轮密封机构包括叶轮、泵盖、动密封组件和静密封组件；叶轮上设置密封延伸管，密封延伸管与叶轮前盖板的液体入口相连接，并且密封延伸管的轴线与叶轮的主轴共线；动密封组件包括动环、波纹管和弹性件；波纹管的两端均带有翻边部，弹性件套设在波纹管的外侧，且弹性件的两端均与波纹管两端的翻边部相抵靠；由于波纹管具有伸缩性，当波纹管的一端固定，另一端受到压力时，波纹管会沿其长度方向缩短，套设于波纹管外侧的弹性件被压缩；当波纹管一端压力消失，在弹性件的弹性力的作用下波纹管会伸长；波纹管的一端还设置有动环，用于与静密封组件配合实现密封。当动密封组件装配于叶轮上时，将波纹管套设于密封延伸管外侧，并使波纹管的一端抵靠在叶轮的前盖板上，波纹管带有动环的一端朝向泵盖；同时依靠波纹管自身的弹性，通过波纹管与密封延伸管的过盈配合，使波纹管紧紧的套设于密封延伸管的外侧，并能够使波纹管与密封延伸管之间处于密封状态，液体不会从波纹管与密封延伸管之间被回吸或回压到离心泵的吸入口，从而保证了离心泵的工作效率。

泵盖内表面设置有阶梯部，其中阶梯部的一个阶梯面与叶轮的主轴的轴线方向相垂直，静密封组件固定设置于该阶梯面上；当将泵盖与离心泵主体进行安装时，叶轮的密封延伸管能够伸入到该阶梯部内，且套设于密封延伸管的外侧的动密封组件能够与静密封组件相密封抵靠，从而实现叶轮与泵盖之间的密封，离心泵出口处的液体不会从叶轮前盖板与泵盖之间的缝隙被回吸或回压到离心泵的入口，从而有效提高离心泵的工作效率及性能。

在离心泵工作时，叶轮会随主轴发生轴向和径向的窜动，通过普通的密封件并不能完全对该处缝隙进行密封，只能适当的减小间隙，泄露仍然存在，仍会影响离心泵的工作效率；但是通过对叶轮和泵盖结构的改造，在叶轮上设置动密封组件，泵盖相应设置静密封组件，当叶轮发生沿轴向方向的窜动时，依靠弹性件的弹力和波纹管的伸缩性，动环始终能够与静密封组件密封抵靠，从而能够始终保证叶轮与泵盖之间的处于密封状态；当叶轮发生径向方向的窜动时，由于动密封组件与静密封组件的密封面的方向与叶轮的径向方向相同，在保证密封面的接触面积足够的情况下，叶轮发生径向窜动时，动环与静密封组件仍然能够保证处于密封贴合的状态，从而也不会发生泄露。

因此，通过本申请的叶轮密封机构能够保证离心泵在运行时，叶轮与泵盖之间始终处于密封状态，液体不会从叶轮与泵盖之间的缝隙被回吸或回压到离心泵的吸入口，从而保证离心泵始终处于高效的工作状态中。

本实用新型还提供了一种离心泵，包括所述的叶轮密封机构，因而所述离心泵也能够保证叶轮前盖板与泵盖之间的密封性，从而保证离心泵工作效率的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为现有技术中的离心泵的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的叶轮密封机构的结构示意图；

图3为图2中A处放大图；

图4为本实用新型实施例提供的叶轮密封机构的又一结构示意图；

图5为图4中B处放大图。

附图标记：

1’-叶轮，2’-泵盖，1-叶轮，11-密封延伸管，2-泵盖，21-阶梯部，22-限位凹槽，23-第一级阶梯，24-第二级阶梯，3-动密封组件，31-动环，32-波纹管，33-弹性件，34-前紧固环，35-后紧固环，4-静密封组件，41-静环，42-静环密封垫。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。

基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参照图1至图5描述根据本申请一些实施例所述的叶轮密封机构及离心泵。

本申请提供了一种叶轮密封机构，如图2和图3所示，包括叶轮1、泵盖2、动密封组件3和静密封组件4；叶轮1的前盖板上设置有密封延伸管11，密封延伸管11的轴线与叶轮1的主轴共线；动密封组件3包括动环31、波纹管32和弹性件33；波纹管32套设于密封延伸管11外侧，弹性件33套设于波纹管32外侧，且弹性件33的两端与波纹管32两端的翻边部相抵靠；动环31位于波纹管32朝向泵盖2的一端端面内；泵盖2内表面设置有阶梯部21；静密封组件4位于阶梯部21上，动环31能够与静密封组件4相密封抵靠。

本申请提供的叶轮密封机构包括叶轮1、泵盖2、动密封组件3和静密封组件4，通过将动密封组件3密封设置于叶轮1上，静密封组件4密封设置于泵盖2上，依靠动密封组件3与静密封组件4之间的密封实现叶轮1与泵盖2之间的密封，离心泵出口处的液体不会从叶轮1前盖板与泵盖2之间的缝隙被回吸或回压到离心泵的入口，从而有效提高离心泵的工作效率及性能。

首先在叶轮1上设置密封延伸管11，密封延伸管11与叶轮1前盖板的液体入口相连接，并且密封延伸管11的轴线与叶轮1的主轴共线，来自离心泵液体吸入口的液体经由密封延伸管11进入到叶轮1内部，然后在叶轮1离心力的作用下经由离心泵出口排出；

具体地，密封延伸管11与叶轮1前盖板为焊接连接，或者密封延伸管11与叶轮1前盖板为一体成型结构。

动密封组件3套设于密封延伸管11的外侧，当离心泵工作时，动密封组件3会随着叶轮1一起旋转。动密封组件3包括动环31、波纹管32和弹性件33；波纹管32的两端均带有翻边部，弹性件33套设在波纹管32的外侧，且弹性件33的两端分别对应与波纹管32两端的翻边部相抵靠；由于波纹管32具有伸缩性，当波纹管32的一端固定，另一端受到压力时，波纹管32会沿其长度方向缩短，套设于波纹管32外侧的弹性件33被压缩；当波纹管32一端压力消失，在弹性件33的弹性力的作用下波纹管32会伸长；波纹管32的一端还设置有动环31，具体地，波纹管32的一端端面上开设有凹槽，动环31的一部分位于该凹槽内，并通过动环31与凹槽的过盈配合，能够使动环31稳定的嵌设于该凹槽内，从而使动环31与波纹管32稳定地固定在一起。

具体地，当动密封组件3装配于叶轮1上时，将波纹管32套设于密封延伸管11外侧，并使波纹管32的一端抵靠在叶轮1的前盖板上，波纹管32带有动环31的一端朝向泵盖2；同时依靠波纹管32自身的弹性，通过波纹管32与密封延伸管11的过盈配合，使波纹管32紧紧的套设于密封延伸管11的外侧，并能够使波纹管32与密封延伸管11之间处于密封状态，液体不会从波纹管32与密封延伸管11之间被回吸或回压到离心泵的吸入口，影响离心泵的工作效率；

泵盖2内表面设置有阶梯部21，其中阶梯部21的一个阶梯面与叶轮1的主轴的轴线方向相垂直，静密封组件4固定设置于该阶梯面上；当将泵盖2与离心泵主体进行安装时，叶轮1的密封延伸管11能够伸入到该阶梯部21内，且套设于密封延伸管11的外侧的动密封组件3能够与静密封组件4相密封抵靠，从而实现叶轮1与泵盖2之间的密封，离心泵出口处的液体不会从叶轮1前盖板与泵盖2之间的缝隙被回吸或回压到离心泵的入口，从而有效提高离心泵的工作效率及性能。

在离心泵工作时，叶轮1会随主轴发生轴向和径向的窜动，通过普通的密封件并不能完全对该处缝隙进行密封，只能适当的减小间隙，泄露仍然存在，仍会影响离心泵的工作效率；但是通过对叶轮1和泵盖2结构的改造，在叶轮1上设置动密封组件3，泵盖2相应设置静密封组件4，当叶轮1发生沿轴向方向的窜动时，依靠弹性件33的弹力和波纹管32的伸缩性，动环31始终能够与静密封组件4密封抵靠，从而能够始终保证叶轮1与泵盖2之间的处于密封状态；当叶轮1发生径向方向的窜动时，由于动密封组件3与静密封组件4的密封面的方向与叶轮1的径向方向相同，在保证密封面的接触面积足够的情况下，叶轮1发生径向窜动时，动环31与静密封组件4仍然能够保证处于密封贴合的状态，从而也不会发生泄露。

因此，通过本申请的叶轮密封机构能够保证离心泵在运行时，叶轮1与泵盖2之间始终处于密封状态，液体不会从叶轮1与泵盖2之间的缝隙被回吸或回压到离心泵的吸入口，从而保证离心泵始终处于高效的工作状态中。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图3所示，静密封组件4包括静环41和静环密封垫42，静环密封垫42套设与静环41外侧，静环41能够与动环31密封抵靠。

在该实施例中，静密封组件4包括静环41和静环密封垫42，通过静环密封垫42与静环41的过盈配合，将静环密封垫42套设与静环41的外侧，使静环密封垫42与静环41能够密封连接；

动密封组件3与静密封组件4之间的密封是通过静环41与动环31之间的密封抵靠实现密封的，静密封组件4设置于泵盖2内表面的阶梯部21上，其中静环密封垫42位于阶梯部21与叶轮1主轴的轴线方向相垂直的阶梯面上，静环41朝向动环31的一侧，当将泵盖2与离心泵主体进行安装时，叶轮1上的动环31与泵盖2上的静环41之间能够密封抵靠，实现叶轮1与泵盖2之间的密封，从而有效提高离心泵的工作效率及性能。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图3所示，阶梯部21上开设有限位凹槽22，部分静环密封垫42嵌设于限位凹槽22内。

在该实施例中，静密封组件4位于泵盖2内壁面阶梯部21与叶轮1主轴的轴线方向相垂直的阶梯面上，通过在阶梯面上开设限位凹槽22，将静环密封垫42朝向泵盖2一侧的一部分放置与该限位凹槽22内，然后通过静环密封垫42与该纤维凹槽的过盈配合，使静环41密封点稳固地嵌设于限位凹槽22内。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图3所示，动密封组件3还包括前紧固环34和后紧固环35；前紧固环34套设于波纹管32靠近静密封组件4的一端的外侧，且前紧固环34的外壁设有阶梯抵靠面；后紧固环35为敞口凹槽，后紧固环35套设于波纹管32远离静密封组件4的一端的外侧，且敞口凹槽的开口端朝向静密封组件4的一侧；弹性件33的一端位于敞口凹槽内，弹性件33的另一端与阶梯抵靠面相抵靠。

在该实施例中，动密封组件3还包括前紧固环34和后紧固环35，通过前紧固环34与后紧固环35能够使弹性件33更稳定的套设于波纹管32的外侧；前紧固环34与后紧固环35均通过与波纹管32的过盈配合，稳固地套设于波纹管32的外侧；前紧固环34位于波纹管32靠近静密封组件4的一端，后紧固环35位于波纹管32远离静密封组件4的一端；后紧固环35为敞口凹槽，前紧固环34的外壁设有阶梯抵靠面，弹性件33的一端位于敞口凹槽内，弹性件33的另一端抵靠在该阶梯抵靠面上，从而使弹簧更稳定的套设于波纹管32的外侧。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图4和图5所示，阶梯部21包括第一级阶梯23和第二级阶梯24，密封延伸管11能够伸入到第一级阶梯23内，静密封组件4位于第二级阶梯24上。

在该实施例中，阶梯部21包括第一级阶梯23和第二级阶梯24，静密封组件4位于第二级阶梯24与叶轮1主轴方向相垂直的阶梯面上，当将泵盖2与离心泵主体进行安装时，密封延伸管11能够伸入到第一级阶梯23内，动密封组件3能够与第二级阶梯24内的静密封组件4密封抵靠，从而通过设置第一阶梯部21，能够在密封延伸管11的一端留出充足的空间，从而使叶轮1在发生轴向窜动时不会与泵盖2发生碰撞。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2所示，叶轮1的前盖板上开设有凹槽，波纹管32远离静密封组件4的一端位于凹槽内。

在该实施例中，为了使动密封组件3更稳固地套设于密封延伸管11的外侧，在靠近密封延伸管11的叶轮1前盖板上开设凹槽，波纹管32的一端能够恰好位于该凹槽内，并通过过盈配合使波纹管32的底部牢固嵌设于该凹槽内，从而放置动密封组件3发生沿密封延伸管11长度方向的窜动。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2至图5所示，弹性件33为弹簧。

在该实施例中，弹性件33为弹簧，弹簧套设于波纹管32的外侧，依靠弹簧的弹性，当叶轮1发生轴向窜动时，能够使波纹管32伸长和缩短，并对动环31提供推动力，使动环31与静环41紧密抵靠。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2至图5所示，静环41和动环31的材质为石墨或者合金、陶瓷或者碳化硅。

在该实施例中，离心泵在正常工作时，叶轮1处于高速旋转的状态，静环41与动环31形成摩擦副，在工作时要承受一定的压力，因此静环41和动环31采用硬质材料，如石墨、合金、陶瓷或者碳化硅，能够承受叶轮1工作时的压力，保证叶轮密封机构的寿命。

在本申请的一个实施例中，优选地，如图2至图5所示，静环密封垫42的材质为橡胶。

在该实施例中，静环密封垫42的材质为橡胶，由于橡胶具有弹性，因此，静环密封垫42能够通过过盈配合套设安装于静环41的外侧，并对二者的接触面进行密封；同时静环密封垫42也是通过过盈配合嵌设于泵盖2内壁的阶梯部21与叶轮1主轴的轴线方向相垂直的阶梯面上，从而使静密封组件4与泵盖2的内壁面也处于密封状态。

本申请还提供了一种离心泵，如图2至图5所示，包括上述任一实施例的叶轮密封机构。

在该实施例中，离心泵包括叶轮密封机构，因此离心泵具有叶轮密封机构的全部有益效果，在此不再一一赘述。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。