一种轴承箱、轴承箱密封系统及中开泵的制作方法

1.本技术涉及离心泵轴承密封技术领域，特别是涉及一种轴承箱、轴承箱密封系统及中开泵。


背景技术：

2.中开泵是最常见的泵类设备之一，因其效率高、流量大、结构对称稳定，广泛应用于工业、市政供水、农业灌溉、取水调水等工程项目。根据泵送的流量、扬程、泵体出口口径、叶轮直径等参数的不同，中开泵又分为小型、中型、大型、超大型中开泵。
3.中开泵由于结构对称，部件设计相对比较简单，主要有泵体、转子、轴承组件、以及为轴承组件提供密封防护的密封系统等。
4.其中，密封系统主要包括轴封组件以及轴承箱处的密封环等结构。例如图1所示的方案，其包括轴封组件2、保护罩3和轴承组件1。该方案中每一个功能模块必须对应设置一个或者多个特定的零部件，由其单独实现特定功能，例如，轴封组件2的固定，必须由单独的轴封压盖5来实现，其存在安装困难的问题。
5.这类传统设计方案的缺陷比较明显，零部件的数量庞大，导致拆装繁琐、供应链管理更复杂、设计工作更繁重等，也导致中开泵的轴向尺寸更大，要求更大的安装空间，泵的零件耗材更多，而且直接导致中开泵产品成本的增加。同时，较长的轴向跨度，也将降低转子的刚度，运行过程中转子及泵轴变形更大，不利于中开泵的稳定运行。


技术实现要素：

6.基于此，本实用新型提供了一种轴承箱、轴承箱密封系统及中开泵，将现有技术中的轴封压盖集成在轴承箱上，解决了现有技术中中开泵密封系统轴向尺寸大、零件数量大的问题。
7.为了达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：
8.一种轴承箱，用于套设在旋转轴上，所述旋转轴上设置有轴承以及轴封组件，所述轴承箱包括沿所述旋转轴的轴线一体设置的第一本体和第二本体，其中，所述第一本体远离所述第二本体的一侧设有轴承室用于安装所述轴承；所述第二本体位于所述第一本体远离所述轴承室的一侧用于与所述轴封组件抵接，以对所述轴封组件进行轴向限位。
9.在其中一个实施例中，所述第一本体上设有用于支撑所述旋转轴的内孔，所述内孔与所述轴承室连通，所述第一本体的内孔处设有限制介质流动的第一密封结构。
10.在其中一个实施例中，所述第一密封结构包括设置于所述第一本体的内孔的孔壁上的第一防护槽。
11.在其中一个实施例中，所述第一防护槽的数量为0-4个。
12.在其中一个实施例中，所述第二本体上也设有用于支撑所述旋转轴的内孔，该内孔处设有限制介质流动的第二密封结构。
13.在其中一个实施例中，所述第二密封结构包括设置于所述第二本体的内孔的孔壁
上的第二防护槽。
14.在其中一个实施例中，所述第二防护槽的数量为0-4个。
15.在其中一个实施例中，所述第一本体和所述第二本体的用于支撑所述旋转轴的内孔的孔壁与所述旋转轴之间的间隙为0.2-0.8mm。
16.另一方面，本实用新型还公开了一种轴承箱密封系统，一种轴承箱密封系统，其特征在于：包括旋转轴以及设置在所述旋转轴上的轴封组件和设置在所述旋转轴上的上述的轴承箱；
17.在所述轴承箱上的所述第一密封结构和所述第二密封结构之间还设置有防护结构，所述防护结构用以将所述第一密封结构和所述第二密封结构之间的介质排出。
18.在其中一个实施例中，所述防护结构包括：
19.积液槽，所述积液槽设置于所述第二本体的孔壁上，所述第二本体上设有与所述积液槽连通的排液出口；
20.挡水槽，设置于所述旋转轴上，且所述挡水槽与所述积液槽相对设置。
21.在其中一个实施例中，所述排液出口设置有两个，两个所述排液出口分别位于所述积液槽的上端和下端。
22.在其中一个实施例中，所述挡水槽的数量为1-3个。
23.在其中一个实施例中，所述挡水槽靠近所述轴封组件一侧的侧壁与所述挡水槽的底壁之间的夹角a大于90度。
24.在其中一个实施例中，所述夹角a在100-165度之间。
25.在其中一个实施例中，所述挡水槽远离所述轴封组件一侧的侧壁与所述挡水槽的底壁之间的夹角b小于或等于90度。
26.另外，本实用新型还公开了一种中开泵，所述中开泵包括泵体以及上述的轴承箱；
27.所述泵体上设置有配合孔，所述轴承箱上的第二本体安装在所述配合孔中，以使所述配合孔与所述第一本体在所述第二本体外围形成防护。
28.本方案的有益效果：
29.本方案中，第一本体相当于传统结构中的轴承箱，对轴承起到支撑和限位的作用；而第二本体则相当于传统结构中的轴封压盖，对轴封组件起到轴向限位的作用，本方案将传统的轴承箱和轴封压盖集成在一个结构中，精简了零件数量，不仅使装置装配更加方便快捷，大大降低成本，而且还使装置整体更加稳定可靠。
附图说明
30.图1为现有技术中中开泵密封系统的结构示意图；
31.图2为本实用新型轴承箱一实施例的结构示意图；
32.图3为本实用新型轴承箱一实施例的剖视图；
33.图4为本实用新型轴承箱密封系统一实施例的剖视图；
34.图5为图4中c处的局部放大图。
具体实施方式
35.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对
本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
36.需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
37.本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
38.本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”、“纵向”、“横向”、“水平”、“内”、“外”、“径向”、“周向”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，亦仅为了便于简化叙述，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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.现有中开泵密封系统的零部件数量通常比较庞大，导致密封系统的拆装步骤繁琐、零件耗材高。
40.针对上述问题，本实施例提供了一种轴承箱，优化了结构设计，将中开泵的密封系统的轴向尺寸尽量做到最小化，精简了零件数量，拆装更方便，也降低了生产成本。
41.图2是根据一示例性实施例示出的一种轴承箱的结构示意图。
42.如图2、图3和图4所示，本实施例提供的轴承箱，用于套设在旋转轴10上，旋转轴10上设置有轴承30以及轴封组件40，轴承箱50包括沿旋转轴10的轴线一体设置的第一本体502和第二本体501，其中，第一本体502远离第二本体501的一侧设有轴承室507用于安装轴承30；第二本体501位于第一本体502远离轴承室507的一侧用于与轴封组件40抵接，以对轴封组件40进行轴向限位。
43.本实施例提供的轴承箱50，实现了轴承30轴向限位的前提下，又实现了轴封组件40的轴向限位，使本装置仅通过单一的零部件实现了传统中开泵密封系统中多个零部件(轴承箱、轴封压盖)才能实现的功能，与现有技术中多个零部件组合实现相应功能相比，本方案简化了拆装步骤，使结构更加紧凑，运行更稳定。
44.需要说明的是，本公开的实施例涉及的轴承箱50可以是任意合理应用场景涉及的轴承箱50，例如，包括但不限于离心泵领域中的中开泵，为了便于表述和方便阅读者理解，下文主要以用于中开泵中的轴承箱50为例进行说明，但是这不作为本公开的限制。
45.下面结合附图对本公开的实施例进行详细地介绍。
46.众所周知，轴承箱是一种对轴承起轴向定位、支撑以及润滑作用的箱体零件。
47.为了表示清楚、简洁，图2示意性地示出了一示例下轴承箱50的结构，但其并不构成对本公开的限制。图4示意性的示出了一示例下轴承箱50与轴承30、轴封组件40之间的连接关系、方位关系等。
48.其中，为了表述方便和便于读者理解，本实施例中的“内侧”、“轴向内侧”等方位词
是指图2中所示方位的右侧，例如，轴承30的内侧是指轴承30的右侧；同理，本实施例中的“外侧”、“轴向外侧”等方位词是指图2中所示方位的左侧，例如，轴承30的外侧是指轴承30的左侧。但是需要注意的是，本公开的实施例设定的方位不影响实际应用中的方位，也不影响本公开的保护范围。
49.需要说明的是，为了更清晰的体现本技术提供的轴承箱50的效果，下述对轴承箱50的描述主要以将其装配到中开泵中为例进行。
50.具体地，如图2至图4所示，轴承箱50的中部轴向贯穿有内孔，轴承箱50通过该内孔套设在旋转轴10上。另外，为实现轴承箱50与泵体20之间的固定配合，轴承箱50上通常设置有与泵体20相匹配的安装部位，例如，在图2和图4的示例中，轴承箱50左侧的底部一体成型有弧形的安装板508，在装配时利用螺钉将底部的安装板508与泵体20进行固定连接，以实现轴承箱50在旋转轴10上的轴向定位。
51.如图2至图4所示，在本实施例中，轴承箱50由第一本体502和第二本体501组成。其中，第一本体502位于左侧并用于与轴承30、轴承端盖70、旋转轴10形成配合关系；第二本体501位于第一本体502的右侧，并用于与泵体20的配合孔、旋转轴10、轴封组件40形成配合关系。
52.其中，关于第一本体502，例如，如图2-图4所示，在一示例中，在第一本体502左端面上开设有用以安装轴承30的轴承室507，便于实现对轴承30的支撑和限位。
53.具体体现为，装配时，将轴承30套装在旋转轴10上并嵌入第一本体502的轴承室507中，使轴承30的右侧与轴承室507的右侧壁相抵，以实现轴承箱50对轴承30的右限位；然后将轴承端盖70从左侧嵌入轴承室507中并用螺钉等固定件与轴承箱50进行固定，以实现轴承箱50对轴承30的支撑和限位。
54.可以理解的是，图4所示的轴承30与轴承箱50的配合仅为示例性的说明，在另一些实施方式中，轴承30与轴承箱50之间的装配还可以采用其他形式，这不做为本公开的限制。
55.基于上述第一本体502的结构以及其与旋转轴10、轴承30的配合方式，可以看出，第一本体502主要起到对轴承30进行支撑和限位的作用。
56.其中，关于第二本体501，其是一体成型或者焊接固定在第一本体502右侧的，使其与第一本体502组合构成轴承箱50。
57.如图4所示，当轴承箱50固定在泵体20上时，第二本体501右侧与轴封组件40形成抵接，即第二本体501对轴封组件40进行了轴向限位，使轴封组件40被轴向定位在轴承箱50的右侧，并在轴承箱50的右侧形成第一道密封防护结构。
58.基于上述结构，可以看出，在本实施例中，第一本体502相当于传统结构中的轴承箱50，对轴承30起到支撑和限位的作用；而第二本体501则相当于传统结构中的轴封压盖，对轴封组件40起到轴向限位的作用。本实施例将传统密封系统的轴承箱和轴封压盖集成在一个结构中，使中开泵上的密封系统的整体轴向尺寸更小，省去了传统结构中的轴封压盖等结构，精简了零件数量，不仅使装置装配更加方便快捷，还使装置整体更加稳定可靠。
59.值得说明的是，如图4所示，在一示例中，当轴承箱50轴向定位后，第二本体501整体是嵌入在泵体20的配合孔中的，且第二本体501与泵体20的配合孔形成密封配合。由此，在该种结构形式下，第二本体501和轴封组件40可由泵体20的配合孔进行遮挡防护，省去了传统结构中的轴封组件40的保护罩，进一步精简了零件数量。
60.另外，在本实施例中，轴承箱50除了为轴承30以及轴封组件40提供轴向限位作用外，还起到了为轴承30提供多层密封防护的作用，使轴封组件40和轴承箱50依次对泄露路径上的介质进行阻挡，提高轴承箱50的密封性，确保轴承30的清洁。
61.其中，介质通常是指流体介质，例如，本实施例提供的轴承箱用于泵送水的中开泵中时，介质则是指，第一本体502与第二本体501之间的水，以及第二本体501内侧的水。应理解，第一本体502对右侧的水进行阻碍的同时，也能对轴承箱50内的润滑油脂进行阻碍，防止润滑油脂泄露。
62.下面结合附图对轴承箱50为轴承30形成的密封防护进行具体描述。
63.例如，如图4所示，轴承箱50整体是通过内孔套设在旋转轴10上的，应理解，轴承箱50的内孔也轴向贯穿第一本体502和第二本体501，并且，第一本体502和第二本体501的内孔与旋转轴10之间存在一定的转动间隙，且该转动间隙应足够小，例如转动间隙为0.2-0.8mm，即第一本体502和第二本体501的内孔孔壁与旋转轴10之间的间隙为0.2-0.8mm。
64.在上述范围的转动间隙下，利用流体的摩阻效应，可以在一定程度上起到阻碍介质通过的作用，进而可以避免介质从该转动间隙泄露至轴承箱50内，起到初步密封的作用。
65.应理解，上述通过转动间隙来阻碍介质流动的方式，在阻隔效果上并不能达到最佳，因此，本实施例还设置了其他结构来进一步阻碍减缓介质的流动。
66.例如，在本实施例中，第一本体502的内孔与旋转轴10之间设有限制介质流动的第一密封结构。
67.第一密封结构设置在邻近轴承30的位置，使其在介质泄露的路径上形成一道密封防护，减缓介质的流动甚至完全阻碍介质的流动，为轴承箱50内部提供良好的密封防护性能。
68.其中，上述的第一密封结构可以采用多种形式实现，例如，现有技术中常以另外增设零部件为主，具体表现为，在轴承箱50的内孔孔壁与旋转轴10之间设置密封圈、动静密封环组件等。
69.上述传统的密封结构虽然能够很好的防止介质泄露至轴承30处，但是密封圈、动静密封环组件的拆装较为繁琐，增加了工作量，并且另外增设的零部件也增加了零件耗材，导致成本增加。
70.基于上述考虑，在本实施例中，可以通过将第一密封结构集成在轴承箱50上的方式来达到精简结构的目的。
71.例如，如图2和图4所示，在一示例中，第一密封结构包括设置于第一本体502的内孔的孔壁上的第一防护槽504。
72.在上述示例中，每个第一防护槽504的作用都相当于现有技术中密封环上设置的迷宫槽中的单个槽体，其可以通过摩阻效应来减缓和阻碍介质的流动，起到密封防护的效果。
73.进一步的，在一些示例中，第一防护槽504的数量可以为0-4个。当第一防护槽504的数量为零个时，可以理解为只通过转动间隙实现密封防护；当第一防护槽504的数量大于或等于两个时，两个或以上的第一防护槽504可以构成迷宫槽，迷宫槽能够在介质泄露的路径上形成多道屏障，减缓介质的流动甚至完全阻碍介质的流动，为轴承箱50内部提供良好的密封防护性能。
74.另外，在本实施例中，第一防护槽504是环形槽体，此处对其具体结构不做限定，例如，第一防护槽504可以为矩形槽或者圆形槽等。
75.参见图3，在一些示例中，为了进一步提升轴承箱50的密封防护性能，第二本体501的内孔处设有限制介质流动的第二密封结构。
76.其中，第二密封结构与第一密封结构在结构、效果上均相同，由于上述内容已对第一密封结构做了相应的描述，因此，下面只列举部分第二密封结构的示例，不再详述。
77.例如，第二密封结构包括设置于第二本体501的内孔的孔壁上的第二防护槽503。
78.例如，第二防护槽503的数量为0-4个。
79.在上述的示例中，通过第二密封结构和第一密封结构在介质泄露的路径上形成两道额外的防护，密封性能更好。并且，上述的第一防护槽504和第二防护槽503是直接在轴承箱50上开设的，与现有技术中另外增加密封圈、动静密封环等来实现密封相比，本技术进一步精简了零件的数量，拆装时更加方便，减少了零件耗材。
80.另一方面，本实施方式还公开了一种轴承箱密封系统，包括旋转轴10以及设置在旋转轴10上的轴封组件40和设置在旋转轴10上的上述的轴承箱50；
81.轴承箱50上的第一密封结构和第二密封结构之间还设置有防护结构，防护结构用以将第一密封结构和第二密封结构之间的介质排出。
82.如图4所示，其中，轴封组件40被轴向定位在第二本体501以及旋转轴10上的阶梯结构之间，其通过密封环与第二本体501之间形成密封配合，构建了第一道密封防护，使其在轴承箱50外侧为轴承箱50提供密封防护。
83.需要说明的是，上述轴封组件40的结构是本领域的公知技术，例如图1示例的轴封组件40，本实施例不再赘述。
84.另外，考虑到轴封组件40以及第二密封结构长期运行下可能失效，当轴封组件40和第二密封结构失效后会有介质流入第一密封结构和第二密封结构之间，而通过设置防护结构，可以将这部分介质排出，避免第一密封结构所承受的密封压力过大，保证其密封稳定性。
85.其中，现有技术中，轴承箱50与轴封组件40之间通常设置有甩水环，轴封组件40处泄露的介质，可通过甩水环旋转甩出，但是甩水环作为单独的零件，常有安装困难、容易松动、容易老化、运转噪音的问题。
86.因此，在本技术中，将甩水结构直接集成在已有的零部件上，达到精简零部件数量的目的。
87.例如，在图2至图4的示例中，防护结构包括：
88.积液槽505，积液槽505设置于第二本体501的孔壁上，第二本体501上设有与积液槽505连通的排液出口506；
89.挡水槽60，设置于旋转轴10上，且挡水槽60与积液槽505相对设置。
90.在图2的示例中，积液槽505是一个开设在第二本体501孔壁上的环形槽体，其结构类似于前述的第一防护槽504和第二防护槽503，但是积液槽505的宽度以及深度等都远大于第一防护槽504和第二防护槽503的宽度以及深度，使其具有足够的空间将介质排出。
91.在图4的示例中，挡水槽60是设置在旋转轴10上的环形槽体，且其与积液槽505相对设置。挡水槽60可用于收集从第二密封结构一侧泄露至积液槽505中的介质，使其可以在
介质的流动路径上形成一阶梯式的屏障，该屏障可以避免介质流动至第一本体502处，从而可以进一步防止介质泄露至轴承30处，提升密封防护效果。
92.由此，当介质突破了轴封组件40和第二密封结构的阻碍后会流动至该积液槽505中，并被挡水槽60挡住并堆积在挡水槽60中，避免介质泄露至第一密封结构处。并且挡水槽60中的介质在旋转轴10转动时，会在离心力的作用下从排液出口506中甩出，避免积液渗透至轴承30处。
93.由此，本实施例在第一密封结构和第二密封结构之间构建了又一道防线，进一步提升了轴承箱50的密封防护效果。
94.另外，在图2示例中，对排液出口506进行了进一步的限定。具体表现为，排液出口506设置有两个，两个排液出口506分别位于积液槽505的上端和下端。
95.通过上下两个排液出口506进行积液的排出，可以提升积液槽505中积液的排出效率，避免介质堆积渗透至轴承30处。
96.另外，该排液出口506在第二本体501外周面上形成的排液出口506的面积应足够大，确保介质的排出效果，例如，排液出口506的长度至少等于第二本体501的半径。
97.更进一步的，挡水槽60的数量为1-3个。当挡水槽60的数量为2-3个时，使其在第一密封结构和第二密封结构之间形成多重阻碍，提升防护效果。
98.下面结合附图对挡水槽60的结构进行更详细的介绍。
99.如图5所示，在一示例中，挡水槽60靠近轴封组件40一侧的侧壁与挡水槽60的底壁之间的夹角a大于90度。
100.更具体地，在一示例中，夹角a可以在100-165度之间。
101.基于此，结合图5，可以看出，挡水槽60的右侧壁即为外端向右倾斜的斜边，该斜边的设置可以使介质更容易的进入挡水槽60中，并使介质流动更加平缓，介质更容易被收集在挡水槽60中。
102.如图5所示，在一示例中，挡水槽60远离轴封组件40一侧的侧壁与挡水槽60的底壁之间的夹角b小于或等于90度。
103.基于此，挡水槽60的左侧壁即为垂直侧边或者其内端向左凹陷的凹边，该种设计可以对挡水槽60中的介质形成较好的阻挡，防止介质继续向左流动，使介质被收集在挡水槽60中，并且使挡水槽60能够更好的起到甩水环的作用。
104.据前所述，本实施例利用挡水槽60、积液槽505和排液出口506的组合来实现泄露介质的排出，其达到了传统结构中甩水环的功效，提升了防护效果。并且，本实施中的甩水结构是直接在轴上开槽、箱体上开槽和开孔实现的，没有另外增设零部件，与现有技术相比，本方案进一步的精简了零部件的数量，避免了装卸甩水环的繁琐步骤，也避免甩水环易松动老化而导致排水效果不好的问题。
105.再一方面，本实施例还公开了一种中开泵，其包括泵体20以及上述的轴承箱50；
106.泵体20上设置有配合孔，轴承箱50上的第二本体501安装在配合孔中，以使配合孔与轴承箱50上的第一本体502在第二本体501外周形成防护。
107.例如，如图4所示，当轴承箱50轴向定位后，第二本体501整体是嵌入在泵体20的配合孔中的。
108.并且，第二本体501与泵体20的配合孔可以形成密封配合，该密封配合的方式可以
通过在第二本体501的外壁与泵体20的配合孔的孔壁之间设置密封圈实现，该种密封配合方式可以避免介质从第二本体501的外壁与配合孔的孔壁之间泄露。
109.另外，第一本体502的外径大于第二本体501的外径，当第二本体501嵌入泵体20的配合孔中后，第一本体502的右侧面与泵体20的侧壁之间抵接或者形成微小的间隙。
110.基于上述结构，配合孔可以对第二本体501的外周面进行遮挡防护，第一本体502在配合孔在左端进行封盖，对第二本体501进行遮挡防护。
111.由此，在该种结构形式下，第二本体501和轴封组件40可由配合孔和第一本体502共同进行遮挡防护，省去了传统结构中的保护罩，进一步精简了本装置的零件数量。
112.以上详细描述了本实用新型的较佳具体实施例。应理解以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
113.以上实施例仅表达了本技术的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本技术的保护范围。因此，本技术专利的保护范围应以所附权利要求为准。