一种高速泵用旋转密封结构的制作方法

本实用新型涉及旋转密封结构，具体为一种高速泵用旋转密封结构、带有自动补偿功能和恒定密封比压比结构。

背景技术：

高速泵用旋转密封结构主要应用于泵轴的动密封。一般安装在泵的轴系上，目前使用最广泛的是机械密封结构。机械密封结构通过把轴向的动密封转化为径向的端面密封来实现性能优异的动密封性能。但在高速泵领域，机械密封在使用上经常存在停泵的时候发生外泄漏，导致发生安全事故。这是因为在停泵的时候，端面密封的密封压力是不可调的，当泵内部压力超过密封力时必然发生泄漏。而在高速泵运转过程中，由于转速高，泵出口压力大，机械密封也因为密封力不够而导致泄漏时有发生。

技术实现要素：

为了解决上述缺点，本实用新型的目的是提供一种能够提高高速泵轴动密封性能的旋转密封结构，该旋转密封结构可以自动补偿并能保持恒定密封比压比，是一种使用寿命长、维护简单、密封性能好的动密封结构。

本实用新型公开了一种高速泵用旋转密封结构，包括泵壳和安装在泵壳内的泵轴，泵壳一端内侧开设有密封槽，密封槽内安装有弹簧和环状的密封件，弹簧沿泵轴轴向并呈周向分布，其一端抵着密封件，另一端抵着密封槽侧面，密封件套设在泵轴外侧，其外周开设有紧固槽，紧固槽内安装弹性紧固件将密封件和泵轴紧固在一起，泵壳一端固定有挡板，密封件与挡板的接触面上开设一圈有沟槽，沟槽内安装密封圈，挡板将密封件和密封圈同时压住，密封件和挡板保持相对静止，和泵轴形成动密封副，当泵轴在旋转过程中，动密封副有微量磨损，在弹性紧固件的弹力和介质力的共同作用下，弹簧具有自动补偿的功能，一种压力的液体和相应材质的密封件可以形成稳定的密封比压比，从而保证高效的密封性能。

上述技术方案的密封槽内可盛装液体介质，挡板与密封件形成的静密封将液体介质与挡板外的介质很好的隔离开，密封件在液体介质和弹簧的作用下在密封槽内浮动。弹簧为整个密封结构提供了轴向的初始密封力，弹性紧固件为整个密封结构提供了径向的初始密封力，根据高速泵的设计要求可以调整弹簧和弹性紧固件的初始密封力，从而保证高速泵静止状态和启动瞬间的密封性。上述技术方案采用自动补偿的浮动密封件结构和可调整弹簧力的初始密封力结构，利用介质力保持密封件恒定密封比压比原理，具有密封性能好、使用寿命长、维护简单、初始密封力可调、密封比压比恒定等优点。高速泵内的压力越高，密封力就越大，保证泵在低压和高压工况下保持稳定的密封性能，不仅针对高速泵，对于其它类型的动密封也有可以借鉴之处。

进一步地，密封槽包括弹簧槽和密封件槽，密封件槽呈环形结构，密封件安装在密封件槽内，弹簧槽与密封件槽连通，并且弹簧槽沿泵轴周向分布，弹簧一端安装在弹簧槽内，另一端抵着密封件，保证弹簧不偏移轴向方向。

进一步地，弹簧的数量为3-8个，沿泵轴周向均匀分布，保证密封件的受力均衡。

进一步地，密封圈采用O型圈，用于控制和调整密封件的介质力，从而控制密封件的密封比压比。

进一步地，泵轴上嵌装有耐磨块，密封件套设在耐磨块的外侧，密封件和耐磨块形成动密封副，当泵轴在旋转过程中，耐磨块可以有效降低密封件的磨损率，根据具体需求，可以适当调整密封件与耐磨块的接触面积。

进一步地，密封件为橡胶密封件、塑料密封件或金属密封件中的一种。

进一步地，耐磨块为聚醚醚酮与碳纤维混合材料耐磨块，厚度为3mm。

进一步地，耐磨块为喷涂有碳化钨材料的耐磨块，涂层厚度为0.5mm。

进一步地，弹性紧固件采用弹簧丝。

本实用新型的有益效果为：在泵轴的轴向和径向均设置初始密封力，采用自动补偿的浮动密封件结构、可调整弹簧力的初始密封力结构和利用介质力保持密封件恒定密封比压比结构，使高速泵用旋转密封结构具有密封性能好、使用寿命长、维护简单、密封力可调等优点，并且与现有技术相比，结构更合理、加工更简易、装配更容易、使用寿命长、密封性能好等优点。本实用新型可以根据高速泵实际所需，调整弹簧和弹簧丝的初始密封力，满足不同高速泵系统压力和密封压力的要求，在泵轴高速旋转及静止时都能保持密封，不发生泄露事故。

附图说明

图1为本实用新型的内部结构示意图；

图2为图1在A-A的剖视图。

图中，1.泵轴；2、泵壳；3、挡板；4、弹簧；5、耐磨块；6、密封件；7、弹性紧固件；8、密封圈；9、密封槽；91、弹簧槽；92、密封件槽；10、紧固槽；11、沟槽。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的结构进行详细解释说明。

如图1所示的高速泵用旋转密封结构，其包括泵壳2和安装在泵壳2内的泵轴1，泵壳2一端内侧开设有一圈密封槽9，密封槽9内安装有弹簧4和环状的密封件6，弹簧4沿泵轴1轴向并呈周向分布，其一端抵着密封件6，一端抵着密封槽9底面，密封件6套设在泵轴1外侧，其外周开设有一圈紧固槽10，紧固槽10内安装弹性紧固件7将密封件6和泵轴1紧固在一起，泵壳2一端通过螺栓固定有挡板3，密封件6与挡板3的接触面上开设有沟槽11，沟槽11内安装用于静密封的密封圈8，密封圈8可选用O型圈，用于控制和调整密封件6的介质力，从而控制密封件的密封比压比，此时，挡板3将密封件6和密封圈8都压住，密封件6和挡板3保持相对静止，和耐磨块5形成动密封副，密封副的粗糙度要求不低于Ra0.4。当密封件6在使用过程中，密封副有微量磨损时，在弹性紧固件7的弹力和介质力的共同作用下，具有自动补偿的功能，持续的保持稳定的密封比压比和高效的密封性能。

在上述技术方案的基础上，优选地，密封槽9包括弹簧槽91和密封件槽92，密封件槽92呈环形结构，密封件6安装在密封件槽92内，弹簧槽91与密封件槽92连通，并且弹簧槽91沿泵轴1周向分布，弹簧4一端安装在弹簧槽91内，另一端抵着密封件6，保证弹簧4不偏移轴向方向。

在上述技术方案的基础上，优选地，弹簧4的数量为3-8个，沿泵轴1周向分布，保证密封件6的受力均衡。

在上述技术方案的基础上，优选地，泵轴1上嵌装有耐磨块5，密封件6套设在耐磨块5的外侧，耐磨块5可以有效降低密封件6的磨损率。

在上述技术方案的基础上，优选地，密封件为橡胶密封件、塑料密封件或金属密封件中的一种。

在上述技术方案的基础上，优选地，耐磨块为聚醚醚酮与碳纤维混合材料耐磨块，厚度为3mm；或者，耐磨块为表面喷涂有碳化钨材料的耐磨块，涂层厚度为0.5mm。

在上述技术方案的基础上，优选地，弹性紧固件采用弹簧丝，成本低、易于获取。

本实用新型的有益效果为：采用自动补偿的浮动密封件结构、可调整弹簧力的初始密封力结构和利用介质力保持密封件恒定密封比压比结构，使高速泵用旋转密封结构具有密封性能好、使用寿命长、维护简单、密封力可调等优点。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型实质内容上所作的任何修改、等同替换和简单改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。