一种机械密封结构及衬氟泵制造技术

本发明专利技术公开了一种机械密封结构及衬氟泵，动力轴的轴端固定有刚性骨架，叶轮的后盖板包覆在刚性骨架上；所述刚性骨架的架体包括沿径向延伸形成的圆盘状的第一基段，所述第一基段的外缘沿远离叶轮方向延伸形成与动力轴同轴布置的环状的第二基段；泵体与输送介质的接触面以及叶轮均为耐腐蚀材质；以叶轮半径为D2，第二基段的轴向长度为L，刚性骨架的径向长度为d，其中：本发明专利技术通过在泵体内加入刚性骨架和刚性支撑架，经实验验证，使后盖板和泵体内氟塑料整体弹性性质下降，在高温流体介质通过腔体时能够承受更多的热量而产生相对较小的形变，降低了密封端面的磨损量，大幅提高整体机械密封的可靠性。大幅提高整体机械密封的可靠性。大幅提高整体机械密封的可靠性。

【技术实现步骤摘要】
一种机械密封结构及衬氟泵


[0001]本专利技术涉及流体输送领域，具体是一种机械密封结构及衬氟泵。

技术介绍

[0002]衬氟泵顾名就是内衬氟塑料的泵，其被广泛应用于化工、炼药、石油、电镀等行业，主要用来输送腐蚀性介质，可以在
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20℃～120℃温度条件下长期输送任意浓度的硫酸、盐酸、氢氟酸、硝酸、王水、强碱、强氧化剂等强腐蚀介质而毫不受损。
[0003]在衬氟泵中为了防止流体介质的泄露，大多采用性能优良的机械密封。最常用的机械密封结构是端面密封，在端面密封中有一对由动环、静环组成的摩擦副，摩擦副的作用是防止泄露。
[0004]但机械密封正常运转受到工作环境的影响，在长期输送高温流体介质的过程中，叶轮的叶片由于其内部材料不同，各个部分受热不均匀并且产生的形变不同，其叶片刚性会有所下降，以至于部分流体介质会流入叶轮后端腔体内部。因此流体介质中的固体颗粒进入密封端面，将会加快密封端面的磨损，致使动环不能补偿磨耗位移，并且固体颗粒会嵌入石墨密封面内。而且输送流体介质时，叶轮产生的压力脉动会影响密封端面的比压，液膜难以形成，会进一步加快密封端面的磨损，发热量增多，造成密封端面变形，机械密封因此失效，因此亟待解决。

技术实现思路

[0005]为了避免和克服现有技术中存在的技术问题，本专利技术提供了一种机械密封结构，降低了密封端面的磨损量，防止密封端面产生变形；本专利技术还提供了一种应用该机械密封结构的衬氟泵。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：r/>[0007]一种机械密封结构：动力轴的轴端固定有刚性骨架，叶轮的后盖板包覆在刚性骨架上；所述刚性骨架的架体包括沿径向延伸形成的圆盘状的第一基段，所述第一基段的外缘沿远离叶轮方向延伸形成与动力轴同轴布置的环状的第二基段；泵体与输送介质的接触面以及叶轮均为耐腐蚀材质；
[0008]以叶轮半径为D2，第二基段的轴向长度为L，刚性骨架的径向长度为d，其中：
[0009][0010][0011]作为本专利技术进一步的方案：该机械密封结构还包括与叶轮的后盖板密封配合的动环以及与泵体密封配合的静环，所述动环与静环同轴装配在动力轴上，并配合形成摩擦副以防止泵腔内的介质泄露；
[0012]位于第一基段与动环之间的耐腐蚀材质轴向厚度为h1，位于第二基段和动环之间
的耐腐蚀材质径向厚度为h2，其中：
[0013][0014][0015]作为本专利技术再进一步的方案：所述第一基段上贯穿开设有与叶轮后盖板易形变部位相接触的第一轴向孔；所述第二基段上贯穿开设有与叶轮后盖板易形变部位相接触的第二轴向孔；所述第一轴向孔的半径r2＝4.63mm；所述第一轴向孔的半径r1＝2.56mm。
[0016]作为本专利技术再进一步的方案：所述动环与叶轮的后盖板的接触面处设置有O型的第一密封圈。
[0017]作为本专利技术再进一步的方案：所述泵体内设置有用于固定静环的静环座；与静环位置对应的刚性支撑架被泵体的耐腐蚀材质包覆，所述刚性支撑架呈与动力轴同轴布置的圆盘状构造，刚性支撑架的架体沿远离叶轮方向延伸形成与动力轴同轴布置的环状的第三基段；位于第三基段与静环座之间的耐腐蚀材质径向厚度为h5，位于刚性支撑架和泵腔之间的耐腐蚀材质轴向厚度为h4，其中：
[0018][0019][0020]作为本专利技术再进一步的方案：所述刚性支撑架上贯穿开设有与泵体易形变部位相接触的第三轴向孔，所述第三轴向孔的半径r3＝11.4mm。
[0021]作为本专利技术再进一步的方案：所述刚性支撑架的外缘呈凸台状从而与泵体外缘相适配；所述泵体与静环的配合面处设置有隔环，隔环和静环之间设置有O型的第二密封圈。
[0022]作为本专利技术再进一步的方案：副叶轮通过螺纹配合固定在叶轮的后盖板上，且副叶轮与叶轮的旋向相反；所述副叶轮的外缘与泵体之间的径向距离h3＝3.52mm。
[0023]一种衬氟泵：所述机械密封结构设置在该衬氟泵的泵腔内。
[0024]作为本专利技术再进一步的方案：所述机械密封结构中的动环以及静环为石墨材质。
[0025]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0026]1、本专利技术通过在泵体内加入刚性骨架和刚性支撑架，经实验验证，使后盖板和泵体内氟塑料整体弹性性质下降，在高温流体介质通过腔体时能够承受更多的热量而产生相对较小的形变，降低了密封端面的磨损量，大幅提高整体机械密封的可靠性。
[0027]2、本专利技术通过对刚性骨架以及刚性支撑架尺寸的合理设计，最大化的提高了密封效果。
[0028]3、本专利技术在叶轮后盖板上设置副叶轮，将泵腔内的流体介质运输到衬氟泵出口，使进入叶轮后盖板腔体内的流体介质大幅减少，以此降低进入泵腔内的固体颗粒量，有效减缓了密封端面的磨损量，提高了密封端面的密封性能。
附图说明
[0029]图1为本专利技术的结构示意图。
[0030]图2a为本专利技术中刚性骨架的主视图。
[0031]图2b为本专利技术中刚性骨架的侧视图。
[0032]图3a为本专利技术中刚性支撑架的主视图。
[0033]图3b为本专利技术中刚性支撑架的侧视图。
[0034]图4a为图1中A处的放大图。
[0035]图4b为图1中B处的放大图。
[0036]图4c为图1中C处的放大图。
[0037]图4d为图1中D处的放大图。
[0038]图5a为本专利技术中叶轮后盖板未增加刚性骨架时的热
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结构耦合分析形变云图。
[0039]图5b为本专利技术中叶轮后盖板增加刚性骨架后的热
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结构耦合分析形变云图。
[0040]图5c为本专利技术泵体内的氟塑料内未增加刚性支撑架时的热
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结构耦合分析形变云图。
[0041]图5d为本专利技术泵体内的氟塑料内增加刚性支撑架后的热
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结构耦合分析形变云图。
[0042]图中：
[0043]1、泵体；2、叶轮；3、动力轴；
[0044]4、动环；41、第一密封圈；
[0045]5、静环；51、第二密封圈；52、静环座；
[0046]6、刚性骨架；
[0047]61、第一基段；611、第一轴向孔；
[0048]62、第二基段；621、第二轴向孔；
[0049]7、刚性支撑架；
[0050]71、第三轴向孔；72、第三基段；
[0051]8、副叶轮。
具体实施方式
[0052]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。
[0053]请参阅图1～5d，本专利技术实施例中，一种机械密封结构及衬氟泵，包括衬氟泵的泵体1，泵体1内与输送介质的接触面以及设本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种机械密封结构，其特征在于，动力轴(3)的轴端固定有刚性骨架(6)，叶轮(2)的后盖板包覆在刚性骨架(6)上；所述刚性骨架(6)的架体包括沿径向延伸形成的圆盘状的第一基段(61)，所述第一基段(61)的外缘沿远离叶轮(2)方向延伸形成与动力轴(3)同轴布置的环状的第二基段(62)；泵体(1)与输送介质的接触面以及叶轮(2)均为耐腐蚀材质；以叶轮半径为D2，第二基段(62)的轴向长度为L，刚性骨架(6)的径向长度为d，其中：，第二基段(62)的轴向长度为L，刚性骨架(6)的径向长度为d，其中：2.根据权利要求1所述的一种机械密封结构，其特征在于，该机械密封结构还包括与叶轮(2)的后盖板密封配合的动环(4)以及与泵体(1)密封配合的静环(5)，所述动环(4)与静环(5)同轴装配在动力轴(3)上，并配合形成摩擦副以防止泵腔内的介质泄露；位于第一基段(61)与动环(4)之间的耐腐蚀材质轴向厚度为h1，位于第二基段(62)和动环(4)之间的耐腐蚀材质径向厚度为h2，其中：，其中：3.根据权利要求2所述的一种机械密封结构，其特征在于，所述第一基段(61)上贯穿开设有与叶轮(2)后盖板易形变部位相接触的第一轴向孔(611)；所述第二基段(62)上贯穿开设有与叶轮(2)后盖板易形变部位相接触的第二轴向孔(621)；所述第一轴向孔(611)的半径r2＝4.63mm；所述第一轴向孔(611)的半径r1＝2.56mm。4.根据权利要求2所述的一种机械密封结构，其特征在于，所述动环(4)与叶轮(2)的后盖板的接触面处设置有O型的第一密封圈(41...

【专利技术属性】
技术研发人员：燕浩，谢腾洲，苏晓珍，吴敏，祁风雷，马培勇，戴高岩，王飞，曾亿山，刘常海，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：