一種泵的製作方法

2023-12-09 12:41:31 1

本發明涉及水泵，具體涉及高壓水泵。

背景技術：

在水泵的領域，泵的密封，尤其是泵軸的密封通常通過填料來實現。這是因為填料密封相對機械密封來說結構簡單、價格低、維修方便等，故被廣泛使用在行業中。在使用填料進行密封時，填料數量不能太多，也不能太少。填料數量太多，水洩漏過少容易造成外側填料摩擦加大，使軸的磨損加劇，而且過多數量讓填料凹進去太多，最內側填料不易取出，維修不便。填料太少則不能實現良好密封。

圖1是一種典型的高壓流體泵的剖視圖。如圖1所示，泵1包括泵體2，泵體2固定連接有填料體4。泵體2與填料體4之間設有密封圈7。填料體4中容納有填料5。填料5通過填料壓蓋6保持於填料體4內。泵軸3依次延伸穿過泵體2、填料體4、填料5和填料壓蓋6。

然而，目前的水泵中，當水泵揚程過高時，填料中洩漏的流體由於揚程高、壓強大時，對周圍人群具有一定危險性。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是提供一種能夠降低液體洩漏可能性，或者即使發生洩漏，也不會帶來危險的泵。

為解決上述技術問題，本發明提供了一種泵，包括泵體、泵軸、填料體和壓蓋，所述填料體固定連接於所述泵體。填料體設有軸孔，所述軸孔內填裝有填料，且所述壓蓋用於將所述填料保持於所述填料體內。泵還包括減壓襯套，所述減壓襯套設有中心通孔且限定所述中心通孔的內壁設有凹槽，其中所述填料位於所述壓蓋與所述減壓襯套之間，所述泵軸穿過所述中心通孔和所述填料並延伸出所述填料體，以及所述泵軸與所述減壓襯套之間為間隙配合。

一實施例中，所述泵為高壓流體泵，該高壓流體泵的最大工作壓力PN 為1.0MPA以上。

一實施例中，減壓襯套的外壁與所述填料體之間上設有密封圈。較佳地，該密封圈為O形密封圈。

一實施例中，減壓襯套的外壁上設有環形槽，密封圈置於所述環形槽中。

一實施例中，所述凹槽呈螺紋形式，或者在所述減壓襯套的內壁上沿所述減壓襯套的中心軸線方向設有相互間隔開的多個所述凹槽。

一實施例中，所述減壓襯套設有頭部和減壓部，其中，所述頭部抵靠所述填料，以及所述減壓部具有預定長度並設有所述凹槽。

一實施例中，所述減壓襯套的所述頭部和所述減壓部形成為一體。

一實施例中，所述填料體的所述軸孔內設有臺階，所述頭部的一端抵靠所述填料體的所述軸孔內的臺階，所述頭部的另一端抵靠所述填料。

一實施例中，所述減壓部的長度為所述泵軸的外徑的1.5-3倍。

一實施例中，所述減壓襯套的設有所述凹槽的減壓段的長度為所述泵軸的外徑的1-3倍。

一實施例中，所述減壓襯套的所述頭部設有第一洩壓孔，所述填料體上設有第二洩壓孔，所述第一洩壓孔同時與所述凹槽和所述第二洩壓孔流體連通，以及所述第二洩壓孔能夠可操作地打開或關閉。

一實施例中，圍繞所述減壓襯套的所述頭部設有多個第一洩壓孔，所述減壓襯套的頭部進一步設有洩壓槽，所述洩壓槽同時與所有所述第一洩壓孔和所述第二洩壓孔流體連通。

一實施例中，所述減壓襯套的所述頭部設有周向間隔開的多個所述第一洩壓孔，多個所述第一洩壓孔的橫截面面積之和以及所述減壓襯套與所述泵軸之間的間隙的橫截面面積滿足如下關係：

3*(π*(D1/2)2-π*(D/2)2)≤π*(d/2)2n≤6*(π*(D1/2)2-π*(D/2)2)

其中，d為第一洩壓孔的直徑，n為第一洩壓孔的數量，D1為減壓襯套的中心通孔的直徑，以及D為泵軸的外徑。

一實施例中，所述凹槽的寬度L1大小範圍為2mm≤L1≤6mm。更佳地，L1大小範圍為3mm≤L1≤5mm。

本發明的泵通過採用減壓襯套，並使其與現有的填料密封結構組合而形成新的填料密封結構，使得泵的流體洩漏可能性大大降低，且即使發生液體洩漏，也不會給周邊人員帶來危險。

附圖說明

圖1為現有的高壓流體泵的剖視圖，為清楚起見，僅示出其中一部分。

圖2為根據本發明的一實施例的高壓流體泵的剖視圖，為清楚起見，僅示出其中一部分。

圖3為圖2的高壓流體泵的減壓襯套的一實施例的剖視圖。

圖4為圖3的減壓襯套的端視圖。

圖5為圖2的高壓流體泵的減壓襯套的另一實施例的剖視圖。

圖6為根據本發明的另一實施例的高壓流體泵的剖視圖，為清楚起見，僅示出其中一部分。

圖7為圖6的高壓流體泵的減壓襯套的剖視圖。

具體實施方式

以下將結合附圖對本發明的較佳實施例進行詳細說明，以便更清楚理解本發明的目的、特點和優點。應理解的是，附圖所示的實施例並不是對本發明範圍的限制，而只是為了說明本發明技術方案的實質精神。

如圖2所示，泵100包括泵體2，泵體2固定連接有填料體8。泵體2與填料體8之間設有O形密封圈7。填料體4設有軸孔41，軸孔41中容納有填料5和減壓襯套9。填料5通過填料壓蓋6保持於填料體8內並抵靠於減壓襯套9。泵軸3依次延伸穿過減壓襯套9、填料體8、填料5和填料壓蓋6，泵軸3與減壓襯套9之間形成間隙配合。工作時，泵中的流體在到達填料5之間，首先經過減壓襯套9。流體經過減壓襯套9減壓後，壓力大大降低，因此可以大大減少流體從填料5洩漏的可能性，並且即使洩漏，也不會帶來危險。這裡，減壓襯套9、填料體8、填料5和填料壓蓋6可以統稱為填料密封結構。

這裡，填料體8與圖1所示的現有技術中的填料體4大致相同。與現有技術的填料體4相比，本發明的填料體8可選地增加了洩壓孔44且其長度根據需要作了調整，例如長度增加以同時容納減壓襯套9和填料5。

如圖3和4所示，減壓襯套9呈圓筒狀並包括頭部91和減壓部92。這裡，頭部91和減壓部92一體形成。應理解的是，頭部91也可分開製成，然後組裝在一起。減壓部92的外壁上設有環形槽96，密封圈10置於環形槽96中，從而防止流體經由填料體8與減壓襯套9之間的間隙流出，即阻止流體從減壓襯套外側流動，迫使所有流體都從減壓襯套內側流過。

減壓襯套9的頭部91的外徑大於減壓部92的外徑，從而在頭部91和減壓部92之間形成臺階。相應地，限定填料體8的軸孔81的填料體內壁 上設有臺階82。組裝時，頭部91的一端抵靠填料體8的軸孔內的臺階82，頭部91的另一端抵靠填料5。

減壓襯套9設有中心通孔95。限定該中心通孔95的減壓襯套內壁上沿減壓襯套的中心軸線方向設有多個凹槽93。圖3所示的實施例中，凹槽93呈圍繞中心通孔95的環形形狀。凹槽的數量可根據需要來設計，例如根據該泵中流體的壓力大小來設計。各個凹槽93之間相互間隔開並相距預定距離。設置凹槽93可有助於使得流過減壓襯套9的流體壓力下降。應理解，在減壓襯套內壁上的凹槽也可形成為連續凹槽，例如凹槽可呈螺紋形式，如圖5的凹槽93』所示。較佳地，凹槽93、93』的寬度L1大小範圍為2mm≤L1≤6mm。更佳地，L1大小範圍為3mm≤L1≤5mm。凹槽93、93』的深度H為0.25mm～8mm。更佳地，凹槽93、93』的深度H為0.5mm～5mm,。

又一替代實施例中，減壓襯套內壁上的凹槽可以為迷宮式凹槽。

減壓襯套9的頭部91進一步設有第一洩壓孔92和洩壓槽94。第一洩壓孔92沿減壓襯套9的頭部91周向布置。圖4所示的實施例中，沿減壓襯套9的頭部91均勻地布置有6個第一洩壓孔92。應理解的是，可根據需要設置所需數量的第一洩壓孔92，例如1個、2個、3個或4個。洩壓槽94為圍繞頭部91的連續凹槽。洩壓槽94與所有的第一洩壓孔92連通。應理解的是，也可以不設置洩壓槽94，而僅僅設置第一洩壓孔92。或者，可以不設置洩壓槽94和第一洩壓孔92，下文將進一步詳細描述。

圖2所示的實施例中，與減壓襯套9的第一洩壓孔92和洩壓槽94對應地，在填料體8上設有第二洩壓孔84。第二洩壓孔84與第一洩壓孔92和洩壓槽94流體連通。第二洩壓孔84能夠可操作地打開或關閉，從而在需要洩壓時打開，而在正常工作過程中關閉。

較佳地，減壓部92的長度L為泵軸3的外徑D的1.5-3倍。在該範圍內，可以有效地減壓，並且泵的結構仍然較緊湊。

較佳地，減壓襯套9的設有凹槽的減壓段的長度L2為泵軸3的外徑的1-3倍。

一實施例中，多個第一洩壓孔92的橫截面面積之和以及減壓襯套9與泵軸3之間的間隙的橫截面面積滿足如下關係：

3*(π*(D1/2)2-π*(D/2)2)≤π*(d/2)2n≤6*(π*(D1/2)2-π*(D/2)2)

其中，d為第一洩壓孔的直徑，n為第一洩壓孔的數量，D1為減壓襯套的中心通孔的直徑，以及D為泵軸的外徑。

在上述關係下，可以獲得較為良好的減壓效果。

圖6示出根據根發明的第二實施例的高壓流體泵100』的剖視圖，為清 楚起見，僅示出其中一部分。圖6所示的泵100』與圖2所示的泵100之間的主要區別在於，圖2所示的泵100的減壓襯套上設有第一洩壓孔92，相應地，在填料體8上設有第二洩壓孔84，而圖6所示的泵100』中，減壓襯套9』和填料體8』均不設置洩壓孔，如圖7所示，減壓襯套9』的頭部91』尺寸相對較小。其餘部分的結構和連接關係與圖2-5所示的實施例相同，在此不再詳述。

本發明的高壓流體泵的填料密封結構具有如下特點：

1、適用於所有用於輸送高壓流體並使用填料密封的高壓流體泵。這裡，高壓流體泵指的是最大工作壓力PN為1.0MPA以上的泵。

2、增加減壓襯套後的填料密封結構不會因為增加一個部件而有太多變化，並且可以通過同時略微改變的填料體來根據客戶要求改變填料壓蓋的位置。

3、增加減壓襯套後，加工、裝配良好的情況下，基本減壓襯套不需要維修。

4、減壓襯套通過填料壓蓋給填料的軸向壓力，填料在將減壓襯套緊緊壓在填料體上，同時填料體與減壓襯套間隙配合，讓減壓襯套牢牢固定在填料體上，無摩擦，無任何機械損失。

5、通過多個槽後或螺紋到達填料處的流體，壓力已經大大減低.

6、填料體上的洩壓孔上外接管路，通過管路引流也可讓壓力再次減低(可根據現場情況不接)。

7、可根據實際情況的要求，通過計算，來調整槽的數量，以及其之間的距離等其他尺寸，使從填料處洩露流體的揚程、流速達到安全可控的範圍內。

本發明的高壓流體泵中，在現有的填料密封結構上增加了減壓襯套，通過減壓襯套中迷宮式凹槽結構或螺紋式凹槽結構來增加洩露流體流動中的阻力，從而達到減少填料洩露流體中的能量、壓力，讓使用過程變得安全、穩定、可靠。最重要的是本發明的減壓結構製作成本簡單、成本低、為非接觸式減壓，使用壽命長。

需要指出的是，本發明的填料密封結構適用於所有使用填料軸封的泵，包括但不限於立式泵、臥式泵、多級高揚程水泵、離心泵、雙吸泵和長軸排水泵等等。本發明的對現有水泵的改進主要在填料體密封結構相關部分，因此，在本文中，沒有對泵的其餘結構作詳細描述。應理解，泵的其餘結構可以採用本領域已知的任何合適的結構。

以上已詳細描述了本發明的較佳實施例，但應理解到，在閱讀了本發 明的上述講授內容之後，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改。這些等價形式同樣落於本申請所附權利要求書所限定的範圍。