高壓耐腐蝕齒輪泵的製作方法
2023-06-16 10:18:01 4
專利名稱：高壓耐腐蝕齒輪泵的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種液體輸送泵。
眾所周知，齒輪泵通常適用於輸送油及無腐蝕且潤滑性好、粘度較高的液體的場合。它在輸送較高粘度的液體時，輸送壓頭可達2MPa左右，但當輸送低粘度液體(如水或化工腐蝕介質)時，其輸送壓頭無法達到1.5MPa，不能產生高壓的主要原因是由於技術上的困難，齒輪泵中的齒輪外圓的圓周間隙及端面間隙不能設計得很小，因此低粘度液體從間隙中「串流」，輸送壓頭就升不高，如果縮小間隙，在輸送低粘度液體如水的條件下會發生半乾摩擦和幹摩擦，造成相對運動的零件間咬合而發生事故。但由於齒輪泵獨有的輸送液體的優良工作特性，促使人們去尋求解決上述困難的途徑，使齒輪泵既可輸送粘度高的介質，又可輸送粘度低的介質，既可輸送無腐蝕介質，又可輸送腐蝕的介質，且輸送壓頭大於2.5MPa.當然，這是一個技術上的重大難題，所以至今未見到類似具有上述特性的齒輪泵公諸於世。
本發明的目的就在於研製一種可輸送低粘度液體(如水)和強腐蝕介質的高壓耐腐蝕齒輪泵，其輸送壓頭可達2.5MPa－12MPa。
本實用新型的構思是這樣(1)。採用整體式結構，沿泵軸方向分別採用一級墊料密封和二級機械端面密封，使泵腔中的清水或化工腐蝕介質與軸承嚴格分開，這樣，既有效地保護軸承，亦有利於提高泵的壓頭。
(2)通過提高相對運動零件之間的相對硬度差，來克服在半乾摩擦或幹摩擦狀態下發生的咬合現象。
(3)通過提高相對運動零件的設計精度，將齒輪的圓周間隙和端面間隙設計得很小，如齒頂圓與泵體內腔之間的圓周間隙可取0.03～0.04毫米，端面間隙可取0－0.02毫米，從而大大減少了流體由間隙中串流，當輸送低粘度介質－水時，其壓頭亦可達2.5MPa以上。
本實用新型亦是這樣設計的(1)在泵體的內腔中主要設置了一對嚙合良好的齒輪和4個軸套。齒輪分別通過鍵固接在主動軸和從動軸上，軸套則分別安裝在齒輪兩側，活套在主動軸與從動軸上。軸套與軸之間設置一級填料密封，可減少泵腔中液流沿軸向和外洩。齒輪採用耐腐蝕材料製造，它通過表面處理，使其表面硬度達HRC42；與齒輪作相對運動的零件；軸套與泵體內腔二者的材質不僅要耐腐蝕，而且通過精加工(精度在5級以上)以及表面處理，使軸套與齒輪配合的一側的表面硬度和泵體內腔的表面硬度均高達HRC62－74.總之，通過齒輪與軸套、泵體的相對硬度差，克服和這些相對運動零件之間由於間隙減少所引起的咬合現象。
(2)為了提高泵輸液壓頭，提高設計精度，將齒輪與泵體內腔之間的圓周間隙、與軸套之間端面間隙分別設計得很小，如齒輪的齒頂圓與泵體內腔之間的間隙可取0.03－0.04毫米，齒輪兩側的端面與軸套一側的端面之間間隙分別可取0.00－0.02毫米。
此外，在齒輪兩側的端面上分別設置耐腐蝕高分子墊片，當它與軸套端面作相對運動時，不僅具有自潤滑作用，而且可以有效地阻止泵腔中的液流沿徑向串流。
(3)為了防止泵腔中的高壓液流沿軸向洩漏，本發明沿軸向分別設置了一極填料密封，二級機械端面密封，這樣可以有效地防止了高壓液流沿軸向洩漏。
按照上述構思與設計原則製作的高壓耐腐蝕齒輪泵，經實際應用證明它既適用於輸送化工腐蝕介質，亦適用於輸送低粘度的介質(如水)的場合，其輸送壓頭可高達2.5MPa－12MPa。
下面將結合附圖
進一步闡明本實用新型的內容。
附圖為本實用新型所說的高壓耐腐蝕齒輪泵總成剖視圖。
其中1－鍵，它安裝在主動軸的輸入端，當外接電動機時起固接作用。
2－主動軸，它的一端與外接電動機通過鍵1連接後帶動泵體內的主動齒輪旋轉。
3－軸封蓋，在它的內部安裝有軸承及軸封(填料)，並通過螺釘固接在於機械密封壓蓋上。
4－軸封，安裝在軸封蓋內，以防止潤滑軸承的潤滑油外溢，以及外物侵入軸承。
5－油杯，設在軸封蓋3的上方，加油潤滑安裝在主動軸上的一軸承。
6－機械密封蓋，共有4個，分設在主動軸與從動軸的兩端的陶瓷機械端面密封件處。
7－陶瓷機械端面密封，共有4個，分設在泵體前蓋或後蓋的內腔中，並安裝在機械密封蓋上，置於泵體的兩側，並空套在主動軸或從動軸上，它與頂圈配合，發揮二級密封的作用，可防止泵體內液流沿軸向洩漏。
8－螺釘，它分別將4個頂圈緊固於主動軸與從動軸上。
9－頂圈，共有4個，分別套在主動軸與從動軸上的一級填料密封件處，用螺釘8緊固在主動軸與從動軸上，可隨軸旋轉，並與陶瓷機械端面密封7的動件相配合。
10－前蓋，它通過螺栓固接在泵體上，在它的腔體內安裝有陶瓷機械端面密封件7。
11－螺栓，它將前蓋或後蓋分別固接在泵體上。
12－泵體，泵體內腔中主要安裝有一對良好嚙合的齒輪，以及軸套等機械零件。
13－填料蓋，共有4個，分別設置於主動軸、從動軸上的一級填料密封處，發揮壓緊填料的作用。
14－密封填料，它與填料蓋13組合成主動軸、從動軸上的一級填料密封，它們分別置於軸套與主動軸或從動軸形成的空隙內。
15－軸套，共有4個，分別安裝在泵體12的內腔中，並分設於齒輪組的兩側，它與齒輪接觸的一側端面，要求的良好的加工精度並徑表面處理後，其表面硬度可達HRC62－68。
16－耐腐蝕金屬墊片，共有4個，分設於齒輪組的兩側。
17－齒輪，為齒輪泵核心部件，安裝在泵體內，共有2個(稱齒輪組)，其中一個為主動輪，它通過鍵固接在主動軸上，另一個為從動輪，它通過鍵固接在從動軸上。
18－耐腐蝕高分子塑料墊片，共有4個，分別安裝在耐腐蝕金屬墊片的外側，並與軸套的一端面接觸，具有自潤滑作用，並可阻止泵腔中的液流沿徑向串流。
19－後蓋，它通過螺栓11固接在泵體上，它的腔體內安裝有陶瓷機械端面密封件7。
20－螺釘，它將機械密封蓋，分別固接於前蓋10和後蓋19上。
21－尾蓋，共有三個，它們分別通過螺釘固接在機械密封蓋上，內設置軸承，並通過軸承分別將主動軸、從動軸定位固定。
22－軸承，共有4個，它們的定圈分別安裝在前蓋和後蓋內，它們的動圈則分別固接在主動軸和從動軸上。
23－油杯，共有三個，分別安裝在尾蓋21的端面處，通過它，可對軸承加油潤滑。
24－從動軸，它通過鍵與從動齒輪連接，並由兩端的軸承支承。
25－墊片，它分別設置於尾蓋與機械密封蓋之間，以及軸封蓋與機械密封蓋之間。
26－墊片，它分別設置於機械密封蓋與前蓋之間，以及機械密封蓋與後蓋之間。
27－墊片，它分別設置於前蓋與泵體，後蓋與泵體之間。
28－鍵，它分別設置主動軸與從動軸上，藉助它們與齒輪連接，使主動軸帶動齒輪組與從動軸一起旋轉。
29－銷釘，它設置在機械密封蓋上，並插入前蓋或後蓋的銷孔中，起定位作用，便於機械密封蓋與前蓋或後蓋的安裝。
由上述附圖可見本實用新型所說的高壓耐腐蝕齒輪示在現有技術的基礎上作了重大改進，它主要由泵體12、齒輪17、軸套15、主動軸2，從動軸24、軸承22、前蓋10、後蓋19、密封蓋3、尾蓋21、油杯5、油杯23、以及一級填料密封、二級機械端面密封等零部件組裝而成。為減少繁雜的描述，對上面已作過描述的從略，下面僅對本實用新型的改進處作進一步的闡述。
所說的一級填料密封系由密封填料14、填料蓋13組成，它們分別安裝在軸套15與主動軸2或從動軸24形成的空隙中，構成齒輪泵的軸向一級填料密封。
所說的二級機械端面密封，主要由頂圈9、陶瓷機械端面密封7、前蓋10或後蓋19，以及機械密封蓋6構成齒輪泵的軸向二級機械端面密封。
在所說的泵12的內腔(泵腔)中，主要設置有一對嚙合良好的齒輪17和軸套15，它們都由耐腐蝕材料製成。一對齒輪分別通過鍵與主動軸或從動軸相固接，軸套15則分別套在主動軸或從動軸上，並緊密安裝在齒輪17的兩側。這些相對運動的零件，其設計精度(或加工精度)分別為齒輪17的齒頂圓與泵腔之間的圓周間隙為0.03－0.04毫米，齒輪17與軸套15之間的端面間隙為0.00－0.02毫米。
這些相對運動的零件的相對硬度差分別為齒輪17通過表面處理，其表面硬度為HRC42，泵腔通過表面處理，其硬度為HRC62－74，軸套15通過表面處理，其表面硬度為HRC62－68。
總之，本實新型通過減少齒輪與泵體內腔之間的圓周間隙，以及齒輪與軸套之間的端面間隙來提高泵的輸送壓頭；通過齒輪與泵體內腔、齒輪與軸套之間的硬度差來克服這些相對運動零件之間發生半乾摩擦或幹摩擦時的咬合現象，從而使提高這些相對運動零件之間的配合精度有了可能；通過沿主動軸或從動軸的軸向設置一級填料密封，二級機械端面密封來防止泵腔中液流外洩，以保持泵內壓頭，並保護軸承不受腐蝕介質侵蝕，提高泵的使用壽命。
按照本實用新型的構思和設計原則製作的高壓耐腐蝕齒輪泵已成功地試用於超細粉碎旋液器中輸送高壓液體，取得了良好的應用效果，其壓頭可達2.5MPa－12MPa。
權利要求1.一種高壓耐腐蝕齒輪泵，主要由泵體12、齒輪17、軸套15、主動軸2、從動24、前蓋10、後蓋19、機械密封蓋6、尾蓋21、油杯5、油杯23等零部件組裝而成，本實用新型的特徵在於沿主動軸2、從動軸24的軸向兩側分別設置了一級填料密封，二級機械端面密封；其中所說的一級填料密封，由密封填料14，填料蓋13構成，它們分別安裝在由軸套15與主動軸2或從動軸24所形成的環隙中；所說的二級機械端面密封，由頂圈9、陶瓷機械密封7、前蓋10或後蓋19、以及機械密封蓋6諸零部件組裝而成，前蓋10或後蓋19通過螺栓11固接在泵體12上，頂圈9通過螺釘8固接在主動軸2或從動軸24上，並與陶瓷機械端面密封7的動件相配合，陶瓷機械端面密封7置於前蓋10或後蓋19的空腔中，並安裝在機械密封蓋6的凹槽中，並通過機械密封蓋6的定位活套在主動2或從動軸24上，但它的動件則與頂圈9配合後可隨軸旋轉，機械密封蓋6分別通過螺釘20與定位銷29固接與定位在前蓋10或後蓋19上。
2.如權利要求1所述的齒輪泵，其特徵在於齒輪17、泵體12的內腔以及軸套15之間有一相對硬度差，其中齒輪17的表面硬度為HRC42，軸套15的表面硬度為HRC62－－68，泵體12內腔的表面硬度為HRC62——74。
3.如權利要求1、2所述的齒輪泵，其特徵在於齒輪17、泵體12的內腔、以及軸套15之間有一高的加工精度，其中齒輪17的齒頂圓與泵體12的內腔之間的圓周間隙為0.03——0.04毫米，齒輪17與軸套15之間的端面間隙為0.00——0.02毫米。
專利摘要本實用新型公開了一種高壓耐腐蝕齒輪泵，它通過減少齒輪與泵體內腔之間的圓周間隙，齒輪與軸套之間的端面間隙來提高泵的輸送壓頭，通過齒輪與泵體內腔、齒輪與軸套之間的硬度差來克服這些相對運動零件之間由於間隙減少而引起的半乾摩擦或幹摩擦時的咬合現象，通過沿主動軸、從動軸的軸向設置一級填料密封、二級機械端面密封來防止泵腔中液流外洩，以穩定泵的壓頭，提高泵的壽命。經實測該泵的輸出壓頭可達2.5MPa-12MPa。
文檔編號F04C2/14GK2181582SQ93226419
公開日1994年11月2日 申請日期1993年10月13日 優先權日1993年10月13日
發明者嵇儲寅 申請人:華東理工大學