專利名稱：使?jié)櫥土粼跐撍糜颓粌?nèi)的軸密封裝置滑動(dòng)表面的裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于潛水泵的密封機(jī)構(gòu)，本發(fā)明尤其涉及一種能夠有效冷卻設(shè)置在密封機(jī)構(gòu)油腔內(nèi)的軸密封裝置的滑動(dòng)表面的含潤(rùn)滑油裝置。
背景技術(shù)：
在一傳統(tǒng)的潛水泵中，在泵的外殼與電動(dòng)機(jī)腔之間設(shè)置一密封機(jī)構(gòu)。一般而言，考慮到由于在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中軸密封裝置的滑動(dòng)表面和電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱而引起的潤(rùn)滑油的膨脹，放入密封機(jī)構(gòu)油腔中的潤(rùn)滑油的油量占油腔總?cè)莘e的80％，從而在油腔的上部形成空氣儲(chǔ)存空間。
但是，當(dāng)軸密封裝置在旋轉(zhuǎn)時(shí)，潤(rùn)滑油由于軸密封裝置的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力而漩渦式地流向油腔的內(nèi)周壁，這樣空氣儲(chǔ)存空間會(huì)形成在油腔的中部。結(jié)果，軸密封裝置的要被潤(rùn)滑的滑動(dòng)表面會(huì)處在未浸沒(méi)狀態(tài)，最終導(dǎo)致削弱潤(rùn)滑和冷卻滑動(dòng)表面的功能。
有鑒于此，提出了如圖7至9所示的結(jié)構(gòu)作為維持軸密封裝置滑動(dòng)表面潤(rùn)滑的一個(gè)措施。
下面將描述該結(jié)構(gòu)。設(shè)置一圓筒形壁件110包圍一軸密封裝置111。在圓筒形壁件110的內(nèi)周表面設(shè)置將油流向中心軸的擋板P。圓筒形壁件110的下端部與泵側(cè)殼體102a分離，以便沿下邊緣的整個(gè)周邊形成一入油口113b，從而與油腔103連通。圓筒形壁件110的上端部固定于電動(dòng)機(jī)側(cè)殼體101a的下表面。在圓筒形壁件110中位于上匹配圈105a與密封圈106a之間的滑動(dòng)表面112a之上的合適位置設(shè)置多個(gè)出油口113a。
但是，實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，當(dāng)使入油口113b與油腔103連通的上述結(jié)構(gòu)由圓筒形壁件110的下邊緣的整個(gè)圓周所形成時(shí)，由于復(fù)式(double-type)軸密封裝置111的旋轉(zhuǎn)在入油口113b附近產(chǎn)生離心力，使得圓筒形壁件110內(nèi)的潤(rùn)滑油被逼向外面，由此大大阻礙了吸收和向上推進(jìn)潤(rùn)滑油的作用。
此外，采用上述的機(jī)構(gòu)具有負(fù)作用，即潤(rùn)滑油會(huì)從形成在圓筒形壁件110上部的多個(gè)出油口113a朝外散射，導(dǎo)致上匹配圈105a與密封圈106a之間的滑動(dòng)表面不能浸沒(méi)在潤(rùn)滑油中。還有，被散射的油會(huì)夾帶在油表面114之上的空氣儲(chǔ)存空間115中的空氣。
另外，由于流出每一出油口113a的潤(rùn)滑油的量隨位置不同而不同，空氣從一個(gè)油流過(guò)的量比從其余出油口113a流過(guò)的量小的出油口113a進(jìn)入圓筒形壁件110。流進(jìn)的空氣與抵抗上述的離心力將油導(dǎo)向中心軸的擋板P的作用一起阻礙圓筒形壁件110內(nèi)的潤(rùn)滑油由于其攪動(dòng)作用而引起的循環(huán)。此外，潤(rùn)滑油和空氣相互混合，從而產(chǎn)生細(xì)小的泡沫。其結(jié)果是，油和空氣的混合物到達(dá)在上匹配圈105a與密封圈106a之間的滑動(dòng)表面112a，最終降低了潤(rùn)滑效果。還有，在圓筒形壁件110的內(nèi)外之間的潤(rùn)滑油的流動(dòng)變得紊亂，該潤(rùn)滑油紊流與潤(rùn)滑油和空氣的混合一起急劇降低了冷卻滑動(dòng)表面112a的效果。
此外，盡管出油口113a的尺寸和數(shù)量必須與泵軸104的旋轉(zhuǎn)速度匹配，但實(shí)際上，在使用潛水泵的場(chǎng)合，出油口113a的尺寸和數(shù)量是不可能隨旋轉(zhuǎn)速度的改變而改變。
本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于潛水泵的含潤(rùn)滑油裝置，其中該裝置能夠阻止?jié)櫥蛷拿芊鈾C(jī)構(gòu)油腔的中心部朝圓周壁散射，能夠使?jié)櫥推椒€(wěn)地循環(huán)，從而不管泵軸轉(zhuǎn)速如何改變，都能有效潤(rùn)滑和冷卻軸密封裝置的滑動(dòng)表面，也不會(huì)造成在潤(rùn)滑油內(nèi)夾帶有空氣。
發(fā)明概要本發(fā)明提供一種使?jié)櫥土粼谠O(shè)置于一潛水泵油腔內(nèi)的軸密封裝置滑動(dòng)表面的裝置。在位于電動(dòng)機(jī)腔與泵腔之間的油腔內(nèi)，一復(fù)式軸密封裝置的上匹配圈安裝在形成于電動(dòng)機(jī)側(cè)殼體的下表面上的環(huán)形槽內(nèi)，一復(fù)式軸密封裝置的下匹配圈安裝于形成在泵側(cè)殼體的上表面上的一環(huán)形槽內(nèi)。一防止下匹配圈旋轉(zhuǎn)的環(huán)形保持板固定于在環(huán)形槽周圍的圓周壁的上表面。設(shè)置一圓筒形壁件，包圍復(fù)式軸密封裝置。一導(dǎo)向葉片固定于圓筒形壁件的內(nèi)圓周表面，導(dǎo)向件具有朝泵軸的旋轉(zhuǎn)方向向上傾斜的傾斜表面。一朝外伸出的下邊緣凸緣設(shè)置在圓筒形壁件的下邊緣，并固定于保持板的上表面。在圓筒形壁件的下部形成一起入油口作用并在導(dǎo)向葉片的下端部分的后側(cè)與油腔之間形成連通的橫向孔。在位于上匹配圈和密封圈之間的滑動(dòng)表面之上的圓筒形壁件的上邊緣設(shè)置一朝內(nèi)伸出的凸緣，使得凸緣靠近電動(dòng)機(jī)側(cè)殼體。在凸緣的上表面與包圍其內(nèi)安裝有上匹配圈的環(huán)形槽的圓周壁的下表面之間形成一出油口。最好是，設(shè)置在圓筒形壁件上邊緣的凸緣上表面與包圍其中安裝有上匹配圈的環(huán)形槽的圓周壁的下表面之間的間隙設(shè)定成落入約0.5毫米至3毫米的范圍內(nèi)；設(shè)置在圓筒形壁件上邊緣的凸緣內(nèi)圓周表面與上密封圈的外圓周表面之間的間隙設(shè)定成落入約1毫米至3毫米的范圍內(nèi)。
最好是，在為一環(huán)形間隙的入油口或出油口處設(shè)置一導(dǎo)向板，以提高潤(rùn)滑和冷卻作用。
附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是使用了本發(fā)明裝置的一潛水泵油腔的垂直橫截面?zhèn)纫晥D；圖2是一放大的視圖，它示出了圖1的上滑動(dòng)表面和出油口部分；圖3是一放大的視圖，它示出了圖1的下滑動(dòng)表面和入油口部分；圖4是一用在本發(fā)明裝置中的圓筒形壁件的垂直側(cè)剖視圖；圖5是一用在本發(fā)明裝置中的圓筒形壁件的仰視圖；圖6是一用在本發(fā)明裝置中的環(huán)形保持板的垂直側(cè)剖視圖；圖7是一傳統(tǒng)潛水泵油腔的垂直側(cè)剖視圖；圖8是一設(shè)置在傳統(tǒng)潛水泵油腔內(nèi)的圓筒形壁件的垂直側(cè)剖視圖；圖9是一設(shè)置在傳統(tǒng)潛水泵油腔內(nèi)的圓筒形壁件的平面圖；圖10示出了一實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，做該實(shí)驗(yàn)是為了評(píng)價(jià)當(dāng)主要間隙的尺寸H1和H2改變時(shí)在本發(fā)明裝置中的潤(rùn)滑油的循環(huán)；以及圖11示出了在實(shí)驗(yàn)中用一纖維式觀測(cè)器進(jìn)行直觀檢查的情況。
發(fā)明的較佳實(shí)施例下面根據(jù)一實(shí)施例和圖1至6來(lái)描述本發(fā)明。
圖1示出了本發(fā)明一實(shí)施例的潛水泵密封機(jī)構(gòu)的機(jī)械密封的油腔3。
油腔3設(shè)置在電動(dòng)機(jī)腔1與泵腔2之間。從電動(dòng)機(jī)腔1延伸的泵軸4穿過(guò)油腔3，以進(jìn)入泵腔2。在油腔3的上側(cè)，設(shè)置一電動(dòng)機(jī)側(cè)殼體1a。在殼體1a上設(shè)置一圓周壁1c，以構(gòu)成一環(huán)形槽1b。
在油腔3的下側(cè)，設(shè)置一泵側(cè)殼體2a。在殼體2a上設(shè)置一圓周壁2c，以在殼體2a的上表面上構(gòu)成一環(huán)形槽2b。
以如下的方式設(shè)置上匹配圈5a和下匹配圈5b。
上匹配圈5a有間隙地容納油腔3內(nèi)的泵軸4，并安裝在電動(dòng)機(jī)側(cè)殼體1a的環(huán)形槽1b內(nèi)。
下匹配圈5b有間隙地容納油腔3內(nèi)的泵軸4，并安裝在泵側(cè)殼體2a的環(huán)形槽2b內(nèi)。
如圖3所示，設(shè)置一阻止旋轉(zhuǎn)的環(huán)形板(whirl-stop annular plate)1b，以防匹配圈5b旋轉(zhuǎn)。環(huán)形板1b有一經(jīng)沖壓加工朝下彎曲的嚙合突起17。環(huán)形板1b在嚙合突起17與形成在下匹配圈5b的上表面上的凹槽18嚙合的狀態(tài)下固定于圓周壁2c的上表面。
一上密封圈6a與上匹配圈5a滑動(dòng)接觸；一下密封圈6b與下匹配圈5b滑動(dòng)接觸。
支承一波紋管7a從上密封圈6a的后面延伸；支承一波紋管7b從下密封圈6b的后面延伸。
一上保持件8a安裝在上密封圈6a的外圓周上和波紋管7a的外圓周上，以將上密封圈6a和波紋管7a連接成一體。
一下保持件8b安裝在下密封圈6b的外圓周上和波紋管7b的外圓周上，以將下密封圈6b和波紋管7b連接成一體。
在上下密封圈6a和6b的后面之間通過(guò)上下保持件8a和8b設(shè)置一壓縮螺旋彈簧9。螺旋彈簧9以泵軸4的旋轉(zhuǎn)方向的反方向卷繞。
在油腔3內(nèi)設(shè)置一圓筒形壁件10，以包圍具有上述結(jié)構(gòu)的復(fù)式軸密封裝置11。兩個(gè)導(dǎo)向葉片G固定于圓筒形壁件10的內(nèi)周表面。每一導(dǎo)向葉片G有一沿泵軸4的旋轉(zhuǎn)方向朝上傾斜的傾斜表面。
在圓筒形壁件10的下邊緣設(shè)置一朝外伸出的凸緣F2，凸緣F2的下表面固定于環(huán)形保持板16的上表面。入油口13b是這樣形成的，每一入油口13b從對(duì)應(yīng)導(dǎo)向葉片G的下端部的靠近后面的一個(gè)位置延伸，與在圓筒形壁件10的外面的油腔3連通。
在上匹配圈5a與密封圈6a之間的滑動(dòng)表面12a之上的圓筒形壁件10的上邊緣設(shè)置用于防止捕獲空氣的朝內(nèi)伸出的凸緣F1，使得凸緣F1靠近電動(dòng)機(jī)側(cè)殼體1a。
在凸緣F1的上表面與圓筒形壁件1c的下表面之間形成一出油口13a。調(diào)節(jié)凸緣F1的上表面與圓筒形壁件1c的下表面之間的間隙H1，使其范圍在約0.5毫米至3毫米內(nèi)。從而，在環(huán)形間隙或出油口13a內(nèi)容易形成油膜。此外，凸緣F1的內(nèi)圓筒形表面與上密封圈6a的外圓筒形表面之間的間隙H2落在約1毫米至3毫米的范圍內(nèi)。這樣，導(dǎo)向葉片G能有效提供將潤(rùn)滑油往上推的作用，潤(rùn)滑油平穩(wěn)地引導(dǎo)到上滑動(dòng)表面12a。
潤(rùn)滑油送到油腔3的量占油腔3的總?cè)莘e的80％，從而在油表面14上面形成空氣儲(chǔ)存空間15。
當(dāng)泵工作時(shí)，由于泵軸4旋轉(zhuǎn)，設(shè)置在上下密封圈6a和6b的后表面之間的螺旋彈簧9也在圓筒形壁件10內(nèi)旋轉(zhuǎn)。其結(jié)果是，位于圓筒形壁件10的外面的油腔3內(nèi)的潤(rùn)滑油經(jīng)入油口13b流入圓筒形壁件10內(nèi)，由此潤(rùn)滑油潤(rùn)滑下滑動(dòng)表面12b并吸收在滑動(dòng)表面12b上產(chǎn)生的滑動(dòng)熱量。隨后，潤(rùn)滑油沿導(dǎo)向葉片G的傾斜表面而被迫朝上流，然后沿防止捕獲空間的凸緣F1的后面被迫朝中心軸流動(dòng)，由此潤(rùn)滑上滑動(dòng)表面12a和吸收在滑動(dòng)表面12a產(chǎn)生的滑動(dòng)熱量。接著，潤(rùn)滑油從凸緣F1的內(nèi)圓筒形邊緣流到出油口13a。
在出油口13a內(nèi)，潤(rùn)滑油由于表面張力而形成油膜，由此防止空氣進(jìn)入，然后輸送到在圓筒形壁件10外面的油腔3內(nèi)。由于出油口13a是由相互面對(duì)面的凸緣F1的環(huán)形上表面和環(huán)形壁1c的環(huán)形下表面所形成，因此通過(guò)油膜的形成來(lái)防止捕獲空氣，含潤(rùn)滑油的設(shè)備有效發(fā)揮作用，這些不受泵軸4旋轉(zhuǎn)速度的改變的影響。
當(dāng)間隙H1設(shè)定成落在約0.5毫米至3毫米范圍內(nèi)時(shí)，上述效果進(jìn)一步加強(qiáng)。當(dāng)凸緣F1的內(nèi)圓筒形表面與上密封圈6a的外圓筒形表面之間的間隙H2設(shè)定成落在約1毫米與3毫米范圍內(nèi)時(shí)，借助導(dǎo)向葉片G的油的循環(huán)完成得更有效，潤(rùn)滑油平穩(wěn)地引導(dǎo)到上滑動(dòng)表面12a。
圖10示出了一已完成的實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，以便評(píng)價(jià)潤(rùn)滑油的循環(huán)，其中主要間隙的尺寸是可變的。圖11示出實(shí)驗(yàn)中所采用的調(diào)節(jié)。
在實(shí)驗(yàn)中，電動(dòng)機(jī)軸以1800每分鐘轉(zhuǎn)的不變速度旋轉(zhuǎn)，對(duì)于H1和H2的每一組合，用一纖維式觀測(cè)器20從測(cè)試裝置的外面直觀檢查潤(rùn)滑油的循環(huán)。
用如下所示的三個(gè)等級(jí)進(jìn)行評(píng)價(jià)。
從圖10中可知，當(dāng)H1落在約0.5毫米至3毫米范圍內(nèi)，H2落在約1毫米至3毫米范圍內(nèi)時(shí)，潤(rùn)滑油均勻地流出在整個(gè)圓周上的間隙。
為了使?jié)櫥屯ㄟ^(guò)環(huán)形間隙形式的通道的出油口13a的流動(dòng)比較平穩(wěn)，可設(shè)置一導(dǎo)向板130。如上所述，沿導(dǎo)向葉片G朝上流動(dòng)的潤(rùn)滑油潤(rùn)滑上滑動(dòng)表面12a并吸收在滑動(dòng)表面12a產(chǎn)生的滑動(dòng)熱量，然后從凸緣F1的內(nèi)圓周邊緣流到出油口13a。為了有助于潤(rùn)滑油更有效地流動(dòng)，設(shè)置導(dǎo)向板130。導(dǎo)向板130最好是傾斜的，以跟隨潤(rùn)滑油的流動(dòng)。
在具有上述入油口13b的傳統(tǒng)結(jié)構(gòu)中，產(chǎn)生一將潤(rùn)滑油推到圓筒壁件10外面的力。為了有效獲得吸收和向上推動(dòng)潤(rùn)滑油的作用，可設(shè)置一導(dǎo)向板131。
這樣，為了提高沿導(dǎo)向葉片G朝上流動(dòng)的潤(rùn)滑油的循環(huán)，導(dǎo)向板131的傾斜最好設(shè)定成在出油口13a設(shè)置有導(dǎo)向板130的情況下有助于沿導(dǎo)向葉片G的朝上流動(dòng)。
當(dāng)泵工作時(shí)，位于圓筒壁件外面的油腔中的潤(rùn)滑油通過(guò)入油口流入圓筒形壁件的內(nèi)側(cè)，由此，潤(rùn)滑油潤(rùn)滑下滑動(dòng)表面，并吸收在該滑動(dòng)表面產(chǎn)生的熱量，同時(shí)沿導(dǎo)向葉片G的傾斜表面朝上流動(dòng)。
隨后，潤(rùn)滑油沿防捕獲空氣的凸緣的后面朝中心軸流動(dòng)，由此潤(rùn)滑上滑動(dòng)表面并吸收在該滑動(dòng)表面產(chǎn)生的滑動(dòng)熱量。接著，潤(rùn)滑油從凸緣的內(nèi)圓周邊緣流動(dòng)到達(dá)是一環(huán)形間隙的出油口。在出油口內(nèi)，潤(rùn)滑油形成油膜，由此防止空氣進(jìn)入。最后，潤(rùn)滑油流到圓筒形壁件外面的油腔中。
在本發(fā)明的潛水泵中，不管泵軸的轉(zhuǎn)速怎樣變化，都能可靠地避免來(lái)自油腔中心部的潤(rùn)滑油朝圓筒形壁件散射，通過(guò)在出油口內(nèi)形成油膜來(lái)防止空氣進(jìn)入潤(rùn)滑油，這樣能有效對(duì)滑動(dòng)表面進(jìn)行潤(rùn)滑和冷卻。
此外，由于容納一機(jī)械以實(shí)現(xiàn)油循環(huán)的圓筒形壁件的下凸緣通過(guò)一環(huán)形保持板固定于泵側(cè)殼體，簡(jiǎn)化了裝配，由于連接凸緣的表面的高度平整，獲得了極好的機(jī)械穩(wěn)定性。
工業(yè)實(shí)用性本發(fā)明的保持潤(rùn)滑油裝置能有效地用于其它形式的潛水泵中，作為一有效潤(rùn)滑和冷卻設(shè)置在潛水泵油腔內(nèi)的軸密封裝置的滑動(dòng)表面的裝置。
權(quán)利要求
1.一種使?jié)櫥土粼谠O(shè)置在一潛水泵油腔內(nèi)的復(fù)式軸密封裝置滑動(dòng)表面的裝置，其中，一用于機(jī)械密封的油腔設(shè)置在電動(dòng)機(jī)腔與泵腔之間，該裝置包括一包圍復(fù)式軸密封裝置的圓筒形壁件；一固定于圓筒形壁件的內(nèi)圓周表面的導(dǎo)向葉片；一形成在圓筒形壁件下邊緣的入油口；一設(shè)置在位于一上匹配圈和一上密封圈之間的滑動(dòng)表面之上的圓筒形壁件的上邊緣處的朝內(nèi)伸出的凸緣，使得該凸緣靠近電動(dòng)機(jī)側(cè)殼體；以及，一形成在凸緣的上表面與包圍其中安裝有上匹配圈的環(huán)形槽的圓周壁的下表面之間的出油口，其中，設(shè)置在圓筒形壁件上邊緣處設(shè)置的凸緣上表面與圓周壁的下表面之間的間隙設(shè)定成落入約0.5毫米至3毫米的范圍內(nèi)；設(shè)置在圓筒形壁件的上邊緣的凸緣的內(nèi)圓周表面與上密封圈的外圓周表面之間的間隙設(shè)定成落入約1毫米至3毫米的范圍內(nèi)。
2.一種如權(quán)利要求1所述的使?jié)櫥土粼谠O(shè)置在一潛水泵油腔內(nèi)的復(fù)式軸密封裝置滑動(dòng)表面的裝置，其特征在于，在入油口或出油口設(shè)置一導(dǎo)向板。
全文摘要
一種使?jié)櫥土粼谠O(shè)置在一潛水泵油腔內(nèi)的復(fù)式軸密封裝置滑動(dòng)表面的裝置。該裝置不管泵軸的轉(zhuǎn)速如何變化,都能防止?jié)櫥蛷臐撍糜颓坏闹行牟砍瘓A周壁散射,并通過(guò)在出油口形成油膜防止空氣進(jìn)入潤(rùn)滑油中,從而有效潤(rùn)滑和冷卻密封裝置。
文檔編號(hào)F04B53/00GK1371455SQ00803748
公開(kāi)日2002年9月25日 申請(qǐng)日期2000年7月19日 優(yōu)先權(quán)日2000年7月19日
發(fā)明者松本早登士, 村井実 申請(qǐng)人:株式會(huì)社鶴見(jiàn)制作所