密封装置及风机的制作方法

专利查询2022-05-21  1



1.本技术属于风机密封技术领域,具体涉及一种密封装置及风机。


背景技术:

2.在工业设备领域,很多情况下适用迷宫式密封圈,迷宫式密封圈具有许多曲折的小腔室以减小泄露。
3.目前工业风机为保证压差环境,风机的密封圈也采用迷宫式密封。具体来说,如图1和图2所示,密封圈300固定安装于风机600的机壳610,而风机600的叶轮620与主轴630固定连接,最终使得叶轮620跟随主轴630转动。此状态下,密封圈300正好套设在叶轮620的外周,但密封圈300与叶轮620之间存在微小间隙400。由于密封圈300的内侧设有若干依次排列的环形密封齿,相邻齿之间形成沟槽,故沟槽与叶轮620之间形成一系列截流间隙和膨胀空腔,被密封介质在通过间隙400时产生节流效应而达到阻漏的目的,实现密封。
4.但是,当叶轮运转造成压差的同时,脏污物也会随风机的抽吸进入风机的内部,脏污物在离心力的作用下,分布在风机内部的各个部位,自然也会通过密封圈与叶轮之间的微小间隙落在密封圈的沟槽中。当风机停止旋转时,脏污物会在重力作用下沿密封圈的径向进入沟槽的底部,时间一久反复堆积,最终堆积的脏污物充满沟槽,会与生锈的叶轮配合面接触,产生较大的静摩擦力,造成叶轮的卡滞,影响风机的正常运行以及风机的使用寿命。


技术实现要素:

5.本技术实施例的目的是提供一种密封装置及风机,能够解决相关技术中脏污物易堆积在密封圈与叶轮之间的间隙内、进而导致密封圈变形和造成叶轮卡滞的问题。
6.第一方面,本技术实施例提供了一种密封装置,包括:
7.支撑件,所述支撑件设有开口;
8.转动部件,所述转动部件可转动地设于所述开口处,所述转动部件包括环状凸缘,所述环状凸缘的轴线与所述转动部件的转动轴线共线;
9.密封圈,所述密封圈与所述支撑件固定相连,所述密封圈包括环形密封部,所述环形密封部套设在所述环状凸缘的外周,且所述环形密封部的内壁面与所述环状凸缘的外周之间设有间隙;所述环形密封部的内壁面包括第一环形导向面,沿所述环形密封部的轴向,所述第一环形导向面的直径递增,且所述环形密封部沿轴线方向相背设有第一端面和第二端面,所述第一环形导向面直径较大的一端延伸至所述第一端面。
10.第二方面,本技术实施例还提供了一种风机,包括上述的密封装置。
11.本技术实施例中,转动部件在运转的同时产生压差,在压差和离心力作用下,外部脏污物会随风通过开口。由于转动部件相对密封圈转动,且二者之间存在间隙,因此,在脏污物通过开口的同时,也会有一部分微小的脏污物在离心力作用下进入间隙内。由于第一环形导向面的导向作用,这部分微小的脏污物会沿着第一环形导向面移动至密封圈的第一
端面,从而将脏污物排出至间隙外,避免脏污物堆积在间隙内,进而避免脏污物堆积导致的密封圈变形和转动部件卡滞的问题;而且,即使存在部分脏污物残留在间隙内的情况,在转动部件转动的情况下,脏污物承受离心力,同样会沿着第一环形导向面移动至间隙外。
附图说明
12.图1为本技术实施例公开的风机的示意图;
13.图2为图1中a处内部的剖视图;
14.图3为本技术实施例公开的密封装置的剖视图;
15.图4为图3中b处的放大图;
16.图5为本技术第一种实施例公开的密封圈沿轴线方向的截面示意图;
17.图6为本技术第二种实施例公开的密封圈沿轴线方向的截面示意图;
18.图7为本技术第三种实施例公开的密封圈沿轴线方向的截面示意图;
19.图8为本技术第四种实施例公开的密封圈沿轴线方向的截面示意图;
20.图9为本技术第五种实施例公开的密封圈沿轴线方向的截面示意图;
21.图10为本技术第六种实施例公开的密封圈沿轴线方向的截面示意图;
22.图11为本技术第七种实施例公开的密封圈沿轴线方向的截面示意图。
23.附图标记说明:
24.100-支撑件;
25.200-转动部件;210-环状凸缘;
26.300-密封圈;310-环形密封部;311-第一环形导向面;312-第二环形导向面;313-环形衔接面;320-安装部;321-安装孔;
27.400-间隙;
28.510-第一端面;520-第二端面;
29.600-风机;610-机壳;611-进风口;620-叶轮;630-主轴。
具体实施方式
30.下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本技术保护的范围。
31.本技术的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便本技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施,且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类,并不限定对象的个数,例如第一对象可以是一个,也可以是多个。
32.下面结合附图,通过具体的实施例及其应用场景对本技术实施例提供的密封装置及风机进行详细地说明。
33.请参考图3-图11,本技术实施例公开的密封装置包括支撑件100、转动部件200和密封圈300,其中,密封圈300为密封装置的核心部件,主要起到密封作用;支撑件100和转动
部件200共同为密封圈300提供适合的环境。
34.支撑件100设有开口,转动部件200可转动地设置在开口处,在转动部件200处于转动状态的情况下,转动部件200在开口处形成负压,从而将空气抽吸至开口处并使空气经过转动部件200。而且,如图3所示,转动部件200包括环状凸缘210,环状凸缘210的轴线与转动部件200的转动轴线共线。具体地,转动部件200可连接旋转动力源,比如电机,通过电机的动力输出轴驱动转动部件200转动。
35.如图3和图4所示,密封圈300与支撑件100固定相连,其中,密封圈300与支撑件100之间可以通过焊接、粘接等方式实现固定连接,也可以通过螺栓连接方式实现固定连接,当然,固定连接方式不仅限于此。密封圈300包括环形密封部310,环形密封部310套设在转动部件200的环状凸缘210的外周,且环形密封部310的内壁面与环状凸缘210的外周之间设有间隙400。
36.如此一来,转动部件200在运转的同时产生压差,在压差和离心力作用下,外部的微小脏污物会随风通过开口并经过转动部件200。由于转动部件200相对密封圈300转动,且密封圈300与环状凸缘210之间存在间隙400,因此,在脏污物经过开口的同时,也会有一部分微小的脏污物在离心力作用下进入间隙400内。
37.在本实施例中,如图5-图11所示,环形密封部310的内壁面包括第一环形导向面311,沿环形密封部310的轴向,第一环形导向面311的直径递增,且环形密封部310沿轴线方向相背设有第一端面510和第二端面520,第一环形导向面311直径较大的一端延伸至第一端面510,也就是说,沿环形密封部310的轴向,间隙400的宽度也逐渐增大。具体地,沿环形密封部310的轴向,第一环形导向面311的直径可以均匀递增,也可以不均匀递增。
38.由于第一环形导向面311的导向作用,进入间隙400内的脏污物会沿着第一环形导向面311移动至密封圈300的第一端面510,从而将脏污物排出至间隙400外,避免脏污物堆积在间隙400内,进而避免脏污物堆积导致的密封圈300变形和转动部件200卡滞的问题。
39.可选地,密封装置可应用于风机600,如图1所示,此情况下,支撑件100为风机600的机壳610,开口为进风口611,转动部件200为风机600的叶轮620;当然,密封装置不仅限应用于风机,也可以应用于其它送风设备。如此一来,通过该密封装置,避免叶轮620在转动过程中卡滞的问题。
40.在本实施例中,如图3所示,环形密封部310位于转动部件200和支撑件100之间,且设置在开口的边缘,从而封堵转动部件200和支撑件100之间的环形开口。
41.在可选的实施例中,如图5和图6所示,第一环形导向面311直径较小的一端延伸至第二端面520,也就是说,第一环形导向面311构成环形密封部310的内壁面。具体地,如图5所示,可以是第一环形导向面311直径较大的一端延伸至第一端面510,但未延伸到环形密封部310的外周位置;如图6所示,可以是第一环形导向面311直径较大的一端延伸至第一端面510、且延伸至环形密封部310的外周,此种情况下,相当于环形密封部310仅设有第二端面520。
42.如此设置,第一环形导向面311构成环形密封部310的整个内壁面,最大程度地对间隙400内的脏污物进行导向,使间隙400内的脏污物全部在第一环形导向面311的导向作用下,被引导至环形密封部310的第一端面510处,从而使间隙400内的脏污物全部排出至间隙400外。
43.在本实施例中,沿环形密封部310的轴向,第一环形导向面311任意位置的截面均为斜边或弧形边。也就是说,沿环形密封部310的轴向,第一环形导向面311的直径可以均匀递增,也可以不均匀递增。具体地,在第一环形导向面311的直径均匀递增的情况下,沿环形密封部310的轴向,第一环形导向面311任意位置的截面均为斜边;在第一环形导向面311的直径不均匀递增的情况下,沿环形密封部310的轴向,第一环形导向面311任意位置的截面可以均为弧形边,也就是说,在平行于环形密封部310的轴线方向的截面中,第一环形导向面311形成的截面可以为弧形边,当然,该截面形状也可以为由不同直径的多段弧形边共同构成的不规则的弧形边。
44.这样一来,无论是轴向截面形状为斜边还是弧形边,均能对间隙400内的脏污物起到导向作用。
45.可选地,沿环形密封部310的轴向,第一环形导向面311任意位置的截面均为弧形边,且弧形边向靠近轴线的方向凸起。在其它实施例中,弧形边也可以向远离轴线的方向凸起。
46.如此设置,在保证第一环形导向面311的导向作用的前提下,使得密封圈300的切割材料比较少,材料利用率高。
47.在进一步的技术方案中,如图7-图11所示,环形密封部310的内壁面包括第二环形导向面312,沿环形密封部310的轴向,第二环形导向面312的直径递增,且第二环形导向面312直径较大的一端延伸至第二端面520。其中,第二环形导向面312的直径递增方向与第一环形导向面311的直径递增方向相反。具体地,沿环形密封部310的轴向,第二环形导向面312的直径可以均匀递增,也可以不均匀递增。
48.这样一来,间隙400内的一部分脏污物沿着第一环形导向面311移动至密封圈300的第一端面510,将该部分脏污物排出至间隙400外;间隙400内的另一部分脏污物沿第二环形导向面312移动至密封圈300的第二端面520,将该部分脏污物也排出至间隙400外,两部分脏污物能够同时被排出,提高排出效率。
49.可选地,如图7-图8、图10-图11所示,第一环形导向面311与第二环形导向面312相连接,也就是说,第一环形导向面311直径较小的一端与第二环形导向面312直径较小的一端相连接。在本实施例中,第一环形导向面311的最小直径与第二环形导向面312的最小直径相等。当然,第一环形导向面311和第二环形导向面312也可以不直接连接。
50.这样一来,运作过程中,间隙400内的所有脏污物分为两部分,分别由第一环形导向面311和第二环形导向面312排出至间隙400外,更大程度避免脏污物在间隙400内堆积。
51.在可选的实施例中,如图9所示,环形密封部310的内壁面包括环形衔接面313,环形衔接面313设置在第一环形导向面311和第二环形导向面312之间,且环形衔接面313的一端连接第一环形导向面311,环形衔接面313的另一端连接第二环形导向面312,也就是说,环形衔接面313的一端连接第一环形导向面311直径较小的一端,环形衔接面313的另一端连接第二环形导向面312直径较小的一端。具体地,环形衔接面313的直径恒定,且环形衔接面313的直径等于第一环形导向面311的最小直径,也等于第二环形导向面312的最小直径。
52.如此设置,通过环形衔接面313,保证密封圈300的基本密封效果,且利用第一环形导向面311和第二环形导向面312,将间隙400内的两部分脏污物分别排出至间隙400外,避免脏污物堆积;而且,该种结构的加工成本相对较低,加工难度较小,且切割材料较少。
53.在本实施例中,沿环形密封部310的轴向,第一环形导向面311任意位置的截面为第一形状,第二环形导向面312任意位置的截面为第二形状,第一形状和第二形状均为斜边或弧形边。也就是说,沿环形密封部310的轴向,第一环形导向面311的直径和第二环形导向面312的直径可以均匀递增,也可以不均匀递增。具体地,在第一环形导向面311和第二环形导向面312的直径均匀递增的情况下,第一形状和第二形状均为斜边,如图8-图10所示;在第一环形导向面311的直径和第二环形导向面312的直径不均匀递增的情况下,第一形状和第二形状也可以均为弧形边,如图7和图11所示,当然,该截面形状也可以为由不同直径的多段弧形边共同构成的不规则的弧形边。
54.这样一来,无论是轴向截面形状为斜边还是弧形边,第一环形导向面311和第二环形导向面312均能对间隙400内的脏污物起到导向作用。
55.在其它实施例中,第一形状可以与第二形状不同,如第一形状为斜边,第二形状为弧形边,或者第一形状为弧形边,第二形状为斜边。
56.可选地,沿环形密封部310的轴向,第一形状和第二形状均为弧形边,且弧形边向靠近轴线的方向凸起。在其它实施例中,弧形边也可以向远离轴线的方向凸起。
57.如此设置,在保证第一环形导向面311和第二环形导向面312的导向作用的前提下,使得密封圈300的切割材料比较少,材料利用率更高。
58.在进一步的技术方案中,密封圈300还包括安装部320,安装部320设于环形密封部310的外周,且安装部320与支撑件100固定连接。在本实施例中,安装部320与环形密封部310为一体结构。具体地,如图3所示,安装部320与支撑件100的内侧壁相连接,安装部320可以与支撑件100之间通过焊接、粘接等方式实现固定连接,也可以通过螺栓连接方式实现固定连接,当然,固定连接方式不仅限于此。
59.可选地,安装部320呈环状结构,安装部320开设有安装孔321,安装孔321的数量为多个且沿轴线的圆周方向均匀分布在环状结构上。当然,安装部320也可以为其它的形状。在连接时,通过紧固件贯穿安装孔321并旋紧于支撑件100,从而实现密封圈300与支撑件100之间的固定连接。具体地,紧固件可以为螺丝,安装孔321为通孔,支撑件100设有螺纹孔,螺丝贯穿通孔并与螺纹孔螺纹配合。
60.在其它实施例中,紧固件可以为螺栓和螺母,安装孔321为通孔,支撑件100也开设通孔,螺栓依次贯穿安装孔321和支撑件100的通孔,并通过螺母上紧,从而实现密封圈300与支撑件100之间的固定连接。
61.本技术还公开了一种风机600,如图1所示,包括上述实施例中的密封装置,其中,支撑件100为风机600的机壳610,转动部件200为风机600的叶轮620。除密封装置外,风机还包括主轴630等其它部件。
62.在本实施例中,机壳610为风机600的外壳,用于保护机壳610内的各个部件;叶轮620是风机600中的核心部件,叶轮620主要由轮盘、轮盖和叶片铆接或焊接而成,叶轮620的主要作用是使通过叶轮后的气体压力、速度得到提升。
63.其中,机壳610设有进风口611,也就是上文所述的开口,叶轮620位于机壳610内,且可转动地设置在进风口611处。具体地,机壳610内设有主轴630,叶轮620套设在主轴630上,并与主轴630固定连接,主轴630由旋转动力源驱动转动。这样一来,在旋转动力源的驱动作用下,主轴630带动叶轮620同步转动,从而使叶轮620在进风口611处转动,形成压差,
将机壳610外部的空气吸入机壳610内。
64.上面结合附图对本技术的实施例进行了描述,但是本技术并不局限于上述的具体实施方式,上述的具体实施方式仅仅是示意性的,而不是限制性的,本领域的普通技术人员在本技术的启示下,在不脱离本技术宗旨和权利要求所保护的范围情况下,还可做出很多形式,均属于本技术的保护之内。

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