一种用于罗茨真空泵的三唇封油密封系统的制作方法

本发明涉及一种用于罗茨真空泵密封的技术领域，具体涉及一种用于罗茨真空泵的新型三唇封油系统。

背景技术：

现在市场上大多数罗茨真空泵在驱动端轴的密封主要以骨架油封、机械密封、磁流体密封、磁力耦合联轴器密封、密封电机组成。这些密封起的作用就是阻隔外部气体进入到罗茨真空泵腔中，从而造成真空破坏。传统的骨架油封的密封方式是在罗茨真空泵的真空侧和常压测各放置一个骨架油封，形成一个密封腔，在密封腔内注满真空油，形成了油密封，当骨架油封过度磨损失效后，密封腔内的真空油开始渗漏，直至油位低于骨架油封的密封位置，则不能起到密封作用。骨架油封具有价格低廉，安装方便，密封可靠性高(采用油密封)的优点，但是也同样有着使用寿命短，一旦骨架油封过度磨损失效后，密封腔内的油会向两侧渗漏，对于常压一侧则造成很严重的外部环境油渍污染。

采用机械密封的密封的优点是寿命长，一般采用单个机械密封，由于在密封腔靠近真空侧缺少密封元件，则密封腔内不会积存足够的真空油，使得需要油膜密封(机械密封的转动面相对静止面进行高速旋转形成一个油膜摩擦而形成密封)可能有时出现断油，造成机械密封的转动面和静止面没有油膜而出现干摩擦，造成损毁。同时机械密封需要靠转动面与静止面光洁度和平衡度出现任何极微小的偏差也就不能起到有效的密封作用，并且一旦出现颗粒物，机械密封则会在其密封面上出现裂痕造成密封失效。因此采用机械密封的罗茨真空泵的真空度会比骨架油封密封要低，且可靠性较差。若是采用两个机械密封来替代骨架油封，可以解决单个机械密封的隐患，但则结构复杂，成本极高。若是采用一个骨架油封，一个机械密封，能起到很好密封作用(采用了密封腔的油密封)，但是却存在一个不足之处，即当骨架油封失效(因为其使用寿命短)后，密封腔中的油为低于骨架油封的密封处，则出现了单个机械密封的运行机制，造成密封效果下降。

采用磁流体密封，具有密封性能好，使用寿命长的特点，但是磁流体密封不但成本及其昂贵，同时对于环境粉尘、温度都有很大的不适应性，所以只有在很少的工况中使用。

采用密封电机是利用电机轴密封与罗茨泵形成整体密封可以有效的解决骨架油封和机械密封中不足的地方，但是密封电机属于特殊电机，只适合特定的罗茨真空泵以及一些特定的生产需求，不具备通用电机的更换，一般只有一些外国企业产生的标准化的罗茨真空泵采用该种密封类型。且成本昂贵。

因此开发一种高效、使用寿命长，价格低廉、替换简单的罗茨真空泵密封方式是十分重要的和急迫的。

技术实现要素：

本发明涉及一种用于罗茨真空泵的新型三唇封油系统技术领域，在传统的骨架油封的技术上进行改善，以降低荷载力对唇形密封起到的破坏作用。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：一种用于罗茨真空泵的三唇封油系统，包括由轴套、唇形密封压盖、唇形密封油封座、电机端唇形密封和泵腔外唇形密封组成的第二道密封，其特征在于该轴套的真空侧设置有泵腔内唇形密封和泵腔内唇形密封导油环，泵腔内唇形密封导油环和泵腔内唇形密封之间形成泵腔内唇形密封集油堰，由泵腔内唇形密封、泵腔内唇形密封导油环和泵腔内唇形密封集油堰形成第一道密封。

根据本发明的优选实施例，所述泵腔内唇形密封导油环一侧设置泵腔润滑油槽，泵腔内唇形密封导油环套设在轴套外，泵腔内唇形密封导油环上设置有一缺口，所述泵腔内唇形密封导油环与轴套之间形成间隙。

根据本发明的优选实施例，所述泵腔内唇形密封导油环一侧还设置有与第二道密封相配合的密封腔冷却水槽以及与所述密封腔冷却水槽连通的泵腔内唇形密封冷却水管。

根据本发明的优选实施例，所述三唇封油密封系统还包括油杯，所述油杯通过油路与第二道密封的密封腔连通。

本发明通过泵腔内唇形密封导油环和泵腔内唇形密封集油堰实现油循环来润滑冷却泵腔内唇形密封，该泵腔内唇形密封与轴套形成第一道密封；在电机端唇形密封和泵腔外唇形密封组成的密封腔中保持充足的油，实现油密封的第二道密封；从而实现了罗茨真空泵驱动轴的密封作用。其主要利用第一道唇形密封来负载较大的压差，起第一道密封，第二道唇形密封则负载较小的压差，起第二道密封。本发明用了3个唇形密封起到双重密封，利用一个默认失效的唇形密封来承担一个大气压差的荷载，消除起完全密封的密封腔内驱动端唇形密封、泵腔外唇形密封的外在荷载，极大的延长了其使用寿命，保证了罗茨真空泵的正常运行。更为主要的是，利用泵腔内唇形密封集油堰、泵腔内唇形密封导油环这两个改善设计，只是增加一个唇形密封就可以极大的改善了油封的使用效果，几乎没有增加任何成本，更换维修也是极其的方便。对于一些传统的罗茨真空泵只需要做很微小的改善就可以实现更加高效的密封，长久的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的结构示意图。

图2为泵腔内唇形密封导油环和泵腔内唇形密封集油堰的结构示意图。

图3为泵腔内唇形密封导油环的结构示意图。

图4为泵腔内唇形密封集油堰处的剖视图。

具体实施方式

以下实施例将能使本领域的技术人员更清楚地理解如何实践本发明。应当理解，尽管结合其优选的具体实施方案描述了本发明，但这些实施方案拟阐述，而不是限制本发明的范围。

为了保证罗茨真空泵的真空度达到最高要求，依然需要采用油密封，整个密封腔中充满油，从而有效的隔断了常压侧气体进入到真空侧(空气分子无法穿透油分子进行渗漏)。但是在传统的唇形密封过程中，由于靠近泵腔侧（即真空侧）的唇形密封收到一个大气的压差（驱动端是大气压），加载在该唇形密封上的压差力，使得唇形密封的唇会产生较大的变形，使得静止状态下的唇形密封的密封唇与高速旋转的轴套接触面积变大，产生非常大的摩擦力（这是由接触面、受力和速度下共同决定的）。

所以传统的唇形密封在使用较短的时间内，特别是有些在轴套、唇形密封油封座加工精度不高的情况下，两个唇形密封会很快出现失效，密封腔中的润滑油会泄漏到泵腔侧或者泄漏到驱动端外。尤其是靠近泵腔（真空侧）的唇形密封因为有一个大气压的荷载力加载在其上，使得产生额外的摩擦力，往往再很短的时间内就会失效。

因此本发明特别采用了三唇形密封的方式来有效的解决唇形密封使用寿命短的问题。

一种用于罗茨真空泵的三唇封油系统，包括由轴套、唇形密封压盖、唇形密封油封座、电机端唇形密封和泵腔外唇形密封组成的密封腔，其特征在于该轴套的真空侧设置有泵腔内唇形密封，在泵腔内唇形密封的真空侧还设置有泵腔内唇形密封导油环，泵腔内唇形密封导油环和泵腔内唇形密封之间形成泵腔内唇形密封集油堰。

所述泵腔内设置有泵腔润滑油槽，所述泵腔内唇形密封导油环设置在泵腔润滑油槽一侧，泵腔内唇形密封导油环套设在轴套外，泵腔内唇形密封导油环上设置有一缺口，泵腔润滑油槽通过该缺口与泵腔内唇形密封集油堰连通，所述泵腔内唇形密封导油环与轴套之间形成间隙。

泵腔内还设置有密封腔冷却水槽以及与所述密封腔冷却水槽连通的泵腔内唇形密封冷却水管。

所述泵腔润滑油槽、密封腔冷却水槽和泵腔内唇形密封导油环集成在一个零件上。泵腔内唇形密封集油堰是由泵腔内唇形密封6，唇形密封座3以及泵腔内唇形密封导油环8构成的一个敞开式空间，其中导油环是一个允许进油的开口，这些部件都属于非转动部件，轴套则是转动部件，因此轴套不能直接与这些非转动部件接触，因此出现了泵腔内唇形密封集油堰在于轴套之间有一个间隙，因此要求间隙在保证安全运行的状况（不能出现喷擦）要足够小，使得从缺口进入的润滑油的速率高于从间隙流出的润滑油，形成溢流情况。

首先三唇形密封并非简单的依次放置三个唇形密封，它先采取传统的唇形密封方式，利用轴套1、唇形密封压盖2、唇形密封油封座3、驱动端唇形密封4和泵腔外唇形密封5组成的密封腔，里面充满润滑油，利用空气分子无法穿透油分子而实现密封。在同一个轴套上，靠近泵腔（真空侧）再添加一个泵腔内唇形密封。该泵腔内唇形密封与密封腔是完全独立的。由于该唇形密封更靠近泵腔（真空侧），所以它承受了一个大气压的荷载力，使得密封腔内的两个唇形密封处于无压差的状态下，即当起到密封作用时，它们属于自然状态下，没有加载其他的力，这样使得唇形密封与轴套之间的摩擦力达到最小状态，此时产生的热量和磨损量也达到了最小，极大的延长了它们的使用寿命。

泵腔内唇形密封由于承担了一个大气压的荷载，产生了很大摩擦力，因此很快其唇形密封的密封唇就会处于失效的模式，不过本次发明中，特别使用了泵腔内唇形密封集油堰7、泵腔内唇形密封导油环8这两个新型设计，利用轴套1与泵腔内唇形密封集油堰7足够小的间隙，大约在0.3-0.5mm，在运行时通过泵腔内唇形密封导油环8上的小缺口进入集油堰的油量大于通过该间隙流出的油量，从而使得集油堰中油位高于该间隙，保证了集油堰内有充足的润滑油，延长唇形密封的使用寿命，使得泵腔润滑油槽14里的润滑油通过泵腔内唇形密封导油环8大量进入泵腔内唇形密封的半封闭腔中，从而使得润滑油保持一直维持在唇形密封的密封面以上起到第一道密封。此时即使是泵腔内唇形密封6属于失效，但是大量的润滑油通过循环模式依旧能够起到密封的作用。同时失效的唇形密封依然可承受着一个大气压的荷载，但对于轴套的磨损已经大大的降低了。

简单的来说就是，对于密封腔里的两个唇形密封是无负载，自由状态下运行，含着定量的润滑油起到完全的密封作用。泵腔内唇形密封6利用泵腔润滑油槽14的润滑油起到循环溢流作用，从而实现密封作用，设计上开始就默认泵腔内唇形密封6是处于失效的。而让所有的压差负载都加载在了允许失效的泵腔内唇形密封上。

如此设计即用了3个唇形密封起到双重密封，利用一个默认失效的唇形密封来承担一个大气压差的荷载，消除起完全密封的密封腔内两个驱动端唇形密封4、泵腔外唇形密封5的外在荷载，极大的延长了其使用寿命，保证了罗茨真空泵的正常运行。更为主要的是，利用泵腔内唇形密封集油堰7、泵腔内唇形密封导油环8这两个改善设计，只是增加一个唇形密封就可以极大的改善了油封的使用效果，几乎没有增加任何成本，更换维修也是极其的方便。对于一些传统的罗茨真空泵只需要做很微小的改善就可以实现更加高效的密封，长久的使用寿命。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。