本發(fā)明涉及發(fā)動(dòng)機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體地，涉及一種液封結(jié)構(gòu)，一種具有這種液封結(jié)構(gòu)的水泵和具有這種水泵的發(fā)動(dòng)機(jī)。
背景技術(shù)：
水泵是車輛發(fā)動(dòng)機(jī)主要的零部件之一。水泵包括泵體、穿過泵體設(shè)置的水泵軸承，水泵軸承伸入到泵體內(nèi)的部分上設(shè)置有葉輪，水泵軸承位于泵體外的部分上設(shè)置有皮帶輪，這樣，發(fā)動(dòng)機(jī)通過皮帶輪帶動(dòng)水泵軸承及葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)，水泵泵體內(nèi)的冷卻液被葉輪帶動(dòng)一起旋轉(zhuǎn)，在離心力的作用下被甩向水泵體內(nèi)腔的邊緣，同時(shí)產(chǎn)生一定的壓力，然后從泵體上的出水道或水管流出。由于葉輪的中心處由于冷卻液被甩出而壓力降低，水箱中的冷卻液在水泵進(jìn)口與葉輪中心的壓差作用下才能經(jīng)水管被吸入泵體內(nèi)，從而實(shí)現(xiàn)冷卻液的往復(fù)循環(huán)，為了防止水泵泵體內(nèi)的冷卻液從水泵軸承與泵體的裝配處泄漏，需要通過壓裝在兩者裝配處的水封來防止冷卻液泄漏。
現(xiàn)有技術(shù)中，這種水封依靠sic材料的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)形成的摩擦副進(jìn)行密封，即動(dòng)環(huán)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，靜環(huán)保持不動(dòng)，在泵體的內(nèi)部，動(dòng)環(huán)和頸環(huán)之間形成有密封間隙，為了減少動(dòng)靜環(huán)之間的摩擦并提高兩者的使用壽命，這種水封依靠動(dòng)環(huán)和靜環(huán)之間間隙中冷卻液形成的潤滑層來進(jìn)行潤滑，且?guī)ё吣Σ廉a(chǎn)生的熱量。
然而，水泵在工作過程中，由于葉輪旋轉(zhuǎn)攪動(dòng)冷卻液并將冷卻液甩出，將使得葉輪的中心以及該中心的軸向延伸位置處的壓力降低，此時(shí)，在某些情況下，水封附近會(huì)形成一定程度的真空區(qū)域，此時(shí)，水封就會(huì)因?yàn)槔鋮s液的不足而使得動(dòng)靜環(huán)之間摩擦副間隙中的潤滑膜減弱或消失，導(dǎo)致動(dòng)靜環(huán)摩 擦力和生成的熱量也會(huì)隨之快速增加，以產(chǎn)生干摩擦，這種干摩擦?xí)铀偎獾哪p，同時(shí)熱過載會(huì)使水封橡膠甚至鋼件部分熔化，引起水封失效，冷卻液泄漏。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的是提供一種液封結(jié)構(gòu)，該液封結(jié)構(gòu)能夠大大增強(qiáng)液封例如水封或油封的潤滑能力，防止出現(xiàn)液封失效的問題，以顯著地改善液封的各個(gè)部件的使用壽命。
為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種液封結(jié)構(gòu)，該液封結(jié)構(gòu)包括動(dòng)環(huán)支架和設(shè)置在該動(dòng)環(huán)支架上的動(dòng)密封環(huán)、以及靜環(huán)支架和設(shè)置在該靜環(huán)支架上的靜密封環(huán)，所述動(dòng)密封環(huán)和所述靜密封環(huán)之間形成液密封間隙，其中，所述動(dòng)環(huán)支架和所述靜環(huán)支架之間形成有環(huán)繞所述液密封間隙的儲(chǔ)液腔室，并且所述動(dòng)環(huán)支架和所述靜環(huán)支架之間的相對間距形成為所述儲(chǔ)液腔室的入液口。
通過該技術(shù)方案，由于動(dòng)環(huán)支架和靜環(huán)支架之間形成有環(huán)繞動(dòng)密封環(huán)和靜密封環(huán)之間的液密封間隙的儲(chǔ)液腔室，而該儲(chǔ)液腔室則通過入液口能夠與被密封以防止泄露的液體例如冷卻水或冷卻液或油連通，也就是，防止泄露的液體能夠進(jìn)入到該儲(chǔ)液腔室內(nèi)儲(chǔ)存，這樣，即使被密封以防止泄露的液體由于被攪動(dòng)而甩出以在該液封結(jié)構(gòu)附近形成真空環(huán)境，儲(chǔ)液腔室內(nèi)的液體也并不會(huì)從儲(chǔ)液腔室內(nèi)流出，以繼續(xù)對液密封間隙形成潤滑膜，從而能夠大大增強(qiáng)液封例如水封或油封的潤滑能力，防止出現(xiàn)液封失效的問題，以顯著地改善液封的各個(gè)部件的使用壽命。
進(jìn)一步地，所述入液口形成為迷宮形結(jié)構(gòu)。
進(jìn)一步地，述靜環(huán)支架和所述動(dòng)環(huán)支架中的一者的一部分延伸覆蓋所述靜環(huán)支架和所述動(dòng)環(huán)支架中的另一者，并且延伸部分與另一者的外表面之間 具有所述相對間距。
更進(jìn)一步地，所述靜環(huán)支架連接有護(hù)罩，所述護(hù)罩覆蓋所述動(dòng)環(huán)支架。
另外，所述動(dòng)環(huán)支架包括有環(huán)形槽和用于將動(dòng)環(huán)支架裝配到轉(zhuǎn)軸上的筒形部，其中，所述動(dòng)密封環(huán)通過壓制補(bǔ)償動(dòng)環(huán)安裝在所述環(huán)形槽內(nèi)。
進(jìn)一步地，所述靜環(huán)支架圍繞所述筒形部布置，并且所述靜環(huán)支架形成有開口朝向所述環(huán)形槽的容納槽，所述靜密封環(huán)通過壓制補(bǔ)償靜環(huán)安裝在所述容納槽內(nèi)并能夠相對于所述容納槽軸向調(diào)整位置。
更進(jìn)一步地，所述壓制補(bǔ)償靜環(huán)和所述容納槽的槽底面之間設(shè)置有彈簧。
更進(jìn)一步地，所述容納槽的槽底面形成有周向凸緣，所述彈簧套裝于所述周向凸緣；所述壓制補(bǔ)償靜環(huán)的徑向內(nèi)部通過內(nèi)保持架定位在所述周向凸緣和所述容納槽的內(nèi)槽壁之間，所述壓制補(bǔ)償靜環(huán)的徑向外部通過外保持架定位于所述彈簧，所述靜密封環(huán)布置在所述內(nèi)保持架和所述壓制補(bǔ)償靜環(huán)形成的空間內(nèi)。
另外，本發(fā)明還提供一種水泵，該水泵包括泵體和從該泵體伸出的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸和所述泵體之間裝配有水封，其中，所述水封為以上任意所述的液封結(jié)構(gòu)。
這樣，如上所述，該水泵的水密封性能得到了顯著的提高。
此外，本發(fā)明還提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，所述發(fā)動(dòng)機(jī)包括以上所述的水泵。這樣，該發(fā)動(dòng)機(jī)并不會(huì)由于冷卻液的泄漏而出現(xiàn)高溫風(fēng)險(xiǎn)，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的可靠性。
本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。
附圖說明
附圖是用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且構(gòu)成說明書的一部分，與 下面的具體實(shí)施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
圖1是一種水泵局部結(jié)構(gòu)的剖開示意圖，其中，顯示了本發(fā)明具體實(shí)施方式提供的液封結(jié)構(gòu)。
附圖標(biāo)記說明
1-動(dòng)環(huán)支架，2-動(dòng)密封環(huán)，3-靜環(huán)支架，4-靜密封環(huán)，5-液密封間隙，6-儲(chǔ)液腔室，7-入液口，8-護(hù)罩，9-環(huán)形槽，10-筒形部，11-壓制補(bǔ)償動(dòng)環(huán)，12-容納槽，13-壓制補(bǔ)償靜環(huán)，14-彈簧，15-周向凸緣，16-徑向內(nèi)部，17-內(nèi)保持架，18-內(nèi)槽壁，19-外保持架，20-泵體，21-轉(zhuǎn)軸，22-徑向外部。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，此處所描述的具體實(shí)施方式僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
如圖1所示，本發(fā)明的液封結(jié)構(gòu)包括動(dòng)環(huán)支架1和設(shè)置在該動(dòng)環(huán)支架1上的動(dòng)密封環(huán)2、以及靜環(huán)支架3和設(shè)置在該靜環(huán)支架3上的靜密封環(huán)4，動(dòng)密封環(huán)2和靜密封環(huán)4之間形成液密封間隙5，動(dòng)環(huán)支架1和靜環(huán)支架3之間形成有環(huán)繞液密封間隙5的儲(chǔ)液腔室6，并且動(dòng)環(huán)支架1和靜環(huán)支架3之間的相對間距形成為儲(chǔ)液腔室6的入液口7。
這樣，在該技術(shù)方案中，當(dāng)該液封結(jié)構(gòu)處于裝配狀態(tài)時(shí)，動(dòng)環(huán)支架1和靜環(huán)支架3之間將形成環(huán)繞動(dòng)密封環(huán)2和靜密封環(huán)3之間的液密封間隙5的儲(chǔ)液腔室6，如圖1所示，而該儲(chǔ)液腔室6則通過入液口7能夠與被密封以防止泄露的液體例如冷卻水或冷卻液或油連通，也就是，防止泄露的液體能夠進(jìn)入到該儲(chǔ)液腔室內(nèi)儲(chǔ)存(例如，當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)的水泵設(shè)置有這樣的液封結(jié)構(gòu)時(shí)，該儲(chǔ)液腔室6可以通過入液口7與水泵泵體的內(nèi)部直接連通，這樣，水 泵泵體內(nèi)的冷卻液將通過該入液口7充滿儲(chǔ)液腔室6)，這樣，即使被密封以防止泄露的液體由于被攪動(dòng)而甩出以在該液封結(jié)構(gòu)附近形成真空環(huán)境，儲(chǔ)液腔室6內(nèi)的液體也并不會(huì)從儲(chǔ)液腔室6內(nèi)流出，以繼續(xù)對液密封間隙5形成潤滑膜，從而能夠大大增強(qiáng)液封例如水封或油封的潤滑能力，防止出現(xiàn)液封失效的問題，以顯著地改善液封的各個(gè)部件的使用壽命。
為了更進(jìn)一步防止儲(chǔ)液腔室6內(nèi)的液體在某些工況下從儲(chǔ)液腔室6內(nèi)流出，或者提高儲(chǔ)液腔室6內(nèi)液體的保有量，優(yōu)選地，入液口7形成為迷宮形結(jié)構(gòu)，也就是，動(dòng)環(huán)支架1和靜環(huán)支架3相互交錯(cuò)形成迷宮形的入液口7，這樣，即使動(dòng)環(huán)支架1轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)儲(chǔ)液腔室6內(nèi)的液體轉(zhuǎn)動(dòng)被徑向向外甩，但由于迷宮形入液口7的壁的阻擋，儲(chǔ)液腔室6內(nèi)的液體也基本上并不會(huì)從入液口7排出，從而使得儲(chǔ)液腔室6內(nèi)的液體對上述的液密封間隙5提供持續(xù)有效的潤滑膜。
圖1顯示了迷宮形入液口7的一種結(jié)構(gòu)形式，如圖1所示，在動(dòng)環(huán)支架1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，被徑向向外甩起液體將被護(hù)罩8阻擋。但本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明的液封結(jié)構(gòu)中，迷宮形入液口7并不限于此，例如，動(dòng)環(huán)支架1上設(shè)置有一護(hù)殼，該護(hù)殼形成有凹槽，靜環(huán)支架3上設(shè)置有另一護(hù)殼，同樣，該護(hù)殼也形成有一凹槽，這樣，兩個(gè)護(hù)殼上的凹槽可以相互扣疊在一起，從而形成迷宮形的入液口7。
當(dāng)然，為了便于成型，并使結(jié)構(gòu)緊湊，優(yōu)選地，靜環(huán)支架3和動(dòng)環(huán)支架1中的一者的一部分延伸覆蓋靜環(huán)支架3和動(dòng)環(huán)支架1中的另一者，并且延伸部分與另一者的外表面之間具有相對間距，這樣，可以利用一個(gè)支架自身的結(jié)構(gòu)來與另一支架配合形成儲(chǔ)液腔室6，如圖1所示，靜環(huán)支架3上可一體形成有護(hù)罩8，該護(hù)罩8覆蓋動(dòng)環(huán)支架1，并且兩者之間的相對間距可以形成迷宮形入液口7。
更進(jìn)一步地，為了便于靜環(huán)支架3的加工，并便于液封結(jié)構(gòu)內(nèi)的其他部 件的裝配，優(yōu)選地，可以設(shè)置一單獨(dú)的護(hù)罩8，例如，如圖1所示，靜環(huán)支架3連接例如焊接或螺栓連接有護(hù)罩8，護(hù)罩8覆蓋動(dòng)環(huán)支架1，這樣，在液封結(jié)構(gòu)的最后階段，可以將護(hù)罩8焊接或螺栓連接到靜環(huán)支架3上并與靜環(huán)支架3保持相對間距來形成入液口7。
在以上的任一基礎(chǔ)上，動(dòng)環(huán)支架1可以具有多種結(jié)構(gòu)形式，例如，如圖1所示，在優(yōu)選結(jié)構(gòu)中，動(dòng)環(huán)支架1包括有環(huán)形槽9和用于將動(dòng)環(huán)支架裝配到轉(zhuǎn)軸上的筒形部10，其中，動(dòng)密封環(huán)2通過壓制補(bǔ)償動(dòng)環(huán)11安裝在環(huán)形槽9內(nèi)。這樣，通過筒形部10與轉(zhuǎn)軸21形成的軸向面定位，可以將動(dòng)環(huán)支架1穩(wěn)定可靠地定位在轉(zhuǎn)軸21上。
進(jìn)一步地，在此基礎(chǔ)上，繼續(xù)如圖1所示，靜環(huán)支架3則圍繞筒形部10布置，并且靜環(huán)支架3形成有開口朝向環(huán)形槽9的容納槽12，靜密封環(huán)4通過壓制補(bǔ)償靜環(huán)13安裝在容納槽12內(nèi)并能夠相對于容納槽12軸向調(diào)整位置。這樣，隨著靜密封環(huán)4與動(dòng)密封環(huán)2的運(yùn)轉(zhuǎn)磨損，靜密封環(huán)4將實(shí)時(shí)地朝向動(dòng)密封環(huán)2調(diào)整位置，從而始終維持液密封間隙5處于適當(dāng)狀態(tài)，并通過儲(chǔ)液腔室6內(nèi)的液體來形成持續(xù)的潤滑膜。
更近一步，如圖1所示，壓制補(bǔ)償靜環(huán)13和容納槽12的槽底面之間設(shè)置有彈簧14，這樣，由于動(dòng)環(huán)支架1能夠固定于轉(zhuǎn)軸21，而靜環(huán)支架3則能夠例如固定于泵體20，這樣，在裝配后，彈簧14將處于壓縮狀態(tài)，從而隨著靜密封環(huán)4與動(dòng)密封環(huán)2的運(yùn)轉(zhuǎn)磨損，彈簧14將實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)靜密封環(huán)4朝向動(dòng)密封環(huán)2調(diào)整位置，從而始終維持液密封間隙5處于適當(dāng)狀態(tài)。
更優(yōu)選地，如圖1所示，容納槽12的槽底面形成有周向凸緣15，彈簧14套裝于周向凸緣15；壓制補(bǔ)償靜環(huán)13的徑向內(nèi)部16通過內(nèi)保持架17定位在周向凸緣15和容納槽12的內(nèi)槽壁18之間，壓制補(bǔ)償靜環(huán)13的徑向外部22通過外保持架19定位于彈簧14，靜密封環(huán)4布置在內(nèi)保持架17和壓制補(bǔ)償靜環(huán)13形成的空間內(nèi)，這樣，周向凸緣15和容納槽12的內(nèi)槽壁18 之間的空間不僅可以便于壓制補(bǔ)償靜環(huán)13的徑向內(nèi)部16進(jìn)行定位，而且，在彈簧14推動(dòng)外保持架19的同時(shí)，還可以對徑向內(nèi)部16進(jìn)行導(dǎo)向，當(dāng)然，周向凸緣15和容納槽12的內(nèi)槽壁18之間的空間并不限于圖1中所示的結(jié)構(gòu)，其可以為矩形槽結(jié)構(gòu)。
另外，如圖1所示，本發(fā)明還提供一種水泵，該水泵包括泵體20和從該泵體20伸出的轉(zhuǎn)軸21，轉(zhuǎn)軸21和泵體20之間裝配有水封，其中，水封為以上任一所述的液封結(jié)構(gòu)，其中，動(dòng)環(huán)支架1固定于轉(zhuǎn)軸21，靜環(huán)支架3固定于泵體20。這樣，如上所述，該水泵的水密封性能得到了顯著的提高。
此外，本發(fā)明還提供一種發(fā)動(dòng)機(jī)，其中，發(fā)動(dòng)機(jī)包括以上所述的水泵。這樣，該發(fā)動(dòng)機(jī)并不會(huì)由于水封的失效而導(dǎo)致冷卻液泄漏而出現(xiàn)高溫風(fēng)險(xiǎn)，提高了發(fā)動(dòng)機(jī)運(yùn)行的可靠性。
以上結(jié)合附圖詳細(xì)描述了本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實(shí)施方式中的具體細(xì)節(jié)，在本發(fā)明的技術(shù)構(gòu)思范圍內(nèi)，可以對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行多種簡單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
另外需要說明的是，在上述具體實(shí)施方式中所描述的各個(gè)具體技術(shù)特征，在不矛盾的情況下，可以通過任何合適的方式進(jìn)行組合。為了避免不必要的重復(fù)，本發(fā)明對各種可能的組合方式不再另行說明。
此外，本發(fā)明的各種不同的實(shí)施方式之間也可以進(jìn)行任意組合，只要其不違背本發(fā)明的思想，其同樣應(yīng)當(dāng)視為本發(fā)明所公開的內(nèi)容。