用于流体机械的滑环、轴、机械密封件、壳体和转子以及流体机械制造技术

本发明专利技术涉及一种新型的滑环（110、112、114、116）和机械密封件，用于例如相对于离心泵的泵送空间密封其轴空间的所谓的滑环密封件。本发明专利技术还涉及将所述机械密封件耦接至流体机械的壳体（130）、轴（120）和转子（142）。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于流体机械的滑环、轴、机械密封件、壳体和转子以及流体机械
本专利技术涉及一种新型的滑环和机械密封件，用于例如相对于离心泵的泵送空间密封其轴空间的所谓的滑环密封件。本专利技术还涉及将所述机械密封件耦接至流体机械（flowmachine）的壳体、轴和转子。因此，本专利技术还涉及流体机械的轴、壳体和转子。
技术介绍
在有关现有技术和本专利技术的下列描述中，离心泵已被用作流体机械的一个示例，并且叶轮用作流体机械的转子的一个示例。然而，需要记住的是，本专利技术可以与任何流体机械即具有旋转轴的任何液体处理装置连接使用，其需要被如此处理，使得待密封的液体不能够沿轴流出装置。因而，流体机械还包括（除了离心泵以外）其它的泵以及混合器和搅拌器，仅列举若干选择。现有技术知悉用于密封流体机械的轴的各种类型的密封件，如压盖填料（glandpacking），滑环密封件和动态密封件。两种在先提及的密封件类型基于通过可能发生的泄漏来封闭间隙，而动态密封件的操作基于创建能够防止泄漏的压力差。动态密封件专门为纤维状浆料设计，而且非常适合于清洁的、粘稠的、非纤维状浆料和含有大量固体的液体。动态密封件不需要外部密封水并且不会泄漏。本专利技术涉及在先提及的密封件类型。压盖填料轴密封（图1）可以被使用，在某些不含任何特定的密封液体的操作条件下，借此使得待泵送液体的轻微泄漏能够通过润滑填料环的滑动表面来保障压盖填料的正确操作。在某些其它的操作条件下，例如当粘稠的、纤维状和非纤维状浆料和含有大量固体颗粒的液体被泵送时，压盖填料需要外部密封/润滑液体，以防止所泵送的液体进入密封区域。单机械密封件（图2）通常用在更加严苛的操作中，即例如当稠度高达8％的纤维状浆料被泵送时。当泵吸头是正压的（positive）并且叶轮配备特定平衡孔时，可以使用密封件而无需冲洗水。当然，单机械密封件也适合用于清洁的和粘稠的液体以及含有大量固体的液体。双机械密封件（图3）适用于最严苛的操作条件，即它可以用于泵送所有稠度和浓度的液体和悬浮液。换言之，可以完成清洁的、粘稠的、纤维状浆料，非纤维状浆料和含有大量固体的液体的泵送。泵吸头可以是负压的（negative）或正压的并且叶轮可以配备或不配备平衡孔。上文提及并简要描述的所有密封件类型都可以用在所有类型的流体机械，即泵、混合器等中。在下文中，仅仅出于简化的目的，将其称之为泵。泵类型和泵结构使密封（sealing）受制于不同的要求。泵（它的叶轮已被紧固或连接至电驱动马达的轴）为密封设定了特别高的要求。这种泵具有支承于驱动马达的轴承上的叶轮及其轴，借此叶轮被悬挂在距离支承轴承相对较远的地方。这意味着（实际上）携带叶轮的离心泵的轴由于液压径向力而弯曲，尤其是在泵的最佳操作点以外。既然配备至少一部分密封的泵壳体被固定地安装至驱动马达的端部法兰或壳体，就会在轴和泵壳体之间存在一定的运动，因为泵壳体根本不会或者（至少）不会在与轴相同的量级上发生弯曲。轴相对于固定至泵壳体的密封部分的径向运动很容易使密封（由于各种原因）受制于增加的磨损，缩短了密封的寿命。出于两个原因，非常常见的离心泵设有用于压盖填料的空间。首先，压盖填料是最便宜的密封泵的方式。其次，压盖填料需要比机械密封件更大的空间，特别是沿轴向方向。换言之，具有足够尺寸（长度）的压盖填料无法适应对于机械密封件而言最佳的空间。因此，在较大的或多或少标准化系列中制造的泵设有密封腔，所述密封腔能够容纳需要最大空间的密封件，即压盖填料。这意味着，即使在其中使用单或双机械密封件的更加严苛的环境中使用了相同的泵，机械密封件也适合于为压盖填料保留的空间。容易理解的是，压盖填料的长度要求使得上述问题相对于轴的弯曲以及密封件受到的磨损变得更糟。由于密封的过量长度，源自很长的轴的另一个问题是增大了叶轮和蜗壳/耐磨板（volute/wearplate）之间的间隙。当设计泵及其运行间隙时，需要考虑最差的可行性操作条件，借此，由于存在轴的弯曲这一潜在风险，为了避免在蜗壳/耐磨板和叶轮的工作叶片之间的机械接触，需要增大叶轮和蜗壳/磨损板之间的间隙。因此，所增大的间隙增加了泄漏损失并且降低了泵的总效率。当需要考虑轴的弯曲时，可能会在机械密封件的结构中发现进一步的问题。既然机械密封件的旋转环（通常）被夹持在叶轮和代替为轴挡水的压盖填料的轴套的轴的台肩之间，并且既然固定滑环被固定至泵壳体，轴的弯曲就会使滑动表面产生错位，即它们具有沿其方向的较小的角度差。这种错位使得滑动表面受制于动态轴向力，所述动态轴向力趋向于扭转滑动表面。由于这种扭转导致密封的过度磨损和过早泄漏，因此需要避免错位。从传统意义上讲，这通过形成具有通过例如驱动销连接彼此的两部分的滑环密封件的旋转部分来完成。这使得滑环密封件的构造复杂并且使得滑环密封件本身昂贵。图2更加详细地论述了单机械滑环密封件，其包括两个功能性主要部分和技术构造的当前状态所需的一些额外部件。在通过法兰或螺钉或无头螺栓将滑环密封件的固定独立部件紧固至用于压盖填料的空间或一个相应的空间的日常实践中，可能会发现其它进一步的问题，这使得滑环密封件的构造更加复杂并且使得滑环密封件本身更加昂贵。在双机械密封件的使用中，可能会发现更进一步的问题。既然位于双机械密封件的大气侧的旋转环（通常）通过锁定螺钉被紧固在轴上，并且既然固定滑环被固定至泵壳体，轴的弯曲就会使滑动表面产生错位，即它们具有沿其方向的较小的角度差。这种错位使得滑动表面受制于动态轴向力，所述动态轴向力趋向于扭转滑动表面。旋转滑动表面被变形/扭转的另一个原因是锁定螺钉受制于滑环的张力。由于这种扭转导致密封的过度磨损和过早泄漏，因此需要避免错位/扭转。从传统意义上讲，这通过在两部分的大气侧形成滑环密封件的旋转部分来完成。这使得滑环密封件的构造复杂并且使得滑环密封件本身昂贵。图3更加详细地论述了具有由两个主要部分组成的大气侧旋转滑环的双机械滑环密封件。
技术实现思路
本专利技术的目的在于通过一种新颖的密封结构来消除至少一个上文提及的问题。本专利技术的另一个目的在于开发一种新颖的机械密封件，其可以用于代替传统的压盖填料，和单以及双机械密封件。本专利技术的又一个目的在于设计一种新颖的机械密封件，其被集成到泵壳体的构造当中。本专利技术的再一个目的在于设计一种新颖的机械密封件，其本质是较短的，并因此使得离心泵的轴缩短。本专利技术的还一个目的在于设计一种新颖的轴、壳体和转子，其用于能够利用本专利技术的机械密封件的流体机械。本专利技术的其它一个目的在于设计一种新颖的用于流体机械的机械密封件，其能够考虑轴的弯曲，使得密封表面保持适当得对准，而无视轴的弯曲。通过所附权利要求，根据本专利技术的机械密封件以及流体机械的特征会变得清楚。本专利技术带来了若干优点，如例如：2-3倍的直径），附图说明参照附图，下面更详细地描述本专利技术的机械密封件以及流体机械，附图中：图1示意性地图示了现有技术中与离心泵的壳体连接的压盖填料型轴密封件；图2示意性地图示了现有技术中与离心泵的壳体连接的单机械密封件；图3示意性地图示了现有技术中与离心泵的壳体连接的双机械密封件；图4示意性地图示了根据本专利技术的第一优选实施例的双机械密封件；图5a示意性地图示了沿图4中的A-A线截取的离心泵的轴的剖面的第一种可选替代；图5b示意性地图示了沿图4中的A-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于机械密封件的滑环，所述滑环（110、112、114、116；310、360；410、460；510、512）在其一个轴向端部处具有滑动表面或密封表面（214、234、244、264）、外周向表面和内周向表面（220、270；320、370；420、470），其特征在于，所述内周向表面（220、270；320、370；420、470）和所述外周向表面中的一个设有装置（222；248；272；322、372；422、472），当组装至流体机械时，所述装置用于通过直接机械接触将所述滑环（110、112、114、116；310、360；410、460；510、512）形锁合在它的支承物（144、130、120；）上，并且在形锁合装置（222；248；272；322、372；422、472）的一侧处设有至少一个密封表面（216'、218'、266'、268'；316'、318'、366'、368'；416'、418'、466'、468'）。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.02.08 EP 13154514.71.一种机械密封件，包括至少一对滑环，每个环具有外周向表面、内周向表面和处于其一个轴向端部处的滑动表面或密封表面，所述机械密封件还包括弹簧，当在使用中时，每对滑环具有旋转滑环和固定滑环，当在使用中时，每对滑环的滑动表面或密封表面彼此滑动及密封接触，至少一个旋转滑环的内周向表面设有：当组装至包括轴的流体机械时，所述内周向表面相对于所述轮毂和所述轴的一个的外周向表面的互补构型，所述轴带有叶轮，所述叶轮具有轮毂；处于形锁合装置的一侧处的至少一个密封表面；其特征在于，当组装至流体机械时，所述滑环借助于密封环沿轴向方向被支承至所述流体机械的轮毂和轴中的一个。2.如权利要求1所述的机械密封件，其特征在于，当组装至流体机械时，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：H曼宁恩，
申请(专利权)人：苏尔寿管理有限公司，
类型：发明
国别省市：瑞士;CH