分离式机械端面密封制造技术

一个完整的可装配可更换，而无需对轴和／或机座解体的分离式机械端面密封。本发明专利技术的分离式密封对于处在较重的负载或进不去的场所的填料或填充物的更换是最合适的。本发明专利技术的密封包括一个密封元件，它相对轴密封该主环，并且在轴向、圆周和径向方向严格对主环定位，并包括一个相对机座密封配合环的密封元件，并且配合环在轴线方向上未严格定位，同时提供一轴向斜压力于配合环上，以便提供两个环的配合接触。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到用于密封相对转动部件之间的机械密封。特别是关于分离式机械端面密封。机械式端面密封已广泛用于像涡轮机、泵等设施方面。这些设备都有机座和相对该机座转动的轴。同样地，在化学工业，精炼厂和石油化学工业以及许多其他工业上。大量的泵、压缩机、混料器、搅拌器等利用围绕着其转动轴的填充填料函。已发现，为了降低高的维护费，防止环境污染、减少生产消耗以及其他方面的理由，一般可能希望更换在带有机械端面密封的填料函中的填料。机械式密封的损坏或操作中的磨损也是一个问题。由于在组合另件的设备中存在难于接近的地方。对这些密封的另件的修理或更换将会是困难的。由于设计上的原因，从轴的端部去除一损坏的密封件或安装一替换件都是困难的或是不可能的。在这种情况下，设备的修理需要拆开，更换、再安装机座和密封部份的另件以及整个设备。现已利用密封的设计来减小填料的更换或密封损坏的修理等方面的困难，即将机械密封的部件或全部组合另件设计成分裂式或分离式的。分离式或部分分离的密封组件可实现装配而不需要将设备全部解体，也不需要通过轴端部之上的环形密封。可在3025070、3184244、4423878、4575098、4576383和4576384等号的美国专利中找到分离式或部分分离密封的例证。虽然由这些专利所了解的装置似乎已适用于他们所计划的目的。但在那些文件中所披露的设计或是由于组合另件过多而过于繁杂，或所披露的是在两个密封破坏之间仅有很短的周期的意向性设计。因此，本专利技术的目的在于提供一种分离式的机械端面密封，它容易拆除和更换，不需要去除机座、不需要将设备的其他零件解体。本专利技术的另一目的在于提供一种分离式密封部件，使得能快速、容易和高效地更换填料函，，或更换在损坏的机械端面密封中的填料，而不需要将该设备全部解体。于是提供了一种适于在机座和相对于机座转动的轴之间的，利用不透水的密封的分离式机械端面密封。这种密封包括靠近的、刚性的环形主环和配合环，每一环一般都限定了径向配合的密封面，每一个环都有多个弧形环节，和用于每个环每个节与每个环的其他的节的刚性接触中起连接和夹持作用的装置，从而由所说的环限定的每一所说的配合密封面具有光滑的表面，围绕每个各自的环状环的全部圆周没有不连续处，并且多个用于支承每个环的弹性分离式定位装置一般与轴和其他环成同轴配置，该定位装置限定各环的相对位置，从而使每个环的密封面相对于另一个环的密封面处于面对面的相对关系，定位装置之一刚性地支承该配合环，而定位装置的另一个非刚性支承并且在轴向对着配合环斜压主环。附图说明图1示意地并部分地表示出用填料密封的通常的泵的剖面图;图2表示利用带有填料函机座的通常的机械面密封的结构横截面图，其中已去掉了填料。图3表示利用带有填料函机座的已知的分离密封结构的横截面图，其中已去掉了填料。图4A表示利用带有填料函机座的按着本专利技术的分离式密封的横截面图，其中已去掉了填料。图4B表示利用本专利技术的分离密封压盖板的立侧视图。图4C表示利用本专利技术的配合密封元件的详细的横截面图。图5A表示图4A的环状密封元件两端部之间连接的详细图。图5B表示利用本专利技术的准备用于分离的环状密封环的背后视图。图5C表示利用本专利技术的一个保持架的两半的连接细节的剖视图。图5D表示利用本专利技术的压力传动装置的横截面的细节图。图6和图7示意性地说明了当轴和填料函机座之间不同轴期间，本专利技术的补偿特征。图8表示利用止推轴承的本专利技术的一个替换实施例。图9表示在分离密封中具有平衡密封配置的本专利技术的另一替换实施例。在填料函中通常的填料之一例表示在图1中，它表示出包括机座12的泵10，由驱动轴16驱动的叶轮14，一个液体流入腔18和一个液体流出腔20，通常流体由叶轮14通过腔18和20按箭头所示方向被抽吸。填料22用于阻止抽吸的流体沿着驱动轴16泄漏到外面。填料22通常在填料函机座中被压紧用密封随动件26填充到与驱动轴16密封接触。通过密封随动件26施向填料22的压力是增加还是减少，由拧入或松开压紧螺母28而定(这里示出两个螺母)。图2表明现有技术中更换填料22的方法，填料22带有转动的机械密封30，密封30具有带着密封面34的密封环32，通常密封面34能磨到高度平滑。对于一个不具备分离密封的装置，(如像在3961799号美国专利所描述的那样)，安装前首先要卸掉提供驱动力于轴16的装置，(例如马达、在图中未表示)，然后卸掉随动件26和抽出填料22。在除掉密封随动件26和填料22之后，转动机械密封30才被装入。带有配合环38和O形环40的一个特别的压紧板36，借助于压紧螺母28固定在填料函机座24上。压紧板36必须被加工得与填料函的每个尺寸相配合。由于对各种密封设备和传动设备，驱动轴16的每种尺寸通常具有三个填料函的尺寸，这就意味着用于每种尺寸的填料函机座必须制造特别的压紧板。图3表示在填料函中用于更换填料密封的分离设计的截面图，如在4576384号美国专利所表示和描述的那样，一个特殊的压紧板装置包括一个第一压紧板的一半36A，它通过内六角螺钉38与第二压紧板的一半(未画出)相连。该压紧板装置通过压紧螺母28与填料函机座相连接。一个分离的弹性体平面垫圈41将压紧装置密封于填料函机座24。该压紧板装置容纳着转动的分离式密封环件42和不动的分离式密封环件44。转动的分离密封环件42由保持架的两半围绕着轴16被固定，保持架的两半之一46与固定装置(例如内六角螺钉48)一起被表示出来。内六角螺钉48将保持架46固定在O形圈50上，因此保持架46密封于轴16。转动环52(也是分离的)如一个分离的弹性体垫54密封于保持架46。不动的分离式密封环56、由O型圈58密封于压紧板件36A。多个弹簧布置在压紧件件36A的适当的孔内(其中的一个弹簧60被表示出来)。它给不动环56以轴向的压力使环52和56的各自密封面52S和56S组合在一起。像4576384号美国专利所描述的用于设备的密封需要大量专门知识和过度的精力。该密封装置至少需要在四个分离弹性体元件(40、50、54、58)中以密封流体相接合。况且，分散的弹性体元件被同时装入至少四个另件的刚性元件中，它们的每一个都是分离的。在安装过程中大量的元件必须保持在适当的位置，并且分离另件同时拧紧在一起也是沉重的负担。引起分离元件相对于其对应的另件或相对于相应部件42或44的失接合和失调是普遍的。图4A是本专利技术的分离密封的截面视图。填料函机座24和轴16处在图1～3的已有技术中所表示的那些相对位置。图4B表明一个带有两个分离的两半块60A和60B的压紧件60的立侧视图。构成压紧组件板60的分离的两半块60A和60B彼此是相同的并且沿着如图4B所示的竖直平面分开。当两个半块彼此相结合构成压紧板件60时，其一半60A相对于另一半60B被转入180°。参见图4A和4B，压累板件60包括一个紧固装置，如像内六角螺钉61，它施入位于各自互补的半块压紧板的螺孔62中，以构成完全围绕着轴的压紧板件60。利用螺栓63，该压紧板件被直接固定于机座24(如像已有技术那样)。螺栓63中的一个已表示在图4A中，它已被穿过孔64放入压紧板件60中。由于螺栓63旋入机座24中的螺纹孔66，螺栓帽紧靠在孔64的台肩上。由于将压紧板本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种适用于在机座和相对于机座转动的轴之间提供不透水密封的分离式机械端面密封，所述的分离式密封包括：ａ）靠近的、刚性的环形主环和配合环，每一个环限定径向相对的密封面，每个所述环有数个孤形环节和用于接合和夹持所述每个环的节与所述每个环的 另外的节使其刚性连接起来的装置，从而由所述环限定的每个所述的相对密封面具有光滑的表面，围绕每个所述的环的整个圆周上没有不连续处；ｂ）数个用于定位支承每个所述环的弹性分离式装置与轴和其它所述的环同轴配置，所述的定位装置限定所述各环的相对位 置，从而使每个所述的环的密封面相对于其他所述的环的密封面处于面对面放置，所述定位装置之一刚性地支承所述主环，另一个所述的定位装置非刚性地支承并且在轴向对着所述主环斜压所述的配合环。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：约恩J拉多萨夫，托马斯A埃文斯，戴维M杜代克，拉塞尔G维泽尔，布赖恩J阿特沃特，罗伯特J艾斯布伦纳，
申请(专利权)人：约翰起重机有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]