机械密封件组件及机械密封件的组装方法技术

本公开大体涉及方法和设备，并且更具体地涉及用于旋转设备的机械密封件，并且再更具体地涉及干燥气体密封件。本公开提供了用于旋转设备(2000)中的机械密封件的主环(200)，所述密封件包括用于与所述主环合作以提升所述密封件的配合环(101)，所述主环具有中心纵轴线(104)并且包括：设置在所述主环的外径向表面中的凹槽(202)，其中所述凹槽的轴向外边缘在径向上比所述凹槽的轴向内部更深。径向上比所述凹槽的轴向内部更深。径向上比所述凹槽的轴向内部更深。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】机械密封件组件及机械密封件的组装方法


[0001]本公开大体涉及方法和设备，并且更具体地涉及用于旋转装备的机械密封件，并且再更具体地涉及干燥气体密封件。

技术介绍

[0002]典型的机械密封件，比如干燥气体密封件，可用于旋转装备中，比如例如压缩机和鼓风机。旋转装备通常包括驱动侧(例如轮轴侧)和从动侧(例如轴承侧)。
[0003]用于旋转装备的机械密封件包括密封件组件和通过密封件组件的流体的流动。
[0004]密封件组件包括配合环和主环。在其最简单的形式中，配合环和主环两者都可以被认为是环状圆筒(尽管应该注意到在大多数的现实中，横截面实际上是非矩形的)。将理解的是，环状圆筒包括：内径向表面；外径向表面；两个轴向面(例如与内径向表面的边缘和外径向表面的边缘接界的面)。在这样的环中，内径向表面界定穿过圆筒的中心孔，并且中心纵轴线(例如垂直于环状圆筒的径向方向和周向方向的直线)穿过该中心孔。
[0005]在密封件组件中，配合环被定位为使得配合环的轴向面与主环的轴向面相对。配合环被设置在旋转装备的驱动侧上，并且被定位为使得旋转装备的旋转轴线与配合环的中心纵轴线重合。配合环可以绕旋转装备的旋转轴线旋转，例如通过驱动旋转装备的轴旋转。主环是固定的，并且呈现在旋转装备的从动侧。旋转装备的旋转轴线与主环的中心纵轴线重合。主环包括其外径向表面上的凹槽。
[0006]主环安置于定子外壳(例如旋转装备的从动侧的旋转固定部件)中，并且固定于定子外壳的销钉安置于主环的凹槽中，以防止主环的旋转。为了将其固定在恰当位置，销钉可以部分地被设置在旋转装备的定子外壳中的载体(例如通道)内。在一些实例中，销钉可以由所谓的“凹处”提供，例如，作为定子外壳的一部分的突起，例如，与定子外壳一体地形成的。换言之，销钉和定子外壳可以包括单个单元。
[0007]流体流动，比如干燥气体流动，在主环和配合环的相对面之间提供了一层流体薄膜。这层薄膜，有时被称为流体膜，生成流体静力(例如，无论配合环是固定还是旋转都存在的力)和流体动力(例如，仅在配合环旋转时存在的力)，这些力施加在配合环和主环上。配合环上可以设有沟槽(例如对数螺旋沟槽)，这些沟槽参与生成流体动力，例如，当配合环旋转时，沟槽可以剪切朝向配合环的中心纵轴线的流体流动，这会增加流体流动的压力。
[0008]在实例中，流体可以包括，工艺气体和/或缓冲气体。
[0009]在实例中，机械密封件可以是湿式密封件，其中流体流动包括油或其他液体。
[0010]流体静力和流体动力促使配合环和主环分开。流体薄膜也防止配合环和主环的磨损。配合环、主环和环的相对轴向面之间的流体流动合作以提供机械密封件。该机械密封件，密封旋转装备的驱动侧(例如轴承侧)以与旋转装备的从动侧(例如气体侧)隔开。
[0011]通常的主环可以包括圆筒形的凹槽。当销钉被设置在凹槽内时，当对准完美时，凹槽和销钉之间有线接触。由于凹槽和销钉的弹性变形，线接触变成薄的矩形接触。从而，由于接触面积扩大，凹槽和销钉之间的接触应力保持可控。当对准不完美时，在圆筒形凹槽的
边缘处可能形成点接触。在这种情况下，弹性变形可能不足以充分地减少接触载荷。
[0012]在一些通常的旋转装备中，接触应力通过提供具有球形或其他异形表面的销钉来减少。当主环和定子外壳之间没有相对轴向移动时，这是有效的。然而，在一些旋转装备中，主环必须能够轴向地滑动以适应联接件的旋转侧和旋转固定侧(例如从动侧和驱动侧)的相对轴向移动。因此，球形和非圆筒形销钉的作用有限。

技术实现思路

[0013]本专利技术的各方面在独立权利要求中阐述，可选特征在从属权利要求中阐述，并且目的在于解决上述技术问题以及相关问题。本公开的各方面可相互结合提供，并且一个方面的特征可应用于其他方面。
[0014]本公开的实施例的目的在于通过对两个表面特征中的至少一个定型以避免它们之间的点或边缘接触来增加主环的第一表面特征(比如凹槽)和定子外壳的第二表面特征之间的接触面积。有利地，这可以减少主环上的应力，并且因此可以减少损坏主环的可能性。第一表面特征可以包括例如在主环的外径向表面中的凹槽。
[0015]第二表面特征可以包括突起，比如销钉或脊部，或其他与第一表面特征互补的其它特征，例如凹处、凹陷等。
[0016]在一些实例中，销钉可以是形成定子外壳的一部分的一体式突起。换言之，销钉和定子外壳可以包括单个整体构件。
[0017]本公开的实施例提供了包括一个或更多凹槽的主环，其中凹槽具有被配置成控制凹槽和销钉之间的接触应力的表面轮廓。
[0018]本公开提供了用于旋转装备中的机械密封件的主环，该机械密封件包括用于与主环合作以提升密封件的配合环，该主环具有中心纵轴线并且包括：被设置在主环的外径向表面中的凹槽，其中凹槽的轴向外边缘在径向上比凹槽的轴向内部更深。
[0019]主环可以包括被设置在主环的外径向表面中的凹槽，其中凹槽的轴向外边缘的径向深度大于凹槽的轴向内部。
[0020]本公开的方面的实施例提供了凹槽的几何形状，相对于通常的主环中的凹槽，其增加了凹槽和销钉之间的接触面积，这减少了凹槽上的应力(例如，当主环和销钉未对准时的赫兹(Hertzian)应力)。有利地，减少凹槽的应力减少了凹槽崩裂和/或断裂的可能性。因此，可以提供具有增加的耐用性的主环。
[0021]减少凹槽崩裂和/或断裂的可能性具有附加的优点，即准许主环由损伤阈值更低(例如，更低的应力等级；更低的应变等级)的材料形成。例如，主环可以由碳化硅或碳化钨形成。
[0022]凹槽可以被配置成至少与旋转装备的销钉的一部分配合，以：防止主环的周向移动；和允许主环的轴向移动。
[0023]凹槽和销钉的形状可以是互补的，以防止主环的周向移动；和允许主环的轴向移动。例如，销钉可以是任何圆筒形的。对应地，凹槽可以具有一形状，其包括大于圆筒形状的横截面的横截面的一部分，例如，沟槽的尺寸大于销钉的尺寸。这可以布置成使得凹槽和销钉可能能够沿销钉的长度(例如，关于主环轴向地)彼此相对地滑动。
[0024]销钉可以是圆筒，例如：斜圆筒、直圆筒、环形圆筒、直环形圆筒、斜棱柱、直棱柱。
销钉的一个或更多末端可以是锥形的。
[0025]主环可以被配置成相对于旋转装备的旋转轴线保持旋转固定，以便减少抵靠主环的部件(除配合环外)上的磨损。
[0026]在一些旋转装备中，配合环可以沿旋转装备的旋转轴线轴向地移动。主环可以被配置成沿旋转装备的旋转轴线轴向地移动，以便保持与配合环接触，有利地维持由主环和配合环提供的密封。
[0027]旋转装备可以包括定位在主环和定子外壳之间的弹性构件。例如，该弹性构件可以是弹簧。该弹簧可被配置成朝向配合环促动主环。弹簧可以被主环和定子外壳压缩(例如，弹性变形)。弹簧在定子外壳和主环之间提供反作用力。弹簧提供的反作用力沿轴向方向作用于主环上，以朝向配合环促动主环。
[0028]凹槽的轴向边缘可以比销钉的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种用于旋转装备中的机械密封件的主环，所述密封件包括用于与所述主环合作以提升所述密封件的配合环，所述主环具有中心纵轴线，并且包括：设置在所述主环的外径向表面中的凹槽，其中所述凹槽的轴向外边缘在径向上比所述凹槽的轴向内部更深。2.根据权利要求1所述的主环，其中，所述凹槽被配置成与所述旋转装备的销钉的至少一部分配合，以：防止所述主环的周向移动；以及允许所述主环的轴向移动。3.根据权利要求2所述的主环，其中，所述凹槽的轴向边缘比所述销钉更宽。4.根据前述任何一项权利要求所述的主环，其中，所述凹槽的表面被配置成在所述主环未对准的情况下与所述销钉失配，以增加所述凹槽的表面与所述销钉之间的接触表面面积。5.根据前述任何一项权利要求所述的主环，其中，所述主环的表面曲率在所述凹槽的周向边缘和所述主环的外径向表面之间是连续的。6.根据前述任何一项权利要求所述的主环，其中，所述主环的表面曲率在所述凹槽的轴向外边缘和所述环的轴向表面之间是连续的。7.根据前述任何一项权利要求所述的主环，其中，所述主环包括一个以上的凹槽。8.根据前述任何一项权利要求所述的主环在机械密封件中在旋转装备中的用途。9.一种用于旋转装备的机械密封件的密封件组件，所述密封件组件包括：配合环，其被配置成绕旋转轴线旋转；主环，其用于在所述主环的轴向面和所述配合环的轴向面之间提供气体密封，所述主环包括在所述主环的外径向表面...

【专利技术属性】
技术研发人员：N，
申请(专利权)人：约翰起重机英国有限公司，
类型：发明
国别省市：