CN102089557A - 用于在旋转机械的部件之间提供密封的密封件 - Google Patents

Abstract

提供一种用于在旋转机械的部件之间密封的密封件，该密封件具有环的形状。密封件由同质可变形的材料制成。该密封件包括连接板以及从连接板延伸的内凸缘和外凸缘，内凸缘从连接板延伸的距离比外凸缘延伸的距离大。该密封件还包括一系列围绕环间隔开的肋，各肋至少部分地布置在内凸缘和外凸缘之间，其中外凸缘终止于大体上围绕密封件的整个周边的唇缘。

Description

用于在旋转机械的部件之间提供密封的密封件

技术领域

本发明涉及用于在旋转机械的部件之间提供密封的密封件。本发明尤其应用于固定部件之间的密封并且所描述的一个例子包括污水泵的过滤器和污水泵的本体之间的密封。

背景技术

旋转机械通常包括安装在壳体内侧的转子。所述转子安装在转动轴上，所述转动轴接着安装到所述壳体。在机械的部件之间，例如在壳体的部件之间通常需要一些形式的密封。为了实现这种密封，可以使用配合在壳体部件之间的密封件。通常通过铸造方法制成壳体部件，其导致相对粗糙的表面光洁度。为了提供有效的密封，需要首先机加工壳体的表面以提供将接触密封件的光滑表面。在后来的热处理步骤之后可能不得不重复这种机加工。

发明内容

在第一方面中，提供一种用于在旋转机械的部件之间密封的密封件，该密封件具有环的形状；所述密封件由同质的、可变形的材料制成；该密封件包括连接板以及从该连接板延伸的内凸缘和外凸缘，该内凸缘从所述连接板延伸的距离比所述外凸缘从所述连接板延伸的距离更大；该密封件进一步包括一系列围绕所述环间隔开的肋，各肋至少部分地布置在所述内凸缘和所述外凸缘之间；其中所述外凸缘终止于大体上围绕所述密封件的整个周边的唇缘。

在使用中，加压流体进入所述凸缘之间的空间。这个压力促使所述唇缘向外变形以提供靠在所述机械的部件上的增强的密封效果。这种效果能被看作所述密封件的压力作用。

在整个说明书中，当涉及到密封件而使用术语“同质的材料”时，它意味着所述密封件全部由基本上相同的材料制成，并且具有基本上相同的密度和硬度。

所述唇缘可以具有等于所述内凸缘和外凸缘之间的距离的至少20％的长度。

所述唇缘可以具有等于所述内凸缘和外凸缘之间的距离的至少50％的长度。

所述唇缘可以具有大约等于所述内凸缘和所述外凸缘之间的距离的长度。

在第二方面中，提供一种用于在旋转机械的部件之间密封的密封件，该密封件具有同质的可变形的材料环的形状；该密封件包括连接板以及从所述连接板延伸的内凸缘和外凸缘；所述连接板的内表面以及所述内凸缘和外凸缘限定一内部容积；该密封件进一步包括一系列布置在所述内部容积中并且围绕所述环间隔开的肋；并且其中所述肋占据小于50％的所述内部容积。

当为了使用而安装所述密封件时，它被压在机械的部件之间。所述内部容积的被肋占据的程度影响所述密封件的硬度，和它的在压缩下的性能。已经发现，如果肋占据小于50％的容积，即使在所述机械的单个部件的实际外尺寸变化相当大的程度时，所述密封件也能变形以提供合适的密封性能。已经发现，如果部件是铸造的，并且随后在组装之前未被机加工，会出现这种变化。

所述肋占据5％到40％的所述内部容积。

所述肋占据5％到20％的所述内部容积。

在一个实施方式中，所述肋占据大约10％的所述内部容积。

在第三方面中，提供一种包括至少两个壳体构件的旋转机械，所述至少两个壳体构件相接以在它们之间限定一环形密封容积；密封件被提供在所述环形密封容积中；其中所述壳体构件的供所述密封件支撑靠在其上的表面是渐缩的。

在组装期间，可以围绕其中一个壳体表面伸展所述密封件。可以使用一些类型的润滑剂，例如油、表面活性剂或肥皂水进行组装。通过提供渐缩的表面，更易于通过伸展密封件进行装配工作。

所述壳体构件同心地相接。

其中一个壳体构件是机械本体，另一壳体构件是机械端帽。

所述机械本体的供所述密封件支撑靠在其上的表面在远离所述机械的方向上向外渐缩。

所述机械端帽的供所述密封件支撑靠在其上的表面在远离所述机械的方向上向外渐缩。

附图说明

现在将参考附图，仅仅作为例子，描述一实施方式，其中：

图1是依照一个实施方式的密封件的透视图；

图2示出了图1的细节A；

图3是图1的密封件的平面图；

图4是沿着图3的线B-B的横截面图；

图5示出了图4的细节B；

图6是沿着图3的线A-A的横截面图；

图7示出了图6的细节C；

图8是包括图1的密封件的污水泵的分解的透视图；和

图9是图8的污水泵的横截面图。

具体实施方式

参考图1到7，示出了密封件10形式的密封件。密封件10大体上具有环的形状并且使用弹性的、同质的、弹性体材料通过注射模制制成单件。

在另一实施方式中，能提供带类形状的密封件，当使用的时候其能被弯成环的形状，稍后将对此进行描述。

对于使用来说，许多级别的专有弹性体材料能是可接受的，例如橡胶。

密封件10包括连接板12，从连接板12延伸有裙座14形式的内凸缘和套环16形式的外凸缘。一系列肋18围绕环间隔开，各肋18至少部分地布置在裙座14和套环16之间并且从裙座14延伸到套环16。

尤其参考图5和7，能够看到，套环16仅仅在套环16的高度的一部分处结合到各肋18，因此限定围绕密封件10的整个周边延伸的唇缘部分20。唇缘具有大约与裙座14和套环16之间的内部距离相等的长度。在适当的时候将描述这个唇缘的重要性。

连接板12的内表面、裙座14和套环16限定密封件的内部容积17。能够看到，这个容积17的一部分被肋18的材料占据了并且剩余部分是自由空间。被肋材料占据的容积与自由空间的比值影响密封件在组装期间的硬度，稍后将对此进行描述。

密封件10的外直径是大约400mm。裙座14和16套环的内表面之间的距离是大约14mm。唇缘20的长度是大约16mm。连接板12是大约5mm厚。裙座14是大约3-4mm厚。套环16在它的与连接板12接触处的最厚点处是大约8mm厚。连接板18是大约5mm厚。在其它实施方式中当然可以改变这些尺寸。

参考图8和9，示出了与污水泵30形式的旋转机械相结合的密封件10。污水泵30适于用在用于从低位区域，例如在采矿泵送装置或矿物加工工厂中去除掉废水的工业应用中。污水泵30包括过滤器壳体34形式的端帽壳体构件，和本体壳体32形式的机械本体壳体构件。过滤器壳体34和本体壳体32相接触以限定在其内座落密封件10的密封容积。壳体32、34由铸造操作制成并且在铸造操作之后对壳体32、34的供密封件10支撑靠在其上的表面不作加工。这样，这些表面在泵组件30中具有铸造光洁度而不是通过分离的加工过程修理或光滑地形成。结果是，在不需要在机加工密封表面方面花费时间和努力的情况下能获得有效的密封，其具有制造成本方面的好处。

污水泵30包括安装在驱动轴37上的离心泵叶轮36。当操作时，叶轮36操作以通过提供在过滤器34中的孔向上抽吸污水并且通过出口管40排出水。在它的操作期间，在叶轮外壳内形成高压流体区。如此定向密封件10以致于裙座14和套环16从连接板12朝着高压区延伸。这样，在使用中，高压流体进入密封件的内部容积并且用来将裙座14和套环16压靠在壳体32、34的各自的表面上因此增加密封效果。尤其是，围绕密封件10提供的唇缘20是可在流体的压力下围绕它的圆周自由变形的以定位靠在壳体32的密封面上从而因此进一步增强密封效果。当压力起作用时，密封件10因此执行它的功能。

为了组装泵30，首先需要选择合适大小的垫片38。选择垫片38以获得叶轮36和过滤器34壳体之间在由箭头C指示的点处的紧密配合。使垫片38的大小合适，以致于叶轮36配合到本体壳体32内的驱动轴37。然后在没有密封在合适的位置处的情况下将过滤器壳体34带靠到叶轮36上以在由箭头C指示的点处与叶轮36相接触。然后测量壳体32、34之间的距离并且选择稍微更大厚度的垫片38用以插入在壳体32、34之间。然后去除掉过滤器壳体34并且围绕过滤器壳体34的管端41伸展密封件10。可以使用一些清洁剂或其它润滑剂以帮助围绕管端41配合密封件10。

在带状形式的密封件实施例中，密封带能被弯成环形状并且然后围绕过滤器壳体部件34紧紧地卷曲并且将其远端粘结或熔合在一起以形成单件环。一旦粘结了或结合物质已经干了并且固化了，能如同所描述的那样继续泵30的组装。

在垫片38处于合适位置的情况下，将配合有密封件10的过滤器34带靠到本体外壳32上。在组装期间，密封件10操作以使过滤器壳体34同心地、居中地位于泵壳体32内。通过拧紧穿过围绕过滤器壳体34和泵壳体32的周边提供的成对的相应孔42插入的一系列螺栓将过滤器壳体34固定在合适的位置处。在拧紧期间，密封件10变形，尤其是当拧螺栓42时肋18发生变形。制成密封件的材料大体上是不能压缩的，并且因此当肋18发生压缩和变形时，它们占据密封件的内部容积的先前是自由空间的容积。密封件10的变形用来允许由于制造误差引起的不同对壳体32、34之间的实际密封容积的变化。由于壳体32、34是铸造的并且后来未被机加工，不同泵的密封容积的变化会很大。密封件10能允许垫片38的深度的直到8mm的变化。

肋材料的容积与自由空间的比值控制密封件的硬度，并且因此控制密封件10能适合的实际壳体大小的变化程度。具有较大硬度的密封件不易于适应大小的变化，但是在组装之后将具有较高的刚性，并因此具有较高的最大操作压力。类似地，具有较小硬度的密封件易于适应大小的变化，但是在组装之后具有较低的刚度，并因此具有较低的最大操作压力。

因为任何泄漏流体只是会返回到泵30从其抽吸的废水池，所以可以允许污水泵30一定程度的泄漏。

能够看到，壳体32的密封表面在远离泵30的方向上向外渐缩。尽管从附图中不容易看得出来，围绕过滤器壳体34的管端40的密封表面也在远离泵的方向上向外渐缩，虽然渐缩的程度比泵壳体32小。

除非其它地方表明了，包含在这里的任何所参考的现有技术将不被认为承认其是本领域公知的知识。

最后，将会认识到，在不脱离本发明的精神或范围的情况下各种改变、修改和/或增加可以被结合到零件的各种结构和排列中。

Claims (13)

1.一种用于在旋转机械的部件之间提供密封的密封件，该密封件具有环的形状；

所述密封件由同质的可变形的材料制成；

该密封件包括连接板以及从该连接板延伸的内凸缘和外凸缘，该内凸缘从所述连接板延伸的距离比所述外凸缘从所述连接板延伸的距离大；

该密封件还包括一系列围绕所述环间隔开的肋，各肋至少部分地布置在所述内凸缘和所述外凸缘之间；

其中所述外凸缘终止于大体上围绕所述密封件的整个周边的唇缘。

2.如权利要求1所述的密封件，其中所述唇缘的长度为所述内凸缘和外凸缘之间距离的至少20％。

3.如权利要求1所述的密封件，其中所述唇缘的长度为所述内凸缘和外凸缘之间距离的至少50％。

4.如权利要求1所述的密封件，其中所述唇缘的长度大约是所述内凸缘和外凸缘之间的距离。

5.一种用于在旋转机械的部件之间提供密封的密封件，该密封件具有同质的可变形的材料环的形状；

该密封件包括连接板以及从所述连接板延伸的内凸缘和外凸缘；

所述连接板的内表面以及所述内凸缘和外凸缘限定一内部容积；

该密封件还包括一系列布置在所述内部容积中并且围绕所述环间隔开的肋；并且

其中所述肋占据小于50％的所述内部容积。

6.如权利要求5所述的密封件，其中所述肋占据5％到40％的所述内部容积。

7.如权利要求5所述的密封件，其中所述肋占据5％到20％的所述内部容积。

8.如权利要求5所述的密封件，其中所述肋占据大约10％的所述内部容积。

9.一种包括至少两个壳体构件的旋转机械，所述至少两个壳体构件相接以在它们之间限定一环形密封容积；

一密封件被提供在所述环形密封容积中；

其中所述壳体构件的供所述密封件支撑靠在其上的表面是渐缩的。

10.如权利要求9所述的旋转机械，其中所述壳体构件同心地相接。

11.如权利要求9或权利要求10所述的旋转机械，其中一个壳体构件是机械本体，另一壳体构件是机械端帽。

12.如权利要求13所述的旋转机械，其中所述机械本体的供所述密封件支撑靠在其上的表面在远离所述机械的方向上向外渐缩。

13.如权利要求14所述的旋转机械，其中所述机械端帽的供所述密封件支撑靠在其上的表面在远离所述机械的方向上向外渐缩。

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