CN102985727A - 轴密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明基于一种用于压缩机（14a-g）的轴密封装置（10a-g），具有至少一个密封件（16a-g），所述密封件构成在轴（18a-g）和至少一个围绕轴设置的构件（20a-g）之间。本发明提出：轴密封装置（10a-g）具有至少一个用于在密封件（16a-g）上出现压差（Δp）时自动地封闭的封闭机构（22a-g）。

Description

轴密封装置

技术领域

本发明涉及一种用于压缩机的轴密封装置，尤其涉及一种干燥气体密封装置，所述轴密封装置具有至少一个密封件，所述密封件构成在轴和至少一个围绕轴设置的构件之间。

背景技术

在工艺压缩机中，在轴端部密封涡轮压缩机，其中所述工艺压缩机借助毒性的或者爆炸性的气体工作，所述工艺压缩机通常具有干燥气体密封件。在此，例如干燥气体密封件串联布置。如果尤其在高密封压强时造成损坏情况，那么大量的工艺气体能够从工艺气体腔中经由串联气体密封件逸出并且不再完全经由排气管道引出。由此造成在排气室中的压强上升并且造成工艺气体逸出到例如轴承腔或者连接到排气室处的部件中。这是显著的安全风险。至今，为了提高安全性，排气室和排气管道或者所连接的部件匹配于气体类型和潜在逸出的气体量。所述匹配尤其在高密封压强的情况下是极其昂贵的并且在技术上是不可实现的。

发明内容

本发明的目的是，提供一种轴密封装置，该轴密封装置尤其在损坏的情况下提供高的安全标准。

所述目的通过开始所述类型的轴密封装置来实现，其中设有至少一个用于在密封件之上出现压差时自动封闭的封闭机构。

通过根据本发明的设计方案能够在损坏情况下有利地降低从工艺腔中逸出的气体量，由此最小化在排气室和排气管道中的压强上升并且防止例如氧气的工艺气体的气体逸出到轴承腔中。此外，因此能够在结构上容易确保高的安全标准。此外，因此能够准确地并且以少量的变量来执行在压缩机运行之前进行的安全分析。

轴密封装置尤其设置或者构造用于尤其是涡轮压缩机的压缩机的干气密封或者干燥运行的气体密封。特别地，轴密封装置是净气体迷宫式密封件的组成部分，净气体迷宫式密封件设置在压缩机的工艺气体腔的、指向压缩机的轴承腔的一侧。密封件将第一腔与第二腔分离，所述第一腔例如为工艺气体腔，所述第二腔例如为净气体腔，其中在两个腔中存在不同的压强，其中在压缩机正常运行时压差Δp能够为0.1bar或者更多和更少。

压缩机尤其能够构成为径流式压缩机和/或具有一个和/或多个级。然而通常，也能够考虑在任何其他的、对于本领域技术人员显得有意义的压缩机中使用轴密封装置。在本文中，“轴”尤其应当理解为转子。围绕轴设置的构件在此能够由对于本领域技术人员而言显得合乎目的的任何构件形成，然而在此优选为压缩机的壳体或者外壳体。

“封闭机构”在此尤其应当理解为下述机构，所述机构封闭用于流体并且尤其用于至少一种气体的通道，进而在至少一个流动方向上，例如从工艺气体腔朝轴承腔，禁止流体流并且尤其禁止气体流。在本文中，“在密封件上的压差”的说法应当理解为在净气体腔中的密封气体压强（p_DG）和在工艺气体腔中的工艺气体压强（p_PG）之间的差，并且尤其应当理解为当在工艺气体腔中的工艺气体压强（p_PG）高于在净气体腔中的密封气体压强（p_DG）时出现的压差或者压强差值。所述压强差值例如为50bar-300bar。该情况在密封系统损坏情况或者故障时尤其由于密封气体压强（p_DG）下降到低于工艺气体压强（p_PG）而出现，所述密封系统设置在轴承腔和净气体迷宫式密封件之间。密封气体在此例如为清洁的工艺气体或来自压缩机的其他工艺中的其他净气体。

密封系统能够包括具有外密封件和内密封件的串联密封件和/或轴承密封件。“自动地”在此尤其应当理解为封闭机构由于固有力而自主地或者独立地和/或直接地对压差作出反应。

流体或者气体的通道优选是在周向方向上围绕轴延伸的间隙或者径向间隙。优选地，间隙设置在轴和封闭机构之间。此外提出，至少在密封气体压强（p_DG）大于工艺气体压强（p_PG）的运行状态中存在间隙。这为涡轮压缩机或者净气体迷宫式密封件的无损坏的正常运行，其中引入的密封气体由于其大于工艺气体压强（p_PG）的压强（p_DG）而防止工艺气体从工艺腔中流出。在此，间隙在工艺气体从工艺气体腔中的泄漏和排出特性方面是无作用的。通过实现封闭间隙的封闭机构能够在结构上简单地并且有效地禁止工艺气体从工艺气体腔中逸出。此外，轴密封装置和整个密封系统或者排气室和排气管道能够尤其节约空间地构成。

密封件例如能够是旋转密封件，尤其有利地是无接触的密封件并且尤其优选地是迷宫式密封件。有利地，密封件或者迷宫式密封件具有至少一个迷宫式嵌件。在迷宫式嵌件或者迷宫尖部的朝向轴指向的端部和轴之间形成间隙或者径向间隙，所述间隙或者径向间隙最小化或者避免迷宫尖部有害地碰撞到轴上。本领域技术人员以对其而言已知的方式将间隙的尺寸匹配于压缩机的或者迷宫式密封件的结构上的给定条件。

有利的是，在轴和封闭机构之间的径向间隙具有径向延伸，所述径向延伸的宽度是在迷宫式嵌件或者其迷宫尖部和轴之间的间隙的径向延伸的至少两倍。由此能够确保，在正常运行时封闭机构保持是无作用的或者无功能的，由此能够有利地确保高的工艺安全性。

封闭机构例如由在周向方向围绕轴设置的构件形成。在此，当封闭机构由独立的构件例如由围绕轴延伸的环或者密封环形成时，能够尤其简单地实现在轴和封闭机构之间的间隙和在轴和迷宫式嵌件之间的间隙的不同的径向间隙延伸。所述单独的密封环有利地设置在迷宫式嵌件上并且尤其优选地装入到由迷宫式嵌件和轴向地固定迷宫式嵌件的间隔元件形成的凹处中。在此，密封环具有以将密封环的至少一部分精确匹配地贴靠凹处轮廓的方式匹配于凹处形状的形状，由此，封闭机构在压缩机正常运行时占据限定的贴靠位置。

此外有利的是，轴密封装置具有在封闭机构的背离轴的一侧邻接所述封闭机构的腔。尤其优选的是，所述腔至少部分地被在迷宫式嵌件和间隔元件之间的凹处限界。通过腔的实现能够在结构上简单地提供在位于凹处中的封闭机构上的尤其大的用于过压的作用面。

当轴密封装置具有至少一个连接机构时，能够有利地实现对于压强差值的快速的且工艺安全的反应，其中经由所述连接机构能够将压强差值传递到封闭机构上。在此，连接机构能够具有任何对于本领域技术人员而言显得适当的构造，例如推杆、传动装置、具有执行器的传感器和/或尤其凹处。

此外提出，轴密封装置具有至少一个连接通道，所述连接通道将在封闭机构的背离轴的一侧上邻接所述封闭机构的腔与工艺气体腔连接，由此工艺气体或者工艺气体压强（p_PG）能够直接地进而尤其有效地作用于封闭机构。此外，所述设计方案尤其是低重量的并且低成本的。

连接通道能够设置在对于本领域技术人员而言显得合乎目的的任何位置上。然而，适宜的是，所述连接通道尤其构成在围绕轴设置的构件中和/或迷宫式嵌件中。由此，能够实现封闭机构和工艺腔的直接的且还节约空间的连接。

在本发明的一个替选的设计方案中提出，封闭机构与迷宫式嵌件一件式地构成。在本文中，术语“一件式地”尤其应当理解为“由一个铸件形成”和/或“构成为一个构件”，因此封闭机构和迷宫式嵌件由同一构件形成。通过一件式的构成能够有利地节约成本和结构空间。

此外有利的是，封闭机构具有至少一个机构和/或成形部，例如具有与封闭机构的材料不同的材料特性的封入件和/或切口和/或凹处和/或对于本领域技术人员而言显得有意义的其他构造，所述其他构造被提供用于减弱封闭机构在朝着轴的方向上的刚性。“减弱在朝着轴的方向上的刚性”的说法在此尤其应当理解为降低封闭机构相对于其在朝着轴的方向上由于力所引起的变形的阻力，所述力例如由于压强差值引起。在作为切口或者凹口和/或多个切口的构造中能够在结构上简单地影响或者适应刚性。

有利地，封闭机构具有“应急运行特性”，其中在本文中“应急运行特性”应当理解为封闭机构在按压到轴上的状态下、即在密封系统损坏的情况下和密封气体压强下降的情况下，例如在紧急断开压缩机时，在直到轴静止时的受限制的时间内实现所述封闭机构的由其确定的任务，在此为密封径向间隙和禁止或者防止工艺气体从工艺腔中逸出。此外，在此轴应当很少甚至完全没有损坏。在此，尤其合适的是具有低的摩擦系数的材料，例如如青铜的软金属或者例如特富龙（Teflon）的塑料、铝、弹性体、橡胶和/或对于本领域技术人员而言显得合乎目的的其他材料。借助于应急运行特性能够将封闭机构构造为是尤其可靠的。

优选地，封闭机构具有至少一个层，所述层具有应急运行特性。所述层能够借助对于本领域技术人员而言显得有意义的任何连接类型，尤其借助于例如熔焊、钎焊和/或粘接的材料接合来安置在封闭机构上，更确切地说尤其在封闭机构装配的状态下安置在封闭机构的指向轴的一侧上。在此，层也仅能够设置在各个区域处，尤其设置在在封闭机构封闭时与轴直接接触的区域处。因此，层也能够与封闭机构一件式地构成，其中“一件式地”应当理解为封闭机构和层仅在损失功能的情况下才能够与构件中的至少一个彼此分开。

此外提出，封闭机构由弹性材料制成。在此，整个封闭机构或者仅封闭机构的一部分能够由弹性材料制成。“弹性材料”在此尤其应当理解为例如塑料、弹性体和/或橡胶的材料，该材料在例如压强的力作用的情况下改变其形状并且在作用的力取消时恢复原始形状。通过弹性材料的构造能够在结构上简单地提供封闭机构。

此外提出，封闭机构由在周向方向上交替设置的至少两种材料形成。两种材料有利地具有不同的弹性，其中一种材料优选将近没有甚至完全没有弹性。具有较高弹性的封闭机构材料的百分比应当相对于非弹性材料的比例而言更低。借助根据本发明的实施形式能够提供除其可变形性之外还具有工艺安全的坚固性的封闭机构。

一个优选的改进形式在于，封闭机构是弹簧环。在此，“弹簧环”应当理解为对于本领域技术人员而言显得合乎目的的任何环形的构造，所述构造具有在环形的周向方向上延伸的间隙。借助于弹簧环构造能够提供低成本的封闭机构。

在本发明的一个替选的设计方案中，轴密封装置具有倾斜部，所述倾斜部被提供并且构造用于在触发封闭的压差出现的情况下使封闭机构滑动并且压缩封闭机构。“倾斜部”在此尤其应当理解为相对于轴的轴线在10°和85°之间、优选65°和30°之间并且尤其优选40°和55°之间的倾斜。通过倾斜部能够提供相对于轴的轴线沿对角线的力分量，由此沿着倾斜部能够简单地压缩封闭机构。

有利地，至少一个密封元件设置用于轴密封装置，所述密封元件直接地、即借助朝封闭机构的直接的接触面设置在封闭机构上。密封元件优选构成用于相对于设置在封闭机构的朝向轴的一侧上的腔来密封设置在封闭机构的背离轴的一侧上的腔。有利地，密封元件构成为O形环和/或特富龙元件。然而原则上，能够考虑对于本领域技术人员而言显得合乎目的的任何构造。借助密封元件能够在结构上简单地防止工艺气体穿过凹处排出，由此封闭构件不复杂地起作用，其中封闭机构浮动地支承在所述凹处中。

此外有利的是，封闭机构在轴向方向上具有至少一个倾斜部，所述倾斜部与支撑机构的用于在触发封闭的压强差Δp出现的情况下使封闭机构滑动并且压缩封闭机构的斜部相对应，由此能够节约成本和空间地实现轴密封装置。

此外提出，轴密封装置具有至少一个支撑机构。在本文中，“支撑机构”尤其应当理解为确定和/或影响封闭机构位置的机构或者至少径向地固定所述封闭机构的机构。当支撑机构具有与封闭机构的倾斜部相对应的倾斜部时，这能够在结构上尤其简单地实现。由此，有利的是，能够受控制地进行封闭机构的压紧。

附图说明

根据在附图中示出的实施例详细地阐明本发明。

附图示出：

图1示出具有根据本发明的轴密封装置的涡轮压缩机的部分的示意图，

图2示出在正常运行状态中的、图1的轴密封装置，

图3示出在损坏情况下的、图1的轴密封装置，

图4示出具有阶梯形的外轮廓的、构成为密封环的替选的封闭机构，

图5示出作为由两种材料制成的密封环的封闭机构的另一替选的设计方案，

图6示出作为弹簧环的封闭机构的第三替选的设计方案，

图7示出在正常的运行状态中的轴密封装置的一个替选的设计方案，

图8示出在损坏情况下的、图7的轴密封装置，

图9示出具有作为封闭机构的迷宫式嵌件的第三轴密封装置，

图10示出在正常运行状态中的、具有作为封闭机构的迷宫式嵌件的第四轴密封装置，

图11示出在损坏情况下的、图10的轴密封装置，和

图12示出沿着图10中的直线XII-XII横贯封闭机构和支撑机构的剖面图。

具体实施方式

图1示出呈径流式压缩机或者涡轮压缩机68a形式的压缩机14a的位于轴18a的端部的部分的示意图。沿轴向方向70a在轴承腔72a和工艺气体腔44a之间设置有密封系统74a，其中油润滑的、在此没有详细示出的部件设置在所述轴承腔中。密封系统74a在朝着工艺气体腔44a的方向上轴向相继地具有轴承密封件76a、外密封件78a、内密封件80a和轴密封装置10a。轴密封装置10a具有呈净气体迷宫式密封件82a形式的密封件16a，所述净气体迷宫式密封件构造在轴18a和围绕轴18a设置的呈压缩机14a的外壳86a形式的构件20a之间（见图2）。外密封件78a和内密封件80a结构相同地构成为迷宫式密封件并且形成串联气体密封件84a。

密封系统74a用于防止例如氧气形式的工艺气体28a逸出到轴承腔72a中。为此，在密封系统74a的多个部位90a、96a、102a处输送具有不同压强p_DG、p_TG的气体26a、94a、94’。工艺气体腔44a中的工艺气体28a具有例如100bar的压强p_PG，所述工艺气体腔贴靠轴密封装置10a或者密封件16a。然而在此，通常能够考虑以任意不同的压强运行压缩机14a。本领域技术人员自主地将压强范围匹配于所应用的压缩机14a的或压缩系统74a的给定条件。工艺气体腔44a被密封件16a与朝着轴承腔72a设置在密封件16a前面的净气体腔88a分离。

在净气体腔88a中，经由输送管道90a输送具有压强p_DG的密封气体26a，所述密封气体相当于清洁的工艺气体28a，所述压强相对于工艺气体p_PG具有低的压强差Δp。在此，压强p_DG和密封气体26a的量选择成，使得经过密封件16a的气体流具有20m/sec的速度。在此，通常能够考虑例如5m/sec和40m/sec之间的对于本领与技术人员而言显得合乎目的的任何速度。压强p_DG例如为100.5bar，由此在净气体腔88a中的0.5bar施加在密封件16处。朝向轴承腔72a，内密封件80a连接到净气体腔88a处，因此在所述内密封件处施加大约100.5bar。在内密封件80a的指向轴承腔72a的一侧上存在输送腔92a，经由输送管道96a将具有2-3bar压强p_TG的例如N₂的分离气体94a输送给所述输送腔。因此，在此，在净气体腔88a和输送腔92a之间存在大约98bar的压差Δp。因此，尽可能地禁止密封气体26a穿过内密封件80a逸出。剩余量的逸出的密封气体26a与冲入的分离气体94a经由引出管道98a冲出，所述引出管道轴向地设置在输送管道96a和输送管道90a之间。

朝向轴承腔72a，外密封件78a连接到输送腔92a处，在所述外密封件处存在相对于排气室100a的2-3bar的过压。通过外密封件78a与内密封件80a结构相同的构造而在此确保，在内密封件80a故障时，外密封件78a也能够经受住100bar的压强。在外密封件78a的指向轴承腔72a的一侧上存在基本上充斥大气压强p_atm的排气室100a。在轴承密封件76A区域中的另外的分离气体94a’经由输送管道102a导入到排气室100a中，所述轴承密封件轴向地设置在排气室100a和轴承腔72之间。经由外密封件78a到达排气室100a中的分离气体94a与所输送的分离气体94a’经由排气管道104a冲出。因此，分离气体94a也用于防止密封气体26a进而工艺气体28a逸出到轴承腔72a中。

图2中示出在压缩机14a正常运行时轴密封装置10a的示意细节图。在轴18a和围绕轴18a设置的构件20a、外壳体86a之间设置有密封件16a，所述密封件由净气体迷宫式密封件82a的迷宫式嵌件30a形成。迷宫式嵌件30a支承在外壳体86a中并且被呈围绕轴18a延伸的环的形式的间隔元件106a轴向地固定。

在迷宫式嵌件30a的和间隔元件106a的分别指向轴18a的端部区域108a中，分别引入在装配的状态下形成凹处112a的切槽110a。封闭机构22a插入到所述凹处112a中。封闭机构22a由呈弹性体环形式的、与迷宫式嵌件30a分开构成的密封环114a形成，由此封闭机构22a由弹性材料50a制成。密封环114a在其外周116a上具有在径向方向118a上向外延伸的凸缘120a，其中凸缘120a与密封环114a相比具有更小的轴向宽度。凸缘120a为密封环114a的一部分，所述部分精确匹配地贴靠凹处112a的角轮廓部122a，由此封闭机构22a在压缩机14a正常运行时占据限定的贴靠位置。借助于凸缘120a在封闭机构22a或者密封环114a和迷宫式嵌件30a的或者间隔元件106a的凹处112a的边界124a之间形成腔40a，所述腔在封闭机构22a的背离轴18a的一侧42a处邻接于所述封闭机构。

此外，径向地围绕封闭机构22a且平行于轴18a的轴线将构成为O形环的密封元件60a装入迷宫式嵌件30a的和间隔元件106a的留空部126a中。密封元件60a用于相对于设置在封闭机构22a的朝向轴18a的一侧66a上的腔64a来密封腔40a。此外，在迷宫式嵌件30a上设置有两个其他的密封元件62a，所述密封元件将位于迷宫式嵌件30a的区域中的气体腔40a、44a、64a相对彼此密封。

此外，轴密封装置10a具有呈凹处或者连接通道38a形式的连接机构以用于将腔40a与工艺气体腔44a连接。连接通道38a从腔40a开始延伸穿过迷宫式嵌件30a和构件20a或者外壳体86a，其中在迷宫式嵌件30a和外壳体86a之间是取决于结构的连接腔128a。

迷宫式嵌件30a支承在外壳体86a中，使得在迷宫尖部130a的指向轴18a的端部和轴18a之间形成大约0.1mm-0.4mm的间隙36a或者径向间隙。封闭机构22a或者密封环114a又装入到凹处112a中或者将尺寸确定为，使得在密封气体26a的压强p_DG大于工艺气体28a的压强p_PG的压缩机14a正常工作时在轴18a和封闭机构22a之间存在径向间隙24a。间隙24a的径向延伸32a是在迷宫式嵌件30a或者其迷宫尖部130a和轴18a之间的间隙36a的径向延伸34a的至少两倍宽。

封闭机构22a被提供用于在密封件16a上出现压差Δp时自动地封闭，如在图3中所见。例如在串联气体密封件84a故障时和因此触发紧急断开涡轮压缩机68a时出现所述压差Δp。在此，净气体腔88a中的密封气体26a的压强p_DG在密封件18a的轴承侧的一侧上例如下降到5bar，因为密封气体26a经由内密封件和外密封件78a、80a泄漏。在密封气体26a的压强p_DG和工艺气体28a的压强p_PG之间的压差Δp因此大约为95bar并且工艺气体28a的过压p_PG从工艺腔44a通过连接通道38a作用到封闭机构22a的作用面132a上。这引起压紧封闭机构22a并且使其内径134a变小（参见图4），由此封闭机构22a在间隙24a中运动并且封闭所述间隙。由此，气流经由密封件18a来禁止。为了最小化或防止轴18a的损坏，封闭机构22a的材料50a具有应急运行特性。

替选地，如这以虚线示出，封闭机构22a或者密封环114a在其轴侧的一侧上附加地具有带有应急运行特性的层48a，所述层例如由特富龙制成。为了实现密封环114a的可变形性，层48a仅设置在封闭机构22a在紧急断开期间与轴18a接触的位置处。在此有利的是，为密封环114a的材料挑选没有应急运行特性的材料。

在图4至9中示出轴密封装置10a或者封闭机构22a的替选实施例。保持相同的构件、特征和功能原则上设有基本上相同的附图标记。然而，为了区分实施例而将字母a至f添加给实施例的附图标记。下面的描述基本上局限于与图1至3中的实施例的不同之处，其中关于保持相同的构件、特征和功能能够参考图1至3中的实施例的描述。

图4中示出用于在密封件16b之上出现压差Δp时自动地封闭的替选的封闭机构22b。封闭机构22b能够装入到具有轴18b和围绕轴18b设置的构件20b的压缩机14b的轴密封装置10b的密封件16b中。在此没有示出部件10b-20b，然而其类似于图1至3的实施例。封闭机构22b构成为密封环114b，所述密封环由弹性材料50b制成并且在周向方向54b上具有阶梯状的外轮廓136b，由此在同时精确地定位在迷宫式嵌件30b的或者间隔元件106b的凹处112b中时通过使密封环114b的内径134b变小来实现良好的可变形性（未示出）。与图3的描述类似，封闭机构22b或者密封环114b在其内轮廓138b上具有由特富龙制成的层48b，所述层具有应急运行特性。

图5示出用于在密封件16c上出现压差Δp时自动地封闭的替选的封闭机构22c。封闭机构22c能够类似于图1-3的实施例使用。封闭机构22c由两种材料50c、52c形成，所述材料在周向方向54c上交替地设置。在此，四个由材料50c制成的区域140c设置成以均匀的间隔分布在周向上。在周向方向54c上在两个区域140cc之间各设有由材料52c制成的区域142c。通常也能够考虑区域140c、142c的不对称的布置和/或其他的、对于本领域技术人员而言显得合乎目的的任意顺序。原则上，也能够考虑多于两种材料。

材料50c由弹性材料例如弹性体形成并且材料52c由具有更低甚至完全没有弹性的材料例如青铜形成。区域140c的可压紧性或者尺寸设计为，使得密封环114c的内径134c变小，使得在紧急断开的情况下封闭机构22c的内轮廓138c贴靠轴18c。为此，区域142c也具有带有应急运行特性的材料或者具有带有应急运行特性的材料的仅在此表明的至少一个层48c。

在本发明的在此没有示出的实施例中也能够考虑由形成环的两个半环来形成封闭机构，其中半环的分别对应的端部与弹簧连接。在压缩机正常运行状态下，具有椭圆构形的与弹簧连接的两个半环围绕轴设置。

在图6中示出用于在密封件16d之上出现压差Δp时自动地封闭的第三替选的封闭机构22d。封闭机构22d能够类似于图1-3的实施例使用。构成为密封环114d的封闭机构22d是弹簧环56d。弹簧环56d在其敞开的端部144a处各具有端部段146d、146d’，所述端部段的径向宽度减小。两个端部段146d、146d’设置成，使得其部分地交叠。在端部段146d’的端部148d和相对应的端部段146d的开端150d之间形成间隙152d。类似于此，存在对应的间隙152d’。如果封闭机构22d或者弹簧环56d由于工艺气体28d的过压p_PG而被压紧，那么间隙152d、152d’减小或被封闭。由此，减小封闭机构22d的内径134d并且在紧急断开的情况下封闭机构22d的内轮廓部138d贴靠轴18d。为了最小化或者防止轴18d的损坏，弹簧环56d具有由带有应急运行特性的材料例如特富龙制成的层48d。

图7示出在正常运行时的、具有轴18e和围绕轴18e设置的构件20e的压缩机14e的或者涡轮压缩机68e的替选的轴密封装置10e。轴密封装置10e具有带有迷宫式嵌件30e的密封件16e，所述迷宫式嵌件由间隔元件106e轴向地固定在构成为外壳体86e的构件20e上。

间隔元件106e在指向轴18的一侧具有用于在触发封闭的压差Δp出现时使封闭机构滑动并且压缩封闭机构22e的倾斜部。在迷宫式元件30e中的倾斜部58e和切槽110e形成凹处112e，封闭机构22e容纳在所述凹处中。封闭机构22e由用弹性材料50e制成的密封环114e形成。密封环114具有五边形的横截面，其中指向轴18e的面154e平行于轴18e的轴线定向。在面154e和轴18e之间构成间隙24e。腔40e在封闭机构22e的背离轴18e的一侧42e上邻接于封闭机构22e，所述腔此外由迷宫式嵌件30e的凹处112e的边界124e限界。此外，在迷宫式嵌件30e和间隔元件106e中构成留空部126e，所述留空部设置成与轴18e的轴线具有不同的径向间距。各一个由特富龙制成的密封元件60e装入到留空部126e中，所述密封元件用于相对于腔64e密封腔40e。

如果在紧急断开涡轮压缩机68e时调整在工艺气体腔44e中的工艺气体28e的过压p_PG，那么所述过压从工艺气体腔44e通过连接通道38e和腔40e作用到封闭机构22e的作用面132e上。用于在密封件16e上出现压差Δp时自动地封闭的封闭机构22e由于过压p_PG和倾斜部56e而变形或者被压缩，并且移动到间隙24e中，如这在图8中示出。由此，封闭机构22e的面154e与轴18e接触并且因此封闭间隙24e。为了保护轴18e，封闭机构22e具有带有应急运行特性的、由特富龙制成的层48e。

图9示出具有轴18f和围绕轴18f设置的构件20f的压缩机14f的第三轴密封装置10f。轴密封装置10f具有带有迷宫式嵌件30f的密封件16f，所述迷宫式嵌件构成为封闭机构22f。因此，封闭机构22f与迷宫式嵌件30f一件式地构成。封闭机构22f用于在密封件16f上出现压差Δp时自动地进行封闭。为此，封闭机构22f具有多个成形部46f，所述成形部被提供用于，减弱封闭机构22f在朝向轴18f的方向上的刚性。成形部46f由在迷宫式嵌件30f中的垂直于轴18f定向的切口156f形成，所述切口始于迷宫式嵌件30f的远离轴18f指向的一侧并且朝向轴18f延伸。

在工艺气体腔44f中的工艺气体28f出现过压p_PG时，所述过压从工艺气体腔44f中通过在外壳体86f中的连接通道36f和腔40f作用于封闭机构22f的作用面132f上。由此，封闭机构22f的其中设置有切口156f的部分158f朝轴18f挤压，由此迷宫式嵌件30f相对于轴18f引起倾斜的定向（未示出）。封闭机构22f的迷宫尖部130f与轴18f接触并且间隙36f被封闭，所述间隙在压缩机18f正常运行时构成在迷宫尖部130f和轴18f之间。

在图10中示出正常运行时的、具有轴18g和围绕轴18g设置的构件20g的压缩机14g或涡轮压缩机68g的替选轴密封装置10g，所述构件构成为外壳体86g。轴密封装置10g具有带有迷宫式嵌件30g的密封件16g，所述迷宫式嵌件构成为封闭机构22g并且由支撑机构162g径向地固定在构件20g上。在正常运行时，当密封气体26g的压强p_DG大于在工艺室44g中的工艺气体28g的压强p_PG时，封闭机构22g以其作用面132g由于过压Δp按压到外壳体86上进而轴向地固定。此外，在封闭机构22g的迷宫尖部130g和轴18g之间存在径向间隙36g。

如在示出基本上沿着图10中的直线XII-XII横贯封闭机构22g或者迷宫式嵌件30g和支撑机构162g的剖面的图12中，封闭机构22g具有在周向方向54g上延伸的间隙152g。支撑机构162g在径向方向118g上从外部连接到作为封闭的环的封闭机构22g。封闭机构22g和支撑机构162g由金属环形成并且由固定栓164g防旋转地固定在外壳体86g上，其中所述固定栓与间隙152g对置地设置。此外，封闭机构22g和支撑机构162g具有相同的轴向宽度（参见图10）。

在支撑机构162g上设置有两个密封元件60g，所述密封元件防止在构件20g和支撑机构162g之间工艺气体28g从工艺气体腔44g中逸出。此外，密封元件60g由例如橡胶的弹性材料形成，由此实现弹性作用，其中迷宫式嵌件30g和支撑机构162g可以径向移动。由此，在压缩机14g正常运行时，减缓迷宫尖部130g在轴18g上无意地且有损地碰撞。通常也可能的是，密封元件60g由例如特富龙的耐用的材料制成，由此密封元件60a是足够的。另外的密封元件62g设置在支撑机构162g和封闭机构22g之间。

封闭机构22g在轴向70g上并且在远离轴18g指向的一侧上具有至少一个倾斜部160g，所述倾斜部与支撑机构162g的倾斜部58g相对应。倾斜部58g设置在支撑机构162g的指向轴18g的一侧上并且用于在出现触发封闭的压差Δp时使封闭机构滑动并且压缩封闭机构22g。

如果在紧急断开涡轮压缩机68g时调整在工艺气体腔44g中的工艺气体28g的过压p_PG，那么所述过压从工艺气体腔44e中作用到封闭机构22g的作用面132g上。用于在密封件16g上出现压差Δp时自动地封闭的封闭机构22g由于过压p_PG轴向地移动并且由此挤压到倾斜部56g上或者沿着倾斜部56g挤压。这又引起封闭机构22g的变形或者径向压缩并且引起间隙152g或者封闭机构22g的内径134g的减小。封闭机构22g移动到间隙36g中，由此如这在图11中示出，迷宫尖部130g与轴18g接触并且封闭间隙36g。除了通过与轴18g接触来限制封闭机构22g的移动之外，替选地和/或附加地，也能够通过封闭机构22g的肩部166g碰撞到支撑机构162的凸肩168g上来限制移动。

Claims (15)

1.用于压缩机（14a-g）的轴密封装置（10a-g），具有至少一个密封件（16a-g），所述密封件构成在轴（18a-g）和至少一个围绕所述轴（18a-g）设置的构件（20a-g）之间，

其特征在于，所述轴密封装置具有至少一个封闭机构（22a-g），所述封闭机构用于在所述密封件（16a-g）之上出现压差（Δp）时自动地封闭。

2.根据权利要求1所述的轴密封装置，其特征在于，所述封闭机构（22a-g）被提供用于封闭在所述轴（18a-g）和所述封闭机构（22a-g）之间的间隙（24a-e，36f，36g），其中所述间隙（24a-e，36f，36g）至少存在于以下运行状态中，在所述运行状态中，密封气体（26a-g）的压强（p_DG）大于工艺气体（28a-g）的压强（p_PG）。

3.根据权利要求1或2所述的轴密封装置，其特征在于，所述密封件（18a-e）具有至少一个迷宫式嵌件（30a-e）并且在所述轴（18a-e）和所述封闭机构（22a-e）之间具有径向的间隙（24a-e），所述径向的间隙的径向延伸（32a-e）是在所述迷宫式嵌件（30a-e）和所述轴（18a-e）之间的间隙（36a-e）的径向延伸（34a-e）的至少两倍宽。

4.根据上述权利要求之一所述的轴密封装置，其特征在于，所述轴密封装置具有至少一个连接通道（38a-f），所述连接通道用于将在所述封闭机构（22a-f）的背离所述轴（18-f）的一侧（42a-f）上邻接于所述封闭机构的腔（40a-f）与工艺气体腔（44a-f）连接。

5.根据上述权利要求之一所述的轴密封装置，其特征在于，所述密封件（16f，16g）具有至少一个迷宫式嵌件（30f，30g），并且所述封闭机构（22f，22g）与所述迷宫式嵌件（30f，30g）一件式地构成。

6.根据上述权利要求之一所述的轴密封装置，其特征在于，所述封闭机构（22f）具有至少一个成形部（46f），所述成形部被提供用于减弱所述封闭机构（22f）的在朝着所述轴（18f）的方向上的刚性。

7.根据上述权利要求之一所述的轴密封装置，其特征在于，所述封闭机构（22a-e）具有至少一个层（48a-e），所述层具有应急运行特性。

8.根据上述权利要求之一所述的轴密封装置，其特征在于，所述封闭机构（22a，22b，22e）由弹性材料（50a，50b，50e）制成。

9.根据上述权利要求之一所述的轴密封装置，其特征在于，所述封闭机构（22c）由在周向方向（54c）上交替地设置的至少两种材料（50c，52c）形成。

10.根据上述权利要求之一所述的轴密封装置，其特征在于，所述封闭机构（22d）是弹簧环（56d）。

11.根据上述权利要求之一所述的轴密封装置，其特征在于，所述轴密封装置具有用于在触发封闭的压差（Δp）出现时使所述封闭机构滑动并且压缩所述封闭机构（22e，22g）的倾斜部（58e，58g）。

12.根据上述权利要求之一所述的轴密封装置，其特征在于，所述轴密封装置具有至少一个密封元件（60a-e，62a-f），所述密封元件用于相对于设置在所述封闭机构（22a-f）的朝向所述轴（18a-f）的一侧（66a-f）上的腔（64a-f）来密封设置在所述封闭机构（22a-f）的背离所述轴（18a-f）的一侧（42a-f）上的腔（40a-f）。

13.根据上述权利要求之一所述的轴密封装置，其特征在于，所述封闭机构（22g）在轴向方向（70g）上具有至少一个倾斜部（160g），所述倾斜部与支撑机构（162g）的用于在触发封闭的压差（Δp）出现时使所述封闭机构滑动并且压缩所述封闭机构（22g）的倾斜部（58g）相对应。

14.根据上述权利要求之一所述的轴密封装置，其特征在于，所述轴密封装置具有至少一个支撑机构（162g），所述支撑机构具有与所述倾斜部（160g）相对应的倾斜部（58g），并且所述支撑机构至少径向地固定所述封闭机构（22g）。

15.压缩机（14a-g），尤其是涡轮压缩机（68a-g），具有至少一个根据上述权利要求之一所述的轴密封装置（10a-g）。

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