CN105283700B - 具有被精确定位的箍的机械密封设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械密封设备，其包括：旋转滑环(2)和固定滑环(3)，所述旋转滑环(2)与所述固定滑环(3)之间限定有密封间隙(4)；箍(15)，其配置于滑环中的至少一者的外表面；其中，配置有所述箍(15)的滑环(2)的外表面具有台阶部(25)，所述台阶部(25)在外周面完全在周向上延伸并具有接触面(26)，并且其中，所述箍(15)的端面(17)与所述台阶部(25)的接触面(26)抵接。

Description

具有被精确定位的箍的机械密封设备
技术领域
本发明涉及具有滑环的机械密封设备，该机械密封设备具有被精确定位配置的箍。
背景技术
机械密封设备在现有技术中被以各种形式熟知。在承受高载荷的滑环中，可以设置包围该滑环的外周的箍。例如，箍可以通过收缩等而应用于滑环。然而，收缩处理能够导致箍不能被精确地定位配置于滑环。这能够归因于操作期间的不平衡或不均匀的热变形等而导致问题，特别是如果箍配置于旋转滑环时。
这能够致使机械密封设备的过度磨耗、高的泄漏和过早失效。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种机械密封设备，该机械密封设备能够在具有简单的结构并容易且低成本生产的同时，将箍准确地定位于滑环。
该目的是通过具有方案1的特征的机械密封设备实现的。从属方案公开了本发明的优选的发展。
根据本发明的具有方案1的特征的机械密封设备包括旋转滑环和固定滑环，旋转滑环与固定滑环之间限定有密封间隙。还设置有至少一个箍，该箍配置于滑环中的至少一者的外周面。因而，箍对滑环施加沿径向向内指向的力。配置有箍的滑环还包括台阶部，该台阶部沿周向在外周面上完全地延伸并具有接触面。因而，箍被以如下方式配置于外周面：以使该箍的端面与滑环的台阶部的接触面抵接的方式。结果，能够以简单的方式使箍始终应用于接触面，以这种方式，接触面在箍的组装处理期间用作止动部，箍能够始终被相同地定位。位于滑环的外周面的台阶部还防止箍在收缩处理期间的不期望的移动，以这种方式，使箍以极高的定位精度配置于滑环的外周面。
还优选的是，箍包括位于第一端面的径向内缘的斜面，该第一端面与滑环的台阶部的接触面抵接。这防止了箍的内缘在组装期间潜在地压靠滑环并损坏滑环。
优选地，箍配置于旋转滑环。结果，能够防止现有技术中可能发生的由于箍的未正确定位而导致的旋转滑环的不平衡或不均匀的热变形。
还优选的是，保持件至少部分地搭接箍。特别优选地，保持件与箍和滑环两者搭接。在这方面，保持件与箍的外周面和滑环的暴露出来的外周面两者接触。在这方面，特别地，保持件用于转动和用于传递轴的扭矩。
根据本发明的另一优选实施方式，箍的在机械密封设备的轴线方向上的宽度至少为滑环的轴线方向上的宽度的一半。特别优选地，箍的轴线方向上的宽度为滑环的轴线方向上的宽度的大约0.5倍至0.8倍。
还优选的是，滑环的位于箍的区域的厚度为箍的厚度的至少5倍。
特别地，如果滑环的台阶部的接触面与机械密封设备的纵向轴线垂直地延伸，则低成本生产是可能的。
特别优选地，在这种情况下，箍的厚度大于或等于滑环的台阶部的深度。对于该厚度与该深度相等，箍的外周面和滑环的暴露出来的外周面形成大致筒状的表面。如果箍的厚度大于该深度，则箍会从滑环径向地突出。结果，保持件仅能够作用于箍，而不与滑环接触。
特别优选地，滑环的外周区域只具有一个台阶部。结果，得到了具有特别简单结构的滑环和箍。
还优选的是，机械密封设备还包括第一箍和第二箍。在这种情况下，第二箍配置于第一箍的外表面。结果，能够设置具有不同性能的两个箍。例如，位于外侧的箍可以相对于待密封防止的介质具有高的耐化学药品性，因而保护了位于内侧的箍。相比之下，例如，位于内侧的箍可以具有高的机械强度。特别优选地，只设置在径向上一者在另一者正上方配置的两个箍。
特别优选地，在滑环上设置用于第一箍的第一接触面和用于第二箍的第二接触面。结果，两个箍均能够被准确地定位于滑环。
还优选的是，两个箍均设置于一个台阶部。
还优选的是，第二箍在第一箍的外表面完全地覆盖第一箍。结果，例如，第二箍能够提供在化学上抵抗侵蚀介质的保护。
还优选的是，保持件至少部分搭接第二箍。结果，具有两个箍的滑环能够被牢固地定位，此外，借助于保持件，能够经由箍向滑环引入扭矩。
还优选的是，箍配置在滑环的面积中心的上方，借助于滑环的纵向轴线方向上的截面来确定该面积中心。
特别优选地，本机械密封设备与泵组合使用。
附图说明
以下参照附图来具体描述本发明的优选示例性实施方式。在图中，用相同的附图标记来表示相同或功能上等同的部件。在图中：
图1是根据本发明第一示例性实施方式的机械密封设备的示意性局部截面透视图，
图2是图1的具有箍(bandage)的旋转滑环的示意性截面放大图，
图3是根据本发明第二示例性实施方式的旋转滑环的示意性截面放大图，以及
图4是根据本发明第三示例性实施方式的旋转滑环的示意性截面放大图。
具体实施方式
以下参照图1和图2来具体描述是根据本发明第一优选示例性实施方式的机械密封设备1。
如能够从图1观察到的，根据本发明的机械密封设备1包括旋转滑环2和固定滑环3，旋转滑环2和固定滑环3之间以已知的方式限定有密封间隙4。旋转滑环2的外周具有箍15，轴(未图示出)的转动被从该轴传递至轴套13，并且从轴套13传递至通过连接螺钉14与轴套13连接的保持件12。保持件12与箍15的外侧接合并向旋转滑环2传递扭矩。保持件12在轴线方向X-X上部分地搭接箍。
固定滑环3经由保持环5与单件式壳体6连接。如能够从图1观察到的，保持环5在机械密封设备的轴线方向X-X上搭接固定滑环3。
保持环5与壳体6之间形成有夹持连接7。在本示例性实施方式中，夹持连接7包括在本示例性实施方式中为埋头螺栓的夹持元件8。壳体6的直径上设置有多个夹持元件8。为了夹持，夹持元件8包括头部80和配置在该头部下侧的锥形体81。此外，壳体6包括第一锥形区域71，保持环5包括第二锥形区域72。夹持元件8的锥形体81借助于施加于其的夹持力而与第一锥形区域71和第二锥形区域72接触，从而使壳体6与保持环5连接。
如能够从图1观察到的，夹持连接7配置于壳体6的端面61。这使得易于接近(accessible)夹持连接，以这种方式，能够快速且容易地建立和再释放夹持连接。
如还能够从图1观察到的，保持环5包括形成有第二锥形区域72的突起51。结果，使夹持连接7向径向外侧偏移，进一步改善了易接近性。
如能够从图1观察到的，壳体6被形成为单件式，并且除了用于接收夹持元件8的轴向孔以外，不必设置用于使壳体的部件等相互连接的其它孔。结果，能够如期望地将诸如介质管路11等的管路定位在壳体6中。本示例性实施方式的介质管路11用于如由箭头A和B所示地向机械密封设备的内部供给密封介质。因而，机械密封设备1使产品区域20与环境隔离。
此外，壳体6包括供保持环5抵靠的接触面60。由于保持环5设置有突起51，所以能够在保持环5与壳体6之间形成周向的流体通道9。在本示例性实施方式中，流体通道9具有矩形截面并环状地设置于保持环5的外表面。第一O型环22和第二O型环23用于密封流体通道9。此外，保持环5中形成有使流体通道9与产品区域20连接的至少一条连接通道10。连接通道10的开口10a靠近机械密封设备的密封间隙4。结果，特别地，能够在两个滑环2、3的径向外侧区域处清洗机械密封设备。
特别地，如能够从图2观察到的，旋转滑环2的外周面只有一个台阶部25。台阶部25形成与轴线方向X-X垂直配置的接触面26。台阶部25具有深度T。由于设置有台阶部25，因而旋转滑环的外周面具有最大直径D1和最小直径D2。根据本发明，箍15现配置在最小直径处，箍15被以箍的端面17与台阶部25的接触面26抵接的方式配置于旋转滑环2的最小直径D2。
此外，箍15的位于台阶部25的区域的内周缘具有宽斜面(wide bevel)16。这防止了箍15的锋利内缘损坏滑环。
箍15通过收缩处理而应用于旋转滑环2。由于台阶部25的区域中的接触面26，所以能够确保在收缩处理期间箍15准确地维持在旋转滑环的外周上的设置位置。因而，能够防止箍在收缩处理期间沿轴线方向滑动的现有技术中发生的问题。由于仅需要使箍15滑动直到接触面26，所以还能够在收缩处理之前将箍15快速、简单地组装至旋转滑环2的外周。在这种情况下，无需用于使箍维持在位于滑环外周的预定位置的后续测量和追溯校正(retroactive correction)等。
此外，箍15沿径向具有厚度E，箍15的厚度E至少等于旋转滑环2的在滑环的被箍15覆盖的区域Y的最小厚度F。
如还能够从图2观察到的，箍15以如下方式配置于旋转滑环2：以使滑环的面积中心S被箍15覆盖的方式，该面积中心S形成该滑环的截面积的轴线方向上的重心。优选地，箍以面积中心S为中心地配置。
此外，箍15具有轴线方向X-X上的宽度(由图2中的区域Y标记)，该宽度至少为旋转滑环2的轴线方向上的宽度的一半。
还优选的是，保持件12覆盖箍15的宽度Y的至少三分之一。因而，保持件12与箍15和旋转滑环的较大直径D1两者接触，以便能够可靠地传递扭矩。
根据本发明，因而使用非常简单且快速的组装步骤，能够确保箍15始终被精确地定位配置在滑环的外周。由于在接触面26的区域，箍15与滑环2之间不应存在任何间隙，所以即使在收缩处理之后，也能够以简单的方式检查箍15是否已经在准确的预定位置处收缩在滑环上。如果存在间隙，则能够立即观察到箍15未被准确地定位，可以认为滑环不合格。
图3示出了根据本发明的第二示例性实施方式的机械密封设备。与第一示例性实施方式不用，第二示例性实施方式的机械密封设备具有第一箍15和第二箍30。第二箍30配置在第一箍15的径向外侧。如能够立即从图3观察到的，第二箍30与第一箍15的外表面18抵接。此外，同样为旋转滑环的滑环2具有包括第一接触面26的第一台阶部25以及包括第二接触面27的第二台阶部29。因而，在组装好的状态下，第一箍15与第一接触面26抵接，第二箍30与第二接触面27抵接。如还能够从图3观察到的，第二箍30在轴线方向X-X上具有大于第一箍15的宽度Y的宽度W。此外，第二箍30完全地覆盖第一箍15。因而，第二箍保护第一箍，例如保护第一箍不受待密封防止的介质的侵蚀影响。为了防止损坏，第二箍30也具有宽斜面31，以防止损坏滑环2。
此外，保持件12部分地搭接第二箍30。因而，能够经由第二箍30和第一箍15向滑环2传递扭矩。优选地，保持件12搭接第二箍30的宽度W的至少一半。
由于滑环使用了两个箍15、30，所以能够将两个箍构造成用于不同的性能。由于两个台阶部分别设置有接触面26、27，因而两个箍15、30均能够被牢固且精确地定位。在这方面，可以同时或相继地组装两个箍15、30。
图4示出了根据本发明的第三示例性实施方式的机械密封设备。第三示例性实施方式与第二示例性实施方式大致对应，并且同样地包括两个箍15、30。然而，与第二示例性实施方式不同，在第三示例性实施方式中，滑环2形成有槽状凹部28。槽状凹部28沿轴线方向X-X朝向固定滑环3的方向开口。因而，槽状凹部28至少部分地接收第一箍15。特别地，连同保持件12，机械密封设备的该构造能够将第一箍15特别稳固地保持在旋转滑环2上。第二箍30在轴线方向X-X上具有小于第一箍15的宽度Y的宽度W。优选地，两个箍的厚度相等。
图3和图4中公开的示例性实施方式正好包括两个箍15、30，因而能够将各箍构造成分别具有期望的性能。例如，位于外侧的第二箍30可以具有比位于内侧的第一箍15高的耐化学药品性。在这方面，根据待密封的介质的化学侵蚀性来选择第二箍30用的材料。
附图标记说明
1 机械密封设备
2 旋转滑环
3 固定滑环
4 密封间隙
5 保持环
6 壳体
7 夹持连接
8 夹持元件
9 流体通道
10 连接通道
10a 连接通道10的开口
11 介质管路
12 保持件
13 轴套
14 连接螺钉
15 箍
16 斜面
17 箍的端面
18 第一箍的外表面
20 产品区域
22、23 O型环
25 台阶部
26 旋转滑环上的接触面
27 第二接触面
28 槽状凹部
29 第二台阶部
30 第二箍
31 斜面
51 突起
60 位于壳体的接触面
61 壳体的端面
71 第一锥形区域
72 第二锥形区域
80 头部
81 锥形体
A、B 箭头
D1 旋转滑环的外表面处的最大直径
D2 旋转滑环的外表面处的最小直径
E 箍的厚度
F 旋转滑环的位于箍的区域的最小厚度
T 台阶部的深度
W 第二箍的宽度
X-X 轴线方向
Y 箍的宽度
Z 滑环的宽度

Claims (15)

1.一种机械密封设备，其包括：
-旋转滑环(2)和固定滑环(3)，所述旋转滑环(2)与所述固定滑环(3)之间限定有密封间隙(4)，
-箍(15)，其通过热收缩处理配置于所述旋转滑环(2)和所述固定滑环(3)中的至少一者的外表面，所述箍是刚性的，
-其中，配置有所述箍(15)的滑环包括台阶部(25)，所述台阶部(25)在外周面完全在周向上延伸并具有接触面(26)，并且
-其中，所述箍(15)的端面(17)与所述台阶部(25)的接触面(26)抵接。
2.根据权利要求1所述的机械密封设备，其特征在于，所述箍(15)的作为第一端面的端面(17)的径向内周具有斜面(16)。
3.根据权利要求1或2所述的机械密封设备，其特征在于，所述箍(15)配置于所述旋转滑环(2)。
4.根据权利要求1或2所述的机械密封设备，其特征在于，保持件(12)至少部分地搭接所述箍(15)。
5.根据权利要求1或2所述的机械密封设备，其特征在于，所述箍(15)的轴线方向(X-X)上的宽度(Y)至少为配置有所述箍(15)的所述滑环的轴线方向(X-X)上的宽度(Z)的一半。
6.根据权利要求1或2所述的机械密封设备，其特征在于，配置有所述箍(15)的所述滑环的位于所述箍(15)的区域的最小厚度(F)至少等于所述箍的厚度(E)。
7.根据权利要求1或2所述的机械密封设备，其特征在于，所述接触面(26)与所述机械密封设备的轴线方向(X-X)垂直地延伸。
8.根据权利要求1或2所述的机械密封设备，其特征在于，所述箍(15)的厚度(E)大于或等于配置有所述箍(15)的所述滑环的台阶部(25)的深度(T)。
9.根据权利要求1或2所述的机械密封设备，其特征在于，配置有所述箍(15)的所述滑环的外表面只具有一个所述台阶部(25)。
10.根据权利要求1或2所述的机械密封设备，其特征在于，所述箍(15)为第一箍，所述机械密封设备还包括配置于所述第一箍的外表面(18)的第二箍(30)。
11.根据权利要求10所述的机械密封设备，其特征在于，所述第一箍配置于所述旋转滑环(2)，所述旋转滑环(2)具有与所述第一箍抵接的作为第一接触面的所述接触面(26)以及与所述第二箍(30)抵接的第二接触面(27)。
12.根据权利要求10所述的机械密封设备，其特征在于，所述第二箍(30)完全地覆盖所述第一箍。
13.根据权利要求11所述的机械密封设备，其特征在于，所述第二箍(30)完全地覆盖所述第一箍。
14.根据权利要求10所述的机械密封设备，其特征在于，所述旋转滑环(2)具有槽状凹部(28)，所述第一箍至少部分地配置于所述槽状凹部(28)。
15.根据权利要求11所述的机械密封设备，其特征在于，所述旋转滑环(2)具有槽状凹部(28)，所述第一箍至少部分地配置于所述槽状凹部(28)。
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