CN108368886A - 用于将密封元件施用在轴上的保持装置 - Google Patents

用于将密封元件施用在轴上的保持装置 Download PDF

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Abstract

所要求保护的本发明涉及一种用于将密封构件(21)施用在轴(23)上的保持装置。保持装置(22)包括适于将密封构件(21)连接在轴(23)上的连接机构(26，27)。连接机构包括具有内表面(24a)的环形体(24)，该内表面被布置成具有在轴向方向上距轴(23)逐渐减小的径向距离。连接机构包括：至少一个夹持元件(26)以及移位装置(27)，该至少一个夹持元件被布置在环形体的内表面(24a)和轴(23)之间的空间中，该移位装置适于使夹持构件相对于环形体(24)沿所述轴向方向移位到使环形体的内表面(24a)将夹持元件按压到轴的位置。所要求保护的本发明还涉及一种包括这种保持装置的机械密封装置以及具有用于将密封构件施用在轴上的这种机械密封装置的液力机器。

Description

用于将密封元件施用在轴上的保持装置
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的用于将密封元件施用到轴上的保持装置。
背景技术
保持装置可以被包含在机械密封装置中，该机械密封装置可以被布置在诸如泵的液力机器中。在这种情况下，机械密封件可具有对可旋转轴和壳体之间的空间进行密封的职责。这种机械密封装置可以包括被附接到壳体中的不可旋转的密封元件以及被附接到可旋转轴的可旋转密封元件。密封元件包括具有高均匀度的密封表面，使得密封元件还在相互旋转时提供非常可靠的密封。设置有机械密封装置的泵可以被用于输送食品和药品。然而，对与食品和药品进行接触的组件具有很高的卫生要求。因此，重要的是这些组件易于清洁，并且它们不包含可能将食品和药物卡住的凹凸不平部或凹部。
SE 531 210示出了一种用于泵的机械密封装置，其中，密封元件借助于环形体被附接在可旋转的轴上。环形体借助于径向向内突出的部分被附接在轴上，该径向向内突出的部分被容纳在轴表面中的相应形状的凹部中。因此，环形体和密封元件在轴上获得可靠的附接件。但是，这种附接件不适合在泵应当输送食品的情况下使用。
发明内容
本发明的目的是提供一种保持装置，通过该保持装置能够以相对简单和可靠的方式将密封元件附接在轴上而无需切割轴的表面。
该目的通过根据权利要求1所述的保持装置来实现。通过为环形体提供相对于轴倾斜的内表面，移位机构需要相对小的力来使夹持元件沿轴向方向移位到被夹持在轴上的位置。夹持元件被设计为环形的一个部段，并且该部段包括具有与轴的外表面相对应的曲面形式的内表面。因此，夹持元件可以以最佳的方式适配于环形体的内表面以及轴表面。因此，在夹持元件和轴之间也得到相对大的接触区域。因此，从夹持元件传递到轴的压力可以被分布在整个接触区域上，这降低了所述表面的应力集中和变形的风险。因此，环形体和被连接到环形体的密封元件将与轴作为一个整体一起旋转。由于环形体利用夹持力被附接在轴上，所以轴表面上不需要用于将密封元件附接在轴上的凹部或其他切口。因此，轴可以具有完全平坦的、易于清洁的表面。有利地，保持装置因此可以被用于卫生要求高的食品工业和制药工业中。
根据本发明的一个实施例，夹持元件包括具有与环形体的内表面相对应的形状的外表面。因此，在环形体和夹持元件之间获得了相对大的接触区域。因此，从环形体传递到夹持元件的压力被分布在整个接触区域上，这降低了所述表面的应力集中和变形的风险。
根据本发明的一个实施例，保持装置包括围绕轴以恒定间隔布置的多个附接装置。因此，保持装置可以包括围绕轴对称布置的呈环形的一个部段的形式的两个或多个夹持元件。因此，来自相应的夹持元件的压力可以以最佳的方式分布在轴上。然而，附接装置也可以围绕轴不对称地布置。
根据本发明的一个实施例，移位装置包括沿轴向方向具有延伸部的螺纹元件，其中，螺纹元件包括与夹持元件的螺纹部分接合的螺纹部分以及被可旋转地布置在环形体中的头部部分。在这种情况下，螺纹元件的头部部分可以借助于合适的工具进行旋转。螺纹元件的旋转运动导致其螺纹部分使夹持元件相对于环形体沿轴向方向移位。因此，夹持元件可以以简单的方式和可靠的方式被移位到它以相对大的力对轴进行压靠的位置。然而，可以设计以其他方式使夹持元件移位的移位装置。
根据本发明的一个实施例，环形体包括径向向内定向的部分。这种径向向内定向的部分可以具有许多功能。径向向内定向的部分可以包括用于施用螺纹元件的头部部分的至少一个通孔。这种通孔具有在径向方向上略为细长的形状，使得在与环形体被施用在轴上相关联的情况下，螺纹元件可以与夹持元件一起径向向内移位。
替代地或组合地，径向向内定向的部分可以包括用于施用弹性元件的至少一个通孔，该弹性元件适于将轴向定向的力作用在密封元件上。弹簧元件的职责是将该密封元件的密封表面压靠在另一密封元件的密封表面上。
替代地或组合地，径向向内定向的部分可以包括至少一个通孔，以用于施用连接机构的细长的轴向定向的锁定元件，该连接机构将环形体与密封元件连接。这种连接机构允许密封元件相对于环形体具有一定的轴向移动性，同时防止密封元件和环形体之间的旋转，使得它们作为一个整体进行旋转。
根据本发明的一个实施例，环形体在第一端包括第一密封元件，该第一密封元件在环形体的表面和密封构件的径向外表面之间提供密封，并且该环形体在第二端包括第二密封构件，该第二密封构件在环形体的表面和轴表面之间提供密封。因此，密封构件在防止可能的杂质渗透的同时防止在环形体两端发生泄漏。
根据本发明的一个实施例，保持装置包括机械密封装置，其中，所述密封元件包括密封表面，该密封表面适于密封地抵靠在径向平面中穿过轴的另一密封元件的密封表面。有利地，保持装置可以因此而被包含在机械密封装置中。有利地，机械密封装置可以被布置在轴和连接组件之间的空间中，该轴和该连接组件相对于彼此可旋转地布置。连接部件可以是呈泵的形式的液力机器的壳体。
附图说明
在下文中，参考附图将本发明的优选实施例作为示例进行描述，在附图中：
图1示出了包括根据本发明的保持装置的机械密封装置的细长横截面视图，
图2示出了处于分离状态的夹持元件的正视图，
图3示出了图1中的平面A-A的横截面视图。
具体实施方式
图1示出了包括第一部分1和第二部分2的机械密封装置。在所示的实施例中，机械密封装置被包含在泵中。机械密封装置也可以被使用于包括可旋转轴(可旋转轴延伸穿过壳体等中的通道)的其他应用中，例如混合器或搅拌器。在所示的实施例中，第一部分1是固定的，而第二部分2围绕旋转轴线x旋转。需要注意的是，第一部分1可以是可旋转的，而第二部分2可以是固定的或基本固定的。使第一部分1和第二部分2以不同的转速旋转也是可行的。
第一部分1包括第一环形密封元件11。第一密封元件11借助于第一保持装置13被附接在壳体12中。第一保持装置13可以借助于螺纹接合件而被连接到壳体12。示意性示出的第一连接机构14以如下方式连接密封元件11和保持装置13，所述方式即：阻止第一密封元件11相对于保持装置13进行旋转。为了防止第一密封元件11和第一保持装置13之间的泄漏，呈O形环15形式的密封构件围绕第一密封元件11布置。第一密封元件11包括第一平面密封表面11a。
第二部分2包括第二密封元件21。第二密封元件21包括第二平面密封表面21a，该第二平面密封表面适于在径向平面中相对于旋转轴线x抵靠第一密封表面11a。密封表面11a、21a各自具有非常高的均匀度，使得密封表面11a、21a在相对于彼此旋转时也密封地彼此抵靠。第二部分2包括第二保持装置22，该第二保持装置适于将第二密封元件21附接在可旋转轴23上，该可旋转轴围绕旋转轴线x可旋转地布置。第二保持装置22包括围绕轴23布置的环形体24。仅在图3中示出的第二连接机构24e、25以如下的方式连接环形体24与第二密封元件21，所述方式即：使第二密封元件21能沿着旋转轴线x相对于可旋转轴23轴向地移位，但是该第二密封元件在周向上与可旋转轴23固定连接。因此，环形体24和第二密封元件21作为一个整体进行旋转。
第二保持装置22包括至少一个(但优选为多个的)附接装置，附接装置各自包括夹持装置26和螺纹元件27。在这种情况下，附接装置围绕轴23以规则的间隔被布置在不同的定位器(positioner)中。夹持元件26被布置在环形体24的内表面24a和轴23的表面23a之间的周向空间中。夹持元件26中的每个包括具有与轴表面23a相对应的形状的内表面26a。夹持元件26中的每一个包括具有与环形体的内表面24a相对应的形状的外表面26b。夹持元件26的外表面26b和环形体的内表面24a在轴向方向上设置有相对于轴23的倾斜部。夹持元件26中的每一个包括螺纹通孔26c。螺纹元件27的螺纹部分27a被布置在通孔26c中。螺纹元件27在一端包括具有夹持凹部的头部部分27b，以便能够通过工具旋拧螺纹元件27。螺纹元件27的头部部分27b被布置在环形体24的径向向内突出的部分24b的通孔24c中。通孔24c具有一定的径向延伸量，使得螺纹元件27具有相应的沿径向方向的移动性。
第一密封构件28适于在环形体24的第一端的表面和第二密封元件11的外表面11b之间进行密封。第二密封构件29适于在环形体24的第二端的表面和轴表面23a之间进行密封。第二保持装置22包括至少一个(但优选为多个的)弹簧元件30，该至少一个弹簧元件可以围绕轴23以规则的间隔布置。张紧元件30包括弹簧构件，弹簧构件在安装状态下在第二密封元件21上供应弹簧力，使得弹簧构件压靠第一密封元件11，这导致密封表面11a、21a以预定的力保持在一起。
图2示出了夹持元件26的正视图。夹持元件26被设计为环形的一个部段。夹持元件26具有在径向平面中具有曲率的内表面26a。有利地，轴表面23a具有相应的曲率。夹持元件26具有在径向平面中具有曲率的外表面26b。有利地，环形体24的内表面24a具有相应的曲率。在此还可以明显地看出，螺纹元件的头部部分27b设置有用于工具的夹持凹部。
图3示出了图1中的平面A-A的横截面视图。在该实施例中，环形体的向内定向部分24b包括三个通孔24c，以用于容纳螺纹元件27的各自的头部部分27b。螺纹元件27和夹持元件26在此围绕轴23的外周以恒定的间隔布置。向内定向部分24b包括三个通孔24d，以用于容纳贯通弹簧元件30，贯通弹簧元件30在第二密封元件21上施加轴向压力。孔24d和弹簧元件30围绕轴23的外周以恒定的间隔布置。向内定向部分24b包括两个通孔24e，以用于容纳各自的细长轴向锁定元件25，该细长轴向锁定元件被附接在第二密封件21上。当锁定元件25被施用在通孔24e中时，第二密封元件21和环形体24之间的相互旋转被阻止。然而，允许在第二密封元件21和环形体24之间具有一定的轴向移动性。显然，孔24c、24d、24e的数量及其分布可以改变。
在安装机械密封装置时，第二保持装置22首先被施用在轴23上。第二保持装置22包括环形体24、夹持元件26、螺纹元件27、密封构件28、29和弹簧元件30。保持装置22被移位到轴23上的预定的轴向位置。借助于旋拧工具，相应的螺纹元件27在给定的旋转运动的情况下以适当的顺序移动，使得相应的夹持元件27沿图1中向右的方向发生移位。因此，环形体26的向下倾斜的内表面26a沿着朝向轴23的方向径向向内地按压相应的夹持元件26和螺纹元件27。因此，相应的夹持元件的内表面26b以连续增加的压力抵靠轴的外周表面23a。当达到预定的压力时，螺纹元件27的螺旋运动停止。通孔24c的尺寸可以被设计成在达到预定压力时使螺纹元件27到达孔24c的径向向内表面。当所有夹持元件26已经施加预定的夹持力抵靠轴的外周表面23a时，保持装置22在轴23上具有非常稳定的附接。保持装置22和轴23现在可以作为一个整体进行旋转。
之后，在锁定元件25移动穿过通孔24e的同时，第二密封元件21被施用在轴23上并沿轴向方向移位以与环形体24接合。因此，第二密封元件21相对于保持装置22和轴23旋转地锁定。机械密封装置的第一部分1被施用在轴23上并且沿轴向方向朝向第二部分2移位。第一部分1移位到使弹簧元件30提供将密封元件11、21的密封表面11a、21a彼此压靠的预定的力的轴向位置。最后，第一保持装置13被附接在壳体12中。
本发明不限于所示的实施例，而是可以在所附权利要求的范围内进行变化和修改。

Claims (13)

1.一种用于将密封元件(21)施用在轴(23)上的保持装置，其中，所述保持装置(22)包括环形体(24)、适于将所述环形体与所述密封元件(21)连接的连接机构(24e，25)、适于将所述环形体(24)附接在所述轴(23)上的至少一个附接装置(26，27)，其中，所述环形体(24)包括内表面(24a)，所述内表面被布置成具有在轴向方向上距所述轴(23)连续减小的径向距离，并且所述附接装置包括：至少一个夹持装置(26)以及移位装置(27)，所述至少一个夹持装置被布置在所述环形体的内表面(24a)和所述轴(23)之间的空间中，所述移位装置适于使所述夹持元件相对于所述环形体(24)沿所述轴向方向移位到使所述环形体的内表面(24a)将所述夹持元件(26)牢固地按压抵靠所述轴(23)的位置，其特征在于，所述夹持元件形成为环形的一个部段，并且所述部段包括具有与所述轴(23)的外表面(23a)相对应的弯曲形式的内表面(26a)。
2.根据权利要求1所述的保持装置，其特征在于，所述夹持元件(26)包括具有与所述环形体的内表面(24a)相对应的形状的外表面(26b)。
3.根据前述权利要求中任一项所述的保持装置，其特征在于，所述保持装置包括呈环形的一个部段的形式的两个或多个夹持元件(26)，所述两个或多个夹持元件在径向平面中围绕所述轴(23)对称地布置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的保持装置，其特征在于，所述保持装置(22)包括附接装置，所述附接装置围绕所述轴(23)以恒定的间隔布置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的保持装置，其特征在于，所述移位装置包括沿轴向方向具有延伸部的螺纹元件(27)，其中，所述螺纹元件(27)包括螺纹部分(27a)和头部部分(27b)，所述螺纹部分与所述夹持元件(26)的螺纹部分(26c)接合，所述头部部分被可旋转地布置在所述环形体(24)中。
6.根据前述权利要求中任一项所述的保持装置，其特征在于，所述环形体(24)包括径向向内定向的部分(24b)。
7.根据权利要求5和6所述的保持装置，其特征在于，所述径向向内定向的部分(24b)包括至少一个通孔(24c)，所述至少一个通孔用于施用所述螺纹元件(27)的头部部分(27b)。
8.根据权利要求6所述的保持装置，其特征在于，所述径向向内定向的部分(24b)包括用于施用弹簧元件(30)的至少一个通孔(24d)，所述弹簧元件适于将轴向定向的力作用在所述密封元件(21)上。
9.根据权利要求6所述的保持装置，其特征在于，所述径向向内定向的部分(24b)包括至少一个通孔(24e)，所述至少一个通孔用于施用所述连接机构的锁定元件(25)，所述连接机构连接所述环形体(24)和所述密封元件(21)。
10.根据前述权利要求中任一项所述的保持装置，其特征在于，所述环形体(24)在第一端包括第一密封构件(28)，所述第一密封构件在所述环形体(24)的表面和所述密封元件(21)的径向外表面(21b)之间提供密封，并且所述环形体在第二端包括第二密封构件(29)，所述第二密封构件在所述环形体(24)的表面和轴表面(23a)之间提供密封。
11.包括根据权利要求1至10中任一项所述的保持装置的机械密封装置，其特征在于，所述密封元件(21)包括密封表面(21a)，所述密封表面适于密封地抵靠在径向平面中穿过所述轴(23)的另一密封元件(11)的密封表面(11a)。
12.包括根据权利要求11所述的机械密封装置的液力机器，其特征在于，所述机械密封装置被布置在所述轴(23)和连接组件(12)之间的空间中，所述轴和所述连接组件相对于彼此可旋转地布置。
13.根据权利要求12所述的液力机器，其特征在于，所述液力机器是泵。
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