CN109196255B - 双重机械密封件、其主固定密封环和离心泵中的泵壳体 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种例如用于密封离心泵的轴的新型的双重机械密封件。本发明特别是旨在解决与阻隔流体的循环有关的问题，所述阻隔流体即用于润滑密封表面的液体。

Description

双重机械密封件、其主固定密封环和离心泵中的泵壳体

本发明涉及一种新型的双重机械密封件及其固定滑环。本发明还涉及一种离心泵中的泵壳体。机械密封件例如被用于密封致流机的轴，所述致流机如离心泵、混合器、搅拌器或涡轮机等。本发明特别是旨在解决与阻隔流体的循环有关的问题，所述阻隔流体即用于润滑密封表面的液体。

背景技术

现有技术已知用于密封致流机的轴的各种类型的密封件，如压盖填料、滑环密封件（也已知为机械密封件）和动态密封件等。两种首先提到的密封件类型是基于封闭通过其可能发生泄漏的间隙，而动态密封件的操作是基于产生能够防止泄漏的压差。动态密封件被特别设计成用于纤维浆料，但也非常适合于清洁、粘性、非纤维的浆料和含有大固体的液体。动态密封件不需要外部密封水，并且也不会泄漏。

本发明涉及首先提到的密封件类型。压盖填料的轴密封件可以在某些操作条件下使用，而无需任何特定的密封液，由此允许待泵送液体的微小泄漏，以通过润滑填料环的滑动表面来确保压盖填料的正确操作。在某些其他操作条件下，例如当泵送粘性、纤维和非纤维的浆料以及含有大固体颗粒的液体时，压盖填料需要外部的密封/润滑液以防止泵送的液体进入密封区域。在这种要求更高的操作条件下，现今用滑环密封件来代替压盖填料密封件，所述滑环密封件也称为机械密封件。

存在两种基本类型的机械密封件，即单机械密封件（具有一对滑环）和双重机械密封件（具有两对滑环）。例如，当泵送高达8%稠度的纤维浆料时，通常使用单机械密封件。当泵吸入压头为正且叶轮配备有特定的平衡孔时，可以在没有阻隔流体、即冲洗水的情况下使用密封件。自然，单机械密封件也适用于清洁和粘性的液体以及含有大固体的液体。由于其相对简单的构造，单机械密封件在其使用领域中具有一些限制。

双重机械密封件适用于要求最高的操作条件，即它可被用于密封如下离心泵的轴，即：所述离心泵用于泵送液体以及所有稠度和浓度的悬浮液。换句话说，可以进行对清洁、粘性的纤维浆料、非纤维浆料和含有大固体的液体的泵送。泵吸入压头可以是负的或正的，并且叶轮可以配备或不配备平衡孔。

双重机械密封件由串联布置的两个密封件构成。较靠近泵叶轮的内侧或主密封件将待泵送的介质保持在泵壳体内。较远离泵叶轮布置的外侧或次密封件防止冲洗液体或阻隔流体泄漏到大气中。

双重机械密封件以两种布置产生，即所谓的背对背布置和面对面布置。在背对背布置中，两个旋转密封环彼此背离地布置。润滑膜通过阻隔流体生成。这种布置通常见于化学工业中。在泄漏的情况下，阻隔流体渗入待泵送的介质。在面对面布置中，旋转密封面面对面地布置，并且从相对的方向滑动到一个或两个固定密封部分。例如，对于食品工业，特别是对于倾向于粘附的产品来说，这是一种受欢迎的选择。在泄漏的情况下，阻隔流体渗入待泵送的介质。如果产品被认为是“热的”，则阻隔流体作为用于机械密封件的冷却剂。

在上面的一般性论述中，已经提到了阻隔液体或流体。使用这样的液体对于双重机械密封件的操作是至关重要的，这是因为它一方面润滑和冷却滑动表面，并且另一方面防止待泵送的介质进入滑动表面之间。为了在要求最高的操作条件下确保双重机械密封件的可靠性，重点放在阻隔流体的循环上。换句话说，阻隔流体不仅被引入主密封件和次密封件之间的腔中，而且还为阻隔流体提供了出口布置。当密封件表面需要冷却时，尤其需要这样的液体循环，由此阻隔流体作为传热介质。

美国专利4,466,619论述了一种面对面的双重机械密封件，其具有两个旋转滑环和处于所述两个旋转滑环之间的一个固定滑环，后者在其相对的轴向端部处具有滑动表面。所述固定滑环设置有用于使阻隔流体循环的切向入口通路和切向出口通路。这两个通路与密封件的压盖中的相应管道连通。通过在轴上布置泵送装置来确保阻隔流体的循环，所述泵送装置是布置在轴套的外表面上的轴向定向的槽。流体循环起作用，使得流体沿切向入口通路进入（或者实际上被泵送到）轴套和压盖之间的狭窄环形间隙。轴套，并且特别是其轴向定向的槽，在旋转时维持阻隔流体在环形间隙中的周向运动，直到旋转的流体与切向出口通路相遇，或者自然地，与所述切向出口通路的切向定向的出口开口相遇。阻隔流体的一部分进入出口通路并从密封件中被移除。

在原理上，借助于布置在轴或轴套上的泵送槽使阻隔流体从入口通路循环到密封压盖中的出口通路的构思是一个好的构思。然而，已经了解到的是，沿循上述美国专利的构造的切向出口通路流出的阻隔流体的量相当有限，并且因此，例如在严苛的操作条件下不能从密封件传递足够的热。

可能与上面引用的美国文献中所公开的构造有关的另一个问题是切向通路在实际的滑环材料中的设置。这样的流动通路的设置在实践中意味着最佳可获得的材料不能被用于滑环，这是因为这种材料极为坚硬和易碎，并且因此，可能无法被机加工。结果是，与最佳可获得的材料相比，仅可使用具有较差滑动性质的材料。

美国专利5,217,234论述了非常相似的机械密封件构造。然而，这里存在的是设有一组弹簧的两个固定滑环，所述一组弹簧促使滑环彼此远离。环形压盖板被设置在固定密封环之间，用于支撑弹簧以及用于将阻隔流体引入到密封件中和从密封件排出。

所述密封件构造仍使得阻隔流体必须沿环形压盖板和轴或轴套之间的狭窄通路从入口流动到出口，由此，流率与连同所述流率一起的传热能力仍然有限。

发明内容

本发明的一个目的在于借助于新颖的密封结构来消除上面提到的问题中的至少一个。

本发明的另一个目的在于开发一种可用于要求最高的环境中的新颖的双重机械密封件。

本发明的另一个目的在于设计一种新颖的双重机械密封件，其设置有如下高效的阻隔流体循环系统，即：如果需要，则可以应用封闭的阻隔流体循环。

从所附权利要求，双重机械密封件、双重机械密封件的固定滑环和离心泵中的泵壳体的特征变得明显。

本发明带来了许多优点，例如：

• 更高效的阻隔流体循环，

• 机械密封件的简单构造，

• 成本有效的构造，

• 可用于致流机（flow machine）的所有可能的操作条件下的多用途密封件，

• 使用封闭式阻隔流体循环系统的可能性，

• 致流机的改善的效率，以及

• 由于本发明的双重机械密封件的简单构造和作为结果的低价格水平，所述双重机械密封件可被用于所有密封应用中，而不需要详细考虑密封件的类型。

附图说明

双重机械密封件、双重机械密封件的固定滑环和离心泵中的泵壳体在下面参照附图来更详细地描述，附图中：

图1示意性地图示了根据本发明的第一优选实施例的双重机械密封件的径向剖面图，

图2图示了图1的双重机械密封件的承载环的轴测投影图，

图3示意性地图示了图1的双重机械密封件的承载环的侧视图，

图4图示了图1的双重机械密封件的承载环的另一轴测投影图，

图5示意性地图示了沿图1的线A-A截取的双重机械密封件的剖面图，

图6示意性地图示了沿图8的线B-B截取的根据本发明的第二优选实施例的双重机械密封件的径向剖面图，

图7图示了图6的双重机械密封件的承载环的轴测投影图，

图8示意性地图示了沿图6的线C–C截取的本发明的双重机械密封件的剖面图，

图9图示了沿图8的线D–D截取的本发明的双重机械密封件的局部剖面图，

图10图示了图6的双重机械密封件的承载环的一种变型的轴测投影图，

图11图示了图6的双重机械密封件的承载环的另一种变型的轴测投影图，以及

图12图示了图6的双重机械密封件的承载环的又一种变型的轴测投影图。

具体实施方式

图1示意性地图示了根据本发明的第一优选实施例的双重机械密封件10的径向剖面图。双重机械密封件10被示出为与轴套12连接，所述轴套12将被布置在轴上，使得它与轴一起旋转。所述双重机械密封件具有轴线X，并且双重机械密封件10与轴套12和实际的轴二者同轴。然而，本发明的双重机械密封件10也可以直接在旋转轴上使用或安装。轴套12在其外表面16中具有轴向延伸的槽14。如果不可能或不希望使用轴套，则也可在轴的表面中设置类似的槽。双重机械密封件10包括：主旋转密封环18，在此实施例中，其通过O型环20和22被支撑在轴套12上；次旋转密封环24，其通过O型环26被支撑在轴套12上；以及主固定密封环28，如此图中一样，其通过压力环34支撑到密封压盖30，所述压力环34例如借助于O型环36从外部支撑主固定密封环28。所述压力环具有与所述双重机械密封件的轴线X重合的轴线。压力环34本身借助于O型环从外部被支撑到包括阻隔流体出口管道32的压盖30。自然，除了用于阻隔流体的出口管道32之外，密封压盖30还设置有入口管道（未示出）。双重机械密封件10还包括次固定密封环38，次固定密封环38通过O型环40被直接支撑到密封压盖30。次固定密封环38具有承载环39，其在压力环34和密封压盖30之间延伸。承载环39可以在阻隔流体出口开口之前延伸，使得承载环39或其边缘必须设置有开口或凹部，以使阻隔流体能够进入到出口管道32中。主固定密封环28和次固定密封环38的固定性质例如借助于从密封压盖30延伸到固定密封环28、38中的至少一个的至少一个驱动销（未示出）或者相应的固定或可移除元件来确保。然而，两个固定密封环例如可以具有彼此匹配的齿状突起，使得仅固定密封环中的一个，即在图1中为次固定密封环，设置有驱动销就足够了，所述齿状突起防止另一个固定密封环旋转。因此，次固定密封环38在其与具有密封表面的边缘相对的边缘中或附近具有用于驱动销或类似物的至少一个凹部或开口。此外，相同的边缘，即与具有密封表面的边缘相对的边缘，可以设置有凹部或开口，用于连通压盖中的阻隔流体入口和出口管道，前提是所述边缘在开口之前沿轴向方向延伸到压盖中的入口和出口管道。并且最后，一个弹簧或一组弹簧（取决于弹簧类型）42被布置在主固定密封环28和次固定密封环38之间，以将固定密封环28、38推向旋转密封环18、24，使得密封表面彼此恒定接触。一个或多个弹簧42可以与固定密封环直接相连，或者借助于某种其他元件相连，例如借助于如图1中所示的压力环34。

本发明的双重机械密封件通常被组装成与轴套12连接，使得参照图1，两个最左边的O型环20和22在轴套12上被插入就位，然后旋转密封环18和固定密封环28被安装在轴套12上。其后，压力环34被设置有O型环36并且被推压在主固定密封环28上。接下来，压盖30被设置有两个O型环，并且压盖30被推压在压力环34上。然后，次固定密封环38被设置有一个或多个弹簧42，并且密封环38被安装在压盖30内，所述一个或多个弹簧抵靠压力环34安置。接下来，次旋转密封环24被设置有O型环26并且被推压在轴套12上。并且最后，锁定环被安装在轴套12上，并借助于一个或多个锁定螺钉在轴套12上锁定就位。以上述方式形成密封筒，当密封件被使用时，所述筒使用延伸穿过密封压盖30的螺栓来紧固到泵壳体的端部。

本发明大部分涉及主固定密封环28的详细构造，所述主固定密封环28包括附接到主承载环46的滑环44。主承载环46通常由金属制成，所述金属被选择成承受其从可能与主承载环46接触的液体所遭受的腐蚀。

图2-4详细讨论了主固定密封环28的承载环46的构造。承载环46对于其大部分而言是旋转对称的，并且具有两个轴向端部，第一端部48具有用于滑环（在图1中示出）的座（未示出），并且第二端部50用于与一个或多个弹簧42（在图1中示出）直接或间接相连。在本发明的此实施例中，承载环46的第二端部50具有环形边缘，所述环形边缘具有：三个轴向全长部段52、54和56，其远离承载环46的第一端部48延伸得最远，以便借助于例如压力环34（参见图1）与一个或多个弹簧直接或间接地相连；以及具有其他任务的三个沿轴向方向凹进的部段58、60和62。处于承载环46的第二端部50中的大幅缩窄的第一沿轴向方向凹进的部段58或者轴向延伸的凹部被设置成用于与上面提到的驱动销或类似物相连，以防止主固定密封环28与主旋转密封环一起旋转。在驱动销或类似物可移除并且可以在主固定密封环28安装在压盖内之后安装的情况下，这样的凹部58可以用承载环46中的开口来代替。然而，如上面已经提到的，主固定密封环不一定需要具有这样的驱动销以便使它保持固定，由此，可根本不需要凹进部段58，或者它可具有另外的形状和尺寸和位置，并且与用于使密封环保持固定的其他类型的装置相连。较宽的、即沿周向方向呈长形的第二凹进部段60和第三凹进部段62有利于阻隔流体循环，如稍后将结合图5论述的。用语“长形”在本文中被理解为如下形状，即：所述形状具有为最窄尺寸的至少两倍、优选为至少3倍、4倍、5倍或6倍的最宽尺寸。较宽的沿轴向方向凹进部段60和62一起覆盖承载环46的第二端部50的整个边缘的大约60度和大约300度之间。凹进部段60和62所覆盖的承载环46的第二端部50的边缘的份额越宽，在凹进部段之间所需要的延伸到承载环46的完整轴向长度的相对窄的轴向全长部段56（这里仅示出一个）的数量就越大，以确保承载环46直接地或通过如图1的压力环34之类的一些中间装置经受的来自一个或多个弹簧的压力沿承载环46的第二端部50的整个边缘均匀地分配。通过使弹簧压力均匀地分布于承载环46的边缘，确保了承载环46，并且自然地，确保了主固定密封环28，维持其正确的位置，即，使其轴线沿待密封的轴的轴线延伸，并且轻易地沿轴向方向移动。自然，如果凹进部段的周向宽度小，即为大约60-90度的数量级，并且所述一个或多个弹簧的类型（例如，波形弹簧）或者中间构件（在本文中为压力环）是适当的，则可以不需要位于凹进部段内的某处的任何全长部段56。

图5讨论了本发明的承载环46（通过其轴向全长部段52、54和56示出）在图1的剖面A-A（相对于双重机械密封件的轴线以及压力环的轴线成直角）中的操作。如在图1中已经示出的，承载环位于轴套12（或轴）和压力环34之间。压力环34具有用于阻隔流体的入口通路64和出口通路66。入口通路64与密封压盖30中的相对应的入口管道68连通，并且出口通路66与布置到密封压盖30的出口管道32（参见图1）连通。出口通路66具有中心线C_L，其优选地但不一定与出口管道32的中心线相同。在一个具体实施例中，中心线C_L也与入口通路64和入口管道68的中心线相同。然而，这样的布置决不是必要的。作为本发明的另外的变型，可以提到如下构造，即：入口和/或出口通路可以是倾斜的或切向的。相同的选项也适用于入口和出口管道。优选但非必要地，中心线C_L位于通过双重机械密封件10的轴线X或压力环34的轴线X延伸的平面中相对轴线X成直角。轴套12沿箭头B的方向（与轴一起）旋转，而图中所示的其余元件是固定的。旋转的轴套12及其外部的固定元件在其间留下用于阻隔流体的环形腔70。环形腔70在轴套12与压力环34之间具有第一径向尺寸T1并具有第一外半径R1，所述第一外半径R1也可以被称为压力环34的第一内半径R1，并且环形腔70在轴套12与承载环46的全长部段52、54和56之间具有第二径向尺寸T2并具有第二外半径R2，所述第二外半径R2也可以被称为压力环34的第二内半径R2。第一尺寸T1自然比第二尺寸T2要长，差对应于承载环46的径向厚度。相同的差适用于所述腔的外半径，所述半径也可以被称为双重机械密封件10的固定元件、即压力环和承载环的内半径。细箭头和线示出了阻隔流体在环形腔70中的循环。阻隔流体经由压盖30中的入口管道68和压力环34中的入口通路64进入环形腔70，这将阻隔流体引入到具有第一径向尺寸T1和半径R1的凹进部段62。换句话说，入口通路64与凹进部段62径向流动连通，即凹进部段62位于入口通路64的径向内侧。在凹进的且沿周向方向呈长形的部段62中，阻隔流体与阻隔流体的从右侧、即从轴套12与承载环46的全长部段52之间的环形腔、进入入口开口64的区域的部分混合。阻隔流体随旋转的轴套12（或轴）一起流动，并通过轴套12（或轴）的槽14被顺时针地向前泵送。在一个或多个凹进部段内存在一个或多个全长部段的情况下，阻隔流体向上移动到全长部段56，其中，全长部段56迫使阻隔流体通过在全长部段56和轴套12（或轴）之间具有较小的径向尺寸T2并具有半径R2的环形腔。其后，阻隔流体能够再次传播到具有第一径向尺寸的腔70，即传播到沿轴向方向的凹进部段60，并再次顺时针向上流动到压力环34中的出口通路66。出口通路66相对于沿轴向方向的凹进部段60位于如下位置，即：出口通路的中心线C_L通过凹进的且沿周向方向呈长形的部段60延伸，由此，承载环46的全长部段54的边缘或前壁72位于出口通路66之前，实际上位于所述出口通路66的沿流体流动方向的下流侧处，使得在出口通路66的开口的下游环形腔的径向尺寸从第一径向尺寸T1到第二径向尺寸T2的突然减小或者压力环的半径从R1到R2的突然减小防止了阻隔流体沿具有半径R1的压力环34的内边缘74或内表面继续其周向流动。换句话说，边缘或壁72导致压力环的内表面74中的出口通路66的入口开口之前或所述入口开口处的压力增加，从而有利于阻隔流体从轴套12和压力环34之间排出。因此，出口通路66与凹进部段60径向流动连通。在上文中，用语“在出口通路之前”应当被理解为使得优选地，边缘72和出口通路66被相互定位成使得沿周向流动方向在图5中的出口通路66的后侧或右手侧上绘制的线与边缘72重合。然而，应当理解的是，在实践中，即使边缘72的位置从图5中所示和上面所论述的位置略微向左或向右移动，也会实现相同的结果。

鉴于以上所述，应当理解的是，类似于上述的功能也可以借助于在压力环的内表面中布置对应于承载环的凹进部段的元件来实现。换句话说，在这样的情况下，可以使承载环更短，即其轴向长度将对应于从其凹进部段测量的图2-4的承载环的轴向长度，并且具有第二内半径R2的压力环的原始圆柱形的内表面可以被机加工成具有对应于图2-4的承载环的凹进部段的径向凹陷部，或者拥有具有第一内半径R1的原始圆柱形的内表面的压力环可以设置有对应于图2-4的承载环的全长部段的单独构件。

图6示意性地图示了根据本发明的第二优选实施例的双重机械密封件110的径向剖面图。第二实施例与第一实施例有所不同。首先，虽然第一实施例具有单独的压盖，主固定密封环被支撑到所述压盖并且密封件借助于所述压盖来紧固或耦接到泵壳体，但是在图6的实施例中，固定密封环128和138被直接支撑到泵壳体80，即没有压力环和压盖。其次，在第二实施例中不需要在第一实施例中使用的单独的压力环，这是因为弹簧被直接布置在固定密封环128和138的承载环146和139之间。第三，由于缺少压力环，因此阻隔流体沿外部固定密封环138的承载环139的内表面循环。

双重机械密封件110被示出为与轴套112连接，所述轴套112将被布置在轴上，使得它与轴一起旋转。所述双重机械密封件具有轴线X，并且双重机械密封件110与轴套112和实际的轴二者同轴。然而，本发明的双重机械密封件110也可以直接在旋转轴上使用或安装。轴套112在其外表面中可以具有轴向延伸的槽，但是在有利的条件下，轴套或轴的表面可以是平滑的。双重机械密封件110包括：主旋转密封环118，在此实施例中，其通过O型环120和122支撑在轴套112上；次旋转密封环124，其通过O型环126支撑在轴套112上；主固定密封环128，其借助于O型环82被轴向可滑动地支撑于泵壳体80中的用于泵的密封件和轴的旋转对称的开口；以及次固定密封环138，其通过O型环84被直接且轴向可滑动地支撑于泵壳体80中的相同开口。主固定密封环128和次固定密封环138的固定性质例如借助于从泵壳体80向内延伸到设置在固定密封环128、138的至少一个中的开口或凹部的至少一个齿状突起（在图7中示出）来确保。例如，两个固定密封环可以具有彼此匹配的齿状突起，使得仅固定密封环中外部的一个、即次固定密封环138、设置有用于泵壳体80的齿状突起的开口或凹部就足够了，固定密封环的所述齿状突起防止了主固定密封环128旋转。并且最后，优选为所谓的波形弹簧的一个弹簧或一组弹簧142被布置在主固定密封环128和次固定密封环138之间，以将固定密封环128、138推向旋转密封环118、124，使得密封表面彼此恒定接触。在此实施例中，泵壳体80设置有用于阻隔流体的入口管道86和出口管道88。

参照图6，本发明的第二实施例的双重机械密封件通常被如下组装成与轴套112连接。首先，泵壳体80中的轴开口被设置有O型环84。然后，次固定密封环138被设置有弹簧142，所述弹簧抵靠肩部98被轴向支撑并沿承载环139的内表面延伸。其后，次固定密封环138在O型环84内被安装在泵壳体80中的轴开口中。接下来，主固定密封环128被设置有O型环82并且被安装在泵壳体80中的轴开口中，使得主固定密封环128的承载环146位于次固定密封环138的承载环139内，并且弹簧142抵靠主旋转密封环118的承载环146的边缘安置。然后，两个最左边的O型环120和122在轴套112上被插入就位，主旋转密封环118被安装在轴套112上，并且轴套112被推压在泵壳体80中的主固定密封环128内，使得主密封环的滑动表面彼此邻接。接下来，次旋转密封环124被推压在轴套112上，所述次旋转密封环124的密封或滑动表面抵靠次固定密封环138的密封或滑动表面邻接。并且最后，锁定环被安装在轴套112上，以将次旋转密封环124压向主密封环并确保滑动表面之间的适当弹簧压力，其后，锁定环借助于一个或多个锁定螺钉在轴套112上锁定就位。以上述方式，本发明的第二优选实施例的双重机械密封件被直接耦接到泵壳体80。

本发明的第二优选实施例大部分涉及主固定密封环128的详细构造，其包括附接到主承载环146的滑环144。主承载环46通常由金属制成，所述金属被选择成承受其从可能与主承载环146接触的液体所遭受的腐蚀。此实施例的主承载环146大多数部分与图2-4中所论述的承载环等同。换句话说，图7图示了主固定密封环128的主承载环146，所述承载环146具有两个轴向端部，第一端部148具有用于滑环（在图6中示出）的座（未示出），并且第二端部150用于与一个或多个弹簧142（在图6和图9中示出）间接相连。在本发明的此实施例中，承载环146的第二端部150具有环形边缘，所述环形边缘具有：三个轴向全长部段152、154和156，其远离承载环146的第一端部148延伸得最远，以便与一个或多个弹簧142直接相连；以及具有其他任务的三个沿轴向方向凹进的部段158、160和162。处于承载环146的第二端部150中的第一沿轴向方向凹进的部段158或者轴向延伸的凹部被设置成与用于防止主固定密封环与主旋转密封环一起旋转的元件（在图8中更详细地示出）相连。在驱动销或类似物是可移除的部分并且可以在主固定密封环安装在泵壳体内之后安装的情况下，这样的凹部158可以用承载环146中的开口来代替。然而，如上面已经提到的，主固定密封环不一定需要具有这样的驱动销以便使它保持固定，由此，可根本不需要凹进部段158，或者它可具有另外的形状和尺寸和位置，并且与用于将密封环保持固定的其他类型的装置相连。较宽的第二和第三凹进的且沿周向方向呈长形的部段160和162以先前结合图5所论述的方式促进阻隔流体循环，并且稍后将结合图8来论述。较宽的沿轴向方向凹进的部段160和162一起覆盖承载环146的第二端部150的整个边缘的在大约60度和大约300度之间。凹进部段160和162所覆盖的承载环146的第二端部150的边缘的份额越宽，在凹进部段之间所需要的延伸到承载环146的完整轴向长度的相对窄的轴向全长部段156（这里仅示出一个）的数量就越大，以确保承载环146经受的来自一个或多个弹簧的压力沿承载环146的第二端部150的整个边缘均匀地分配。通过使压力均匀地分布于承载环146的边缘，确保了承载环146，并且自然地，确保了主固定密封环128，维持其正确的位置，即，使其轴线沿待密封的轴的轴线延伸，并且轻易地沿轴向方向移动。自然，如果凹进部段的周向宽度小，即为大约60-90度，并且一个或多个弹簧的类型适当，例如为波形弹簧，则可以不需要位于凹进部段160和162内的某处的任何全长部段156。

图8图示了根据本发明的第二优选实施例的双重机械密封件的剖面图。关于密封件的操作，参考结合图5的实施例的论述。关于与图5的特征不同或者在图5中未论述的特征，图8的剖面图示出了齿状突起90，其从泵壳体80向内延伸到设置在主固定密封环和次固定密封环二者的承载环中的凹部158和92。该图还示出了阻隔流体在其中从入口管道86朝向出口管道88流动的腔170如何形成在轴或轴套112与次固定密封环138之间。此外，图8还示出了次固定密封环138的次承载环139中的入口凹部或开口94和出口凹部或开口96，所述入口凹部或开口94和所述出口凹部或开口96用于为阻隔流体提供在入口管道86和出口管道88之间的沿凹进部段160和162的流动连通。而且，如在第一优选实施例中一样，入口凹部或开口94和出口凹部或开口96二者都与凹进部段162和160径向流动连通，即所述凹进部段位于所述入口凹部或开口和所述出口凹部或开口的径向内侧。

图9图示了沿图8的线D–D的局部剖面图。该图清楚地示出了主固定密封环和次固定密封环的承载环146、139如何重叠以及凹进部段162在轴套112和次固定密封环138之间如何开口。还示出了弹簧142安置在次固定密封环138的肩部98上，所述弹簧142优选但不一定是波形弹簧或所谓的螺旋波形弹簧。虚线示出了在承载环的凹进部段外的处于其全长的承载环146。

图10图示了主固定密封环228的承载环的一种变型。承载环246在其与密封环相对的边缘202处具有两个相对的凹部258，用于从泵壳体突出的元件，所述元件用于防止主固定密封环228与主旋转密封环一起旋转。承载环246还设置有用于阻隔流体的两个长形（沿周向方向）的开口204。长形的开口204覆盖承载环246的周界的从大约60度至大约300度。换句话说，现在承载环246被设计成延伸超过泵壳体中的用于阻隔流体的开口，由此，承载环246的边缘202对于其周界的大部分而言保持完整。这种结构确保了对承载环246的均匀弹簧压力。

图11图示了对主固定密封环328的承载环346的另一种修改。与图10的承载环相比，另一凹部258被省去，使得边缘302可以几乎在承载环346的整个周向长度上延伸。在实践中，这意味着长形的开口304之间的岸区域（land area）较短，从而导致阻隔流体的流动中的流动损失减少。又一种选择是通过将两个长形的开口合并成承载环中的一个长开口来完全地去除岸区域。一个或多个长形的开口304覆盖承载环346的周界的从大约60度至大约300度。这样的构造使得阻隔流体可以从泵壳体中的入口流动到出口，而没有任何中间障碍。

图12图示了对主固定密封环428的承载环446的又一种修改。与图10的承载环相比，仅有的差异可以在长形的开口404的形状中看到，所述长形的开口404现在朝向泵壳体中的出口开口逐渐变细。一个或多个长形的开口404覆盖承载环446的周界的从大约60度至大约300度。这种构造进一步降低了阻隔流体在密封件中的流动阻力。自然，这里也可以应用结合图11所论述的构造。也就是说，可以省去另一凹部458以及长形开口之间的岸区域。

关于结合图7、图10-12所论述的承载环，应当理解的是，它们也可适用于具有结合图1-5所论述的压力环的密封件。

如从上面的描述可以看到的，可以开发一种滑环密封件，其构造非常简单，但能够执行其任务以及任何其他更复杂的机械密封。虽然本文已结合目前被认为是最优选实施例的实施例通过示例的方式描述了本发明，但应当理解的是，本发明并不限于所公开的实施例，而是意在覆盖落入所附权利要求中限定的本发明的范围内的本发明特征的各种组合和/或修改以及其他应用。关于所附权利要求，需要理解的是，权利要求使用了措辞“压盖”，通过其来覆盖滑环密封件要紧固到的所有元件、部分、壳体、外壳或壳盖，一般理解为应用点。

Claims (13)

1.一种双重机械密封件，包括具有滑动或密封表面的两对密封环（18、28；24、38），第一对由主固定密封环（28；128）和主旋转密封环（18；118）形成，第二对由次固定密封环（38；138）和次旋转密封环（24；124）形成，并且至少一个弹簧（42；142）布置成当使用时沿相反的方向将所述主固定密封环（28；128）和所述次固定密封环（38；138），推成抵靠所述主旋转密封环（18；118）和所述次旋转密封环（24；124）；所述主固定密封环（28；128）包括滑环（44、144）和主承载环（46、146、246、346、446），所述主承载环（46、146、246、346、446）具有第一轴向端部（48、148）和第二轴向端部（50、150），所述第一轴向端部（48、148）具有用于所述滑环（44、144）的座，所述第二轴向端部（50、150）具有与所述第一轴向端部（48、148）相对的边缘（202、302、402），并且所述次固定密封环（38；138）包括滑环和次承载环（139），所述次承载环（139）具有用于阻隔流体的入口凹部或开口（94）和出口凹部或开口（96），其特征在于，所述主承载环（46、146、246、346、446）具有至少一个沿轴向方向凹进的且沿周向方向呈长形的部段（60、62、160、162）或者至少一个沿周向方向呈长形的开口（204、304、404），并且所述次承载环（139）中的所述入口凹部或开口（94）和所述出口凹部或开口（96）被布置成当使用时与所述至少一个部段（60、62、160、162）或呈长形的开口（204、304、404）径向流动连通。

2.如权利要求1所述的双重机械密封件，其特征在于，沿轴向方向凹进的部段（60、62、160、162）覆盖所述主承载环（46、146）的第二轴向端部（50）的边缘的从大约60度至大约300度。

3.如权利要求1或2所述的双重机械密封件，其特征在于，所述呈长形的开口（204、304、404）覆盖所述主承载环（246、346、446）的周界的从大约60度至大约300度。

4.如权利要求1或2所述的双重机械密封件，其特征在于，单个呈长形的开口从所述次承载环（139）中的入口凹部或开口（94）周向延伸到所述次承载环（139）中的出口凹部或开口（96）。

5.如权利要求1或2所述的双重机械密封件，其特征在于，全长部段（56）被布置在所述主承载环（46、146、246、346、446）中处在所述沿轴向方向凹进的部段（60、62；160、162）或所述呈长形的开口（204、304、404）之间。

6.如权利要求1或2所述的双重机械密封件，其特征在于，所述主承载环（128）当使用时借助于O型环（82）被直接支撑于泵壳体（80）。

7.如权利要求1或2所述的双重机械密封件，其特征在于，所述双重机械密封件具有压盖（30），所述压盖（30）具有用于阻隔流体的入口管道（68）和出口管道（32）。

8.如权利要求7所述的双重机械密封件，其特征在于，布置成从外部支撑所述主固定密封环（28）和所述次固定密封环（38）中的至少一个的压力环（34），所述压力环（34）具有用于所述阻隔流体的与所述压盖（30）的所述入口管道（68）和所述出口管道（32）流动连通的入口通路（64）和出口通路（66）。

9.如权利要求8所述的双重机械密封件，其特征在于，至少一个沿轴向方向凹进的部段（60、62）与所述压力环（34）的所述入口通路（64）和所述出口通路（66）中的至少一个流动连通。

10.如权利要求8所述的双重机械密封件，其特征在于，至少一个沿轴向方向凹进的部段（60）终止于全长部段（54）的边缘（70），所述边缘（70）位于所述压力环（34）的所述出口通路（66）的开口的下游。

11.一种用于如权利要求1-10中任一项所述的双重机械密封件的主固定密封环，所述主固定密封环（28）包括滑环（44）和主承载环（46），所述主承载环具有第一轴向端部（48）和第二轴向端部（50），所述第一轴向端部（48）具有用于所述滑环（44）的座，所述第二轴向端部（50）具有与所述第一轴向端部（48）相对的边缘，所述主固定密封环（28）具有用于防止所述主固定密封环（28）旋转的开口或凹部（58、158、258），其特征在于，所述第二轴向端部（50）的所述边缘具有至少一个附加的沿轴向方向凹进的部段（60、62；160、162）以及至少一个全长部段（52、54、56；152、154、156），或者所述主承载环（246、346、446）具有至少一个附加的沿周向方向呈长形的开口（204、304、404），一个或多个附加的所述凹进的部段或一个或多个呈长形的开口为阻隔流体提供了流动连通，并且覆盖所述主承载环（46、146、246、346、446）的边缘或周界的从大约60度至大约300度。

12.如权利要求11所述的主固定密封环，其特征在于，全长部段（56）被布置在所述凹进的部段（60、62；160、162）或呈长形的开口（204、304、404）之间。

13.一种离心泵中的泵壳体，所述泵壳体（80）具有用于轴和如权利要求1-10中任一项所述的双重机械轴密封件的旋转对称的开口，其特征在于，至少一个齿状突起（90），所述至少一个齿状突起（90）从所述泵壳体（80）向内延伸到所述开口中，用于当使用时与机械密封件（10、110）的主固定密封环（128）和次固定密封环（138）中的至少一个相连。

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