CN113423980B - 适于压力反转的机械密封配置件 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及机械密封组件，包括：机械密封件(2)，其具有旋转滑环(3)和固定滑环(4)，旋转滑环(3)与固定滑环(4)之间限定有密封间隙(5)；预张紧装置(6)，其使固定滑环(4)在滑环密封配置件轴向(X‑X)上被偏压；支撑环(7)，其配置于固定滑环(4)，支撑环(7)能够相对于固定滑环(4)沿轴向移动，预张紧装置(6)配置在支撑环(7)与固定滑环之间；紧固装置(8)，其被配置成使支撑环(7)以能够沿轴向移动的方式紧固于固定部件；止动件(9)，其限制距离(W1)，通过该距离沿轴向能够移动的支撑环(7)能够移动；以及副密封件(10)，其被配置成使支撑环(7)与固定部件之间密封。

Description

适于压力反转的机械密封配置件
技术领域
本发明涉及即使当压力反转时，也提供适当密封的机械密封配置件。
背景技术
从现有技术中，机械密封件被以各种构造知晓。在操作期间，例如归因于部件的不当操作或故障或损坏，可能发生如下状况：机械密封配置件处的压力条件反转了。在该状况下，由于否则的话例如当密封有毒媒介或对人和环境有害的媒介时，可能发生对应的损坏或环境污染，所以要求机械密封配置件即使出现压力反转，也确保最低限度的或完全没有的泄漏。为此，例如，如从DE10 2012 022 465 A1中已知的，使用具有改进的副密封元件的机械密封配置件。然而，它们通常是非常昂贵的副密封元件，这对应地使机械密封配置件在成本方面更昂贵。
发明内容
因此，本发明的目的是提供机械密封配置件，其具有简单且低廉的设计，抵抗特别是压力反转，并且如果可能的话，还在压力反转期间防止机械密封件处的泄漏。
该目的将通过具有方案1的特征的机械密封配置件解决。从属方案展示了本发明的优选进一步改进。
根据本发明的机械密封配置件即使当机械密封配置件处的压力条件反转时，也确保可靠密封成为可能。可以使用标准部件，使得机械密封配置件能够以特别低的成本提供。为此，机械密封配置件包括机械密封件，其包括旋转滑环和固定滑环，旋转滑环与固定滑环限定了它们的密封面之间的密封间隙。此外，设置有预张紧装置，其用于使固定滑环在机械密封配置件的轴向上抵靠旋转滑环预张紧。此外，机械密封配置件包括支撑环，其配置于固定滑环并相对于固定滑环沿轴向能够移动，预张紧装置配置在沿轴向能够移动的支撑环与固定滑环之间。此外，设置有紧固装置，其被配置成使支撑环以能够沿轴向移动的方式在轴向上紧固于固定部件。此外，设置有止动件和副密封件，止动件限制沿轴向能够移动的支撑环能够沿轴向移动的第一行进距离，副密封件被构造成使支撑环与固定部件之间密封。当发生压力反转时，支撑环会从另一轴向侧受到比常规操作期间高的压力，使得支撑环将朝向固定滑环移动。这会增大预张紧装置对固定滑环的弹力，从而在位于旋转滑环与固定滑环之间的密封间隙处确保了始终如一的密封。
优选地，紧固装置包括多个螺栓，支撑环包括供螺栓穿过的多个凹部。由此，可以实现支撑环的简单且安全的可轴向移动性。优选地，凹部被设置在支撑环的外周上。特别优选地，凹部被设置为半圆形或半椭圆形。
如果止动件包括配置于螺栓中的至少一个螺栓的至少一个保持环，以限制支撑环的轴向行进，则会得到特别容易的结构。保持环可以紧固于螺栓，或者可选地，代替保持环，可以在螺栓上设置肩部。
根据本发明的可选实施方式，紧固装置包括多个带头螺栓，止动件由螺栓的头提供。
特别优选地，螺栓沿着支撑环的周向是等间隔的。
进一步优选地，支撑环具有用于接收副密封件的槽。这允许实现特别结实的结构。支撑环中的槽还确保了机械密封配置件的最小可能的轴向整体长度。槽设置于支撑环的远离固定滑环的侧面上。特别优选地，槽配置在支撑环的径向内周上。
可选地，支撑环不具有槽，副密封件配置于固定部件。在这种情况下，在配置有副密封件的固定部件中设置用于副密封件的槽是特别优选的。于是，副密封件抵靠支撑环的不具有槽的侧面密封。
特别优选地，副密封件是O形环或方形环(quad ring)。这意味着，副密封件能够特别容易且以低的成本提供。
优选地，固定部件与沿轴向能够移动的支撑环之间设置有第二轴向路径。在这里，当发生压力反转时，支撑环与止动件之间的第一轴向行进距离小于支撑环与固定部件之间的第二轴向行进距离。这意味着，可以始终确保副密封件的可靠密封。
进一步优选地，预张紧装置包括多个弹簧，尤其是柱状弹簧。特别优选地，弹簧沿着周向等间隔地配置并支撑于支撑环。可选地，仅设置一个单独的弹簧元件。
进一步优选地，机械密封配置件还包括保持固定滑环的固定滑环支承件，其中预张紧装置配置在固定滑环支承件与支撑环之间。结果，预张紧装置不与固定滑环直接接触，使得尤其是可以自由选择固定滑环的材料。
附图说明
以下，将参照附图详细描述本发明的优选实施方式，其中：
图1是根据本发明的第一实施方式的机械密封配置件的长度方向截面示意图，
图2是图1的机械密封配置件的局部放大截面示意图，以及
图3是根据本发明的第二实施方式的机械密封配置件的局部放大截面示意图。
具体实施方式
以下，将参照图1和图2详细描述根据本发明的第一优选实施方式的机械密封配置件1。
如能够从图1中看到的，机械密封配置件1包括机械密封件2，机械密封件2具有旋转滑环3和固定滑环4。滑环3、4的滑动面3a、4a之间限定出密封间隙5。
机械密封配置件在轴14上抵靠第二空间16密封第一空间15。套筒13紧固于轴14，套筒13还保持旋转滑环3。固定滑环4经由固定滑环支承件40沿轴向能够移动地连接至固定部件11。
机械密封配置件1还包括预张紧装置6。预张紧装置6包括多个柱状弹簧60，柱状弹簧60沿着周向等间隔地配置。
此外，机械密封配置件1包括支撑环7。支撑环7配置于固定滑环4并被保持成能够沿轴向移动，这由双箭头A表示。支撑环7配置于固定滑环4。也就是，支撑环7能够沿机械密封配置件1的轴向X-X的双向移动。
包括多个柱状弹簧60的预张紧装置6由此配置在支撑环7与固定机械密封支承件40之间。
此外，设置有紧固装置8，其被构造成将支撑环7以能够相对于固定滑环4沿轴向移动的方式紧固于固定部件11。如能够从图1中看到的，紧固装置8包括多个螺栓80和80'。螺栓80'将固定机械密封支承件40紧固于固定部件11。螺栓80将支撑环7能够沿轴向移动地保持于固定部件11。螺栓80、80'均配置在位于支撑环7的外周的凹部71中。
此外，机械密封配置件1包括止动件9。止动件9用于限制支撑环7的轴向行进距离。在该示例性实施方式中，止动件9设置于紧固装置8。在这里，如特别是能够从图2中看到的，保持环81配置在螺栓80上，保持环81在螺栓80的柱状外周上突出。在支撑环7朝向固定滑环支承件40的轴向移动期间，螺栓接触保持环81，因而限制朝向固定滑环4的第一轴向行进距离W1。通过固定部件11其自身限制朝向固定部件11的第二轴向行进距离W2。
图2示出了机械密封配置件1的常规操作状态下的两个行进距离W1、W2，其中行进距离优选是相等的。
此外，机械密封配置件1包括呈O形环形式的副密封件10。如能够从图2中看到的，副密封件10配置在位于支撑环7中的槽70内。槽70形成于远离固定滑环的侧面72。通过将副密封件10配置于远离固定滑环4的侧面，不会妨碍支撑环7的特别是朝向固定滑环4的可轴向移动性。如能够从示出了被称作常规操作状态的图2中看到的，第一腔室15中的第一压力P1大于第二腔室16中的第二压力P2，副密封件10抵靠固定密封环支承件40在支撑环7和固定部件11上密封。因而，没有流体能够通过副密封件10从第二腔室16进入第一腔室15。由于第一压力P1还存在于固定机械密封支承件40的后侧，所以可以使用预张紧装置6可靠地实现密封间隙5处的密封。
即使出现压力反转，当第二压力P2变得大于第一压力P1时，会有从第二腔室16开始的压缩力F作用于副密封件10。这在图2中通过箭头F示出。压缩力F一变得大于柱状弹簧60的回复力，支撑环7就朝向固定滑环4移动。该轴向移动受保持环81的限制。由于支撑环7与固定部件11之间的间隙17不会变得过大，所以这确保了副密封件10仍然附接于固定密封面40、在支撑环7和固定部件11上。此外，还能够有足够的封闭力施加于滑环3、4的密封面3a、4a处的密封间隙5，使得当压力反转时，滑环密封件2也抵靠密封面3a、4a维持密封。这确保了在压力反转期间仅有最少量的流体经过第二腔室16进入第一腔室15。
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配置件的截面。第二实施方式与第一实施方式基本相同，如第一实施方式中那样标注在操作上等同的部分。
如能够从图3中看到的，在第二示例性实施方式中，支撑环7不具有槽。这里，副密封件10配置在位于固定部件11中的槽111内。副密封件抵靠支撑环7的侧面72密封。以这种方式，支撑环7能够特别容易地制造。当机械密封配置件1处的压力条件反转时，如第一实施方式中那样，会有压缩力F施加于副密封件10。这允许支撑环7远到保持环81上的止动件9地沿轴向X-X移动。然而，在这种情况下，副密封件10保持与固定机械密封支承件40、支撑环7和固定部件11密封接触。以这种方式，也能够防止当机械密封件处发生压力反转时，有大量的介质经过第二腔室16进入第一腔室15。同时，机械密封件2还保持在封闭位置。
如在示例性实施方式描述的那样，可以按照本发明如此地提供机械密封配置件1，这使特别是当机械密封件2处的压力条件的压力反转发生时，可靠的密封成为可能。结果，能够使腔室15中的介质被来自腔室16的介质，例如轴承油的污染最小化。
附图标记列表
1 机械密封配置件
2 机械密封件
3 旋转滑环
3a 滑动面
4 固定滑环
4a 密封面
5 密封间隙
6 预张紧装置
7 支撑环
8 紧固装置
9 止动件
10 副密封件
11 固定部件
13 套筒
14 轴
15 第一空间
16 第二空间
17 间隙
40 固定机械密封件
60 柱状弹簧
70 槽
71 用于紧固装置的凹部
72 支撑环的远离固定滑环的侧面
80、80' 螺栓
81 保持环
111 槽
A 支撑环的轴向移动
F 压力反转处的压缩力
P1 第一压力
P2 第二压力
W1 支撑环沿轴向朝向固定滑环的第一行进距离
W2 支撑环沿轴向朝向固定部件的第二行进距离
X-X 轴向。

Claims (9)

1.一种机械密封配置件，包括：
-机械密封件(2)，其具有旋转滑环(3)和固定滑环(4)，所述旋转滑环(3)与所述固定滑环(4)之间限定有密封间隙(5)，
-预张紧装置(6)，其使所述固定滑环(4)在所述机械密封配置件的轴向(X-X)上预张紧，
-支撑环(7)，其配置于所述固定滑环(4)，所述支撑环(7)能够相对于所述固定滑环(4)沿轴向移动，
-所述预张紧装置(6)配置在所述支撑环(7)与所述固定滑环之间，
-紧固装置(8)，其被配置成使所述支撑环(7)以能够沿轴向移动的方式紧固于固定部件，
-止动件(9)，其限制第一行进距离(W1)，通过所述第一行进距离(W1)沿轴向能够移动的支撑环(7)能够移动，以及
-副密封件(10)，其被配置成使所述支撑环(7)与所述固定部件之间密封，
当发生压力条件的压力反转时，所述支撑环(7)与所述止动件(9)之间的第一行进距离(W1)小于所述支撑环(7)与所述固定部件之间的第二行进距离(W2)。
2.根据权利要求1所述的机械密封配置件，其特征在于，所述紧固装置(8)包括多个螺栓(80，80')，所述支撑环(7)包括供所述螺栓(80，80')穿过的多个凹部(71)。
3.根据权利要求2所述的机械密封配置件，其特征在于，所述凹部(71)配置于所述支撑环(7)的外周。
4.根据权利要求2或3所述的机械密封配置件，其特征在于，所述止动件(9)包括配置于螺栓(80)的保持环(81)，以限制沿轴向能够移动的支撑环(7)的轴向第一行进距离。
5.根据权利要求1至3中的一项所述的机械密封配置件，其特征在于，所述紧固装置包括多个带头螺栓，所述止动件由所述带头螺栓的头提供。
6.根据权利要求1至3中的一项所述的机械密封配置件，其特征在于，所述支撑环(7)在远离所述固定滑环(4)的侧面(72)上具有槽(70)，用于接收所述副密封件(10)。
7.根据权利要求6所述的机械密封配置件，其特征在于，所述槽(70)配置在所述支撑环(7)的径向内周。
8.根据权利要求1至3中的一项所述的机械密封配置件，其特征在于，所述支撑环(7)不具有用于接收所述副密封件的槽，所述副密封件抵靠所述支撑环的远离所述固定滑环(4)的侧面(72)支承。
9.根据权利要求1至3中的一项所述的机械密封配置件，其特征在于，所述机械密封配置件还包括保持所述固定滑环(4)的固定滑环支承件(40)，其中所述预张紧装置(6)配置在所述固定滑环支承件(40)与所述支撑环(7)之间。
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