CN118103624A - 用于夹紧填料函密封件的装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于夹紧填料函密封件(42)的装置(14)，该装置抵接待由填料函密封件(42)密封的更高级组件(10)，并且该更高级组件像填料函密封件(42)一样不属于夹紧装置(14)。装置(14)包括填料函压盖(38)，该填料函压盖被设计成并旨在抵接填料函密封件(42)的自由侧，和多个夹紧元件(16)，所述夹紧元件被设计成并旨在推动填料函压盖(38)抵靠填料函密封件(42)，并且因此推动填料函密封件(42)抵靠更高级组件(10)。在此处，夹紧元件(16)中的每一个被分配给单独的马达驱动单元(18)。

Description

用于夹紧填料函密封件的装置

技术领域

本发明涉及一种用于张紧填料函密封件、特别是用于张紧旋转压力过滤器的填料函密封件的装置，该装置邻接抵靠待由填料函密封件密封的上级组件，并且该上级组件与填料函密封件一样不属于张紧装置，该装置包括填料函压盖，该填料函压盖被设计成并旨在邻接抵靠填料函密封件的自由侧，以及多个张紧元件，这些张紧元件被设计成并旨在将填料压盖压靠在填料函密封件上，并且因此将填料函密封件压靠在上级组件上。

背景技术

填料函密封件通常用在上级组件(superordinate assembly)中，以便在上级组件的运行期间抵靠上级组件的固定元件在上级组件的运行期间密封上级组件的可移动元件。

例如，申请人多年来一直销售旋转压力过滤器。在这种旋转压力过滤器中，承受过压的处理室通常通过旋转过滤器鼓和固定过滤器壳体之间的填料函密封件而与环境密封隔离。为了即使在长时间运行后仍能可靠地确保密封，必须定期对填料函密封件进行重新张紧，特别是由于填料函密封材料的弹性下降以及填料函密封在过滤器鼓的滑动表面上的磨损。重新张紧的结果以及由此的密封的质量高度地取决于操作人员的经验和仔细的工作方法。

填料函密封的张紧元件通常仅在圆周上的检测到泄漏的那些点处被重新拧紧，而不是根据操作指令在具有相同距离的所有张紧元件处被重新拧紧。这可能导致填料函压盖倾斜，并且在最坏的情况下，可能损坏过滤器鼓的表面。

为了解决这些问题，申请人在DE 10 2017 221 088 A1中提出了一种实施例，在该实施例中，所有张紧元件以扭矩传递的方式连接，例如借助于链条连接，以使得张紧元件中的一个的旋转也强制地引起另一个张紧元件的旋转。即使该实施例已经在实践中证明其自身是有利的，也经常存在单独的张紧元件的单独张紧将是有利的情况。

本发明的目的是为此提供一种解决方案。

发明内容

根据本发明，该目的通过在开始处提及的所述类型的张紧装置实现，其中张紧元件中的每一个与单独的马达驱动单元相关联。以这种方式，张紧元件可以被共同地或单独地致动。还可以专门地仅致动张紧元件的子组。

根据具体情况的具体参数、特别是上级组件的尺寸，例如可以设置三至八个张紧元件。然而，也可以设想设置多于八个张紧元件。

有利地，可以设置至少一个马达驱动单元、优选地所有马达驱动单元包括可流体驱动的马达驱动单元，例如可气动驱动的马达驱动单元、优选地可气动操作的径向活塞马达。可流体驱动的马达驱动单元的优点在于，无论如何，在上级组件的位置处，至少一种工作流体的供应通常是可用的。特别地，可气动操作的径向活塞马达具有能够提供高扭矩的优点，尤其是在低速时。

为了能够精细地控制张紧元件的运动，还提出至少一个马达驱动单元、优选地所有马达驱动单元包括减速齿轮，例如蜗轮。在这种情况下，蜗轮具有自锁的优点。因此，不需要采取附加的预防措施来防止相关联的张紧元件在可流体驱动的马达驱动单元已经关闭之后被再次意外释放。

蜗轮与可气动操作的径向活塞马达的组合特别有利，因为该组合确保蜗轮的自锁的断开扭矩可以被可气动操作的径向活塞马达可靠地克服。

在本发明的进一步发展中，提出了蜗轮的蜗杆在输入侧上与可流体驱动的马达驱动单元连接，在输出侧上与蜗轮的轴向固定的花键元件减速接合(reductionengagement)，并且花键元件与可轴向移动但可旋转布置的张紧元件螺纹接合。

例如，张紧元件可以具有外螺纹，该外螺纹与设置有内螺纹的中空杆的内螺纹螺纹接合。

花键元件可以设计成在其自由端部(即背离张紧元件的端部)处具有工具接合轮廓，以便能够手动地重新张紧填料函密封件，例如如果流体供应故障。例如，工具接合轮廓可以为六边形轮廓。

为了能够吸收由上级组件的固定元件和可移动元件之间的相对运动以及因此填料函密封件和填料函压盖之间的相对运动产生的扭矩，可以设置填料函压盖或连接到其的元件具有至少一个轴向通孔，轴向滑动轴承容纳在该通孔中，该轴向滑动轴承被设计成并旨在与附接到上级组件的相关联的导向销滑动接合。以这种方式，这些扭矩可以被保持远离张紧元件，因此张紧元件可以专门设计用于张紧填料函压盖。优选地，可以提供多个这样的轴向通孔。

此外，驱动单元的重力可以借助于花键元件的一部分(例如圆柱形设计)传递到上级组件的固定元件，该花键元件可旋转地安装在轴承座的通孔中，并且该轴承座连接到上级组件的固定元件。以这种方式，驱动单元与覆盖填料函密封件的盖元件的连接仅需要克服由驱动单元的操作产生的扭矩。

在本发明的进一步发展中，提出了填料函压盖在垂直于其纵向延伸的截面上具有大致矩形的横截面积。以这种方式，来自花键元件的力可以通过张紧元件以基本上直线的方式引入填料函压盖中。填料函压盖的纵向延伸可以在圆周方向上延伸，例如旋转压力过滤器的情况。

为了增加填料函压盖的刚度，建议矩形的长边至少是矩形的短边的三倍长。

为了能够更容易地组装和拆卸填料函压盖，可以设置将填料函压盖分成多个区段。有利地，可以为每个张紧元件设置单独的区段。然而，原则上，也可以设想两个或更多个张紧元件与至少一个区段相关联。例如，可以选择区段的数量，使得单独的区段在尺寸和/或重量方面易于处理。

然而，为了能够设置整体刚性的填料函压盖，在本发明的进一步发展中提出，两个相互相邻的区段的自由端部被设计成以形状配合锁定的方式互锁。这种设计可以增加填料函压盖的刚度，因为由张紧元件施加在该区段上的力(例如居中地作用在该区段上的力)也可以借助于形状配合锁定传递到相应的相邻区段，并且这些相邻区段因此抵消了所讨论的所述区段的变形。

此外，可以设置形状配合锁定作用于轴向方向、径向方向和圆周方向中的至少两个方向、优选地所有三个方向。

除了形状配合锁定之外或作为形状配合锁定的替代方案，可以设置至少两个相互相邻的区段的自由端部借助于至少一个径向延伸的螺钉彼此连接，和/或至少两个相互相邻的区段的自由端部借助于轴向地邻接在区段上的联接元件彼此连接。通过这些进一步的发展，填料函压盖的刚度也可以进一步提高。当使用联接元件时，该联接元件可以具有用于导向销的带有轴向滑动轴承的通孔。

在本发明的进一步发展中，进一步提出了被设计成并旨在检测填料函压盖距上级组件的距离的至少一个距离传感器被布置在分布在填料函压盖的圆周上的至少三个点处。

此外，可以设置至少一个压力传感器，该至少一个压力传感器被设计成并旨在检测供应驱动流体的压力。由于张紧元件压靠填料函压盖的面积是恒定的，因此所述压力与张紧元件压靠填料函压盖的力成比例。如果上级组件的处理室中的处理压力已知，则该力与由该力引起的位移进行比较可以得出关于填料函密封件状况的结论。这使得可以始终以确保处理室被密封所需的精确力将张紧元件压靠在填料函压盖上。这防止了填料函密封件过度张紧，并且因此防止其过早磨损。

为了实现对张紧元件或与这些张紧元件相关联的可流体驱动的马达驱动单元的上述控制，张紧装置还可以包括阀装置，该阀装置被设计成并旨在向多个可流体驱动的马达驱动单元供应驱动流体或将驱动流体再次从这些马达驱动单元排出。特别地，单独的阀单元可以与每个可流体驱动的马达驱动单元相关联。例如，至少一个阀单元的阀装置可以包括5位3通阀。

在本发明的进一步发展中，还可以设置控制单元，该控制单元被设计成并用于在第一操作模式下在驱动流体供应或排出的意义上共同地控制阀单元，并且在第二操作模式下在驱动流体供应或排出的意义上单独地或分组控制阀单元。例如，当填料函压盖在初始组装期间或更换填料函密封件后需要以均匀的力施加抵靠填料函密封件时，可以使用第一操作模式。在定位运动的第一阶段，即使使用可气动驱动的旋转活塞马达时，也可以覆盖相对较大的距离，因为相对较低的扭矩足以使填料函压盖仅移动。在第二阶段，则可以用预定的力将填料函压盖压靠在填料函密封件上。这里，每单位时间覆盖的距离较小，因此即使在使用可气动驱动的旋转活塞马达时，也可以获得相对较高的扭矩和由此的压力。如果流体压力不再足以使特定的驱动单元继续旋转，则其简单地停止。这确保了填料函压盖以相同的力邻接在整个填料函密封件上。根据距离传感器的测量结果，通过进一步致动单独的张紧元件或至少一组张紧元件，则第二操作模式可以用于使填料函压盖适应填料函密封件的状况。

如果单独的阀单元与每个驱动单元相关联，则可以动态地形成这些组。然而，也可以设想静态地预定义组，并且因此节省阀单元的成本。

附图说明

以下通过示例并参考附图更详细地描述根据本发明的实施例，附图示出了：

图1是配备有根据本发明的装置的实施例的旋转压力过滤器的透视图；

图2是如图1所示的根据本发明的旋转压力过滤器和装置的一部分的侧剖视图；

图3是沿着轴向方向观察的根据本发明的填料函压盖的前视图；

图4是如图3所示的填料函压盖的细节IV的放大视图；

图5是如图4所示的但沿径向方向看到的填料函压盖的细节IV；

图6是填料函压盖的导向销的侧剖视图；

图7是根据本发明的旋转压力过滤器的一部分的正视图；

图8是示出了距离传感器的结构和功能的侧剖视图；

图9是根据本发明的阀装置的示意图；

图10是根据本发明的具有如图9所示的阀单元的马达驱动单元的放大示意图。

具体实施方式

在图1和2中，作为上级组件的示例，旋转压力过滤器通常用附图标记10表示。根据本发明的用于张紧填料函密封件42的装置14沿着描述轴向方向的纵向轴线12安装在旋转压力过滤器10的前端部处和后端部处。径向方向13垂直于纵向轴线12延伸(见图4)。张紧装置14中的每一个包括多个张紧元件16。单独的可流体驱动的马达驱动单元18与张紧元件16中的每一个相关联。马达驱动单元18可以例如是可气动操作的径向活塞马达。

参考图2，减速齿轮20(例如蜗轮)连接到马达驱动单元18。蜗杆(未示出)与轴向固定的花键元件24减速接合，并与花键元件24形成蜗轮20。花键元件24基本上是圆柱形的，其中花键径向向外指向。

工具接合轮廓26形成在花键元件24的自由端部24a处，即轴向更向外的端部。例如，该工具接合轮廓26可以被设计为六边形轮廓。

马达驱动单元18借助于保持器28支撑在盖元件30上，该盖元件又通过例如螺钉、铆钉、粘合剂等附接到旋转压力过滤器10的固定元件32上。一方面，这些保持器28防止驱动单元18围绕花键元件24的纵向轴线旋转，另一方面，还防止蜗杆22和花键元件24轴向地滑动。盖开口30a设置在盖元件30中，花键元件24通过该盖开口突出到盖元件中。

在其轴向更向内的端部部分24b处，花键元件24被设计为中空杆并与张紧元件16螺纹接合。为此目的，花键元件24具有内螺纹24c并且张紧元件16设置有外螺纹16a，该外螺纹与花键元件24的内螺纹28c螺纹接合。这允许张紧元件16可轴向移动。

花键元件24在轴向更向内的端部部分24b处被引导通过稳定元件36的通孔34。轴承设置在通孔34中，该轴承被设计成并旨在支撑花键元件24的旋转运动。稳定元件36以可操作地固定的方式(例如通过螺钉、铆钉、粘合剂等)连接到旋转压力过滤器10的固定元件32。花键元件24在轴向方向上向外的轴向运动可以通过花键元件24来避免，该花键元件在其轴向更向内的端部处具有邻接在稳定元件36上的径向肩部24d。

在其与内螺纹16a相对的端部处，张紧元件16通过接收件40邻接在填料函压盖38上。当花键元件24旋转时，接收件40与填料函压盖38的相互作用还防止张紧元件16旋转，并因此产生张紧元件16抵靠填料函压盖38的定位运动。

填料函压盖38被布置成使得该填料函压盖压靠填料函密封件42，该填料函密封件在这种情况下包括多个填料函密封环44。填料函密封件42在其背离填料函压盖38的一侧上邻接在旋转压力过滤器10的固定元件32的径向向内面向的肩部46上。填料函密封件42在其径向外侧上邻接在旋转压力过滤器10的固定元件32上。并且填料函密封件42在其径向内侧上邻接在旋转压力过滤器10的可移动元件48上。

如图2所示，在垂直于其纵向延伸的截面中，填料函压盖38具有大致矩形横截面。在图2所示的实施例中，矩形的长边在轴向方向上延伸，并且大约是矩形的短边的三倍长。

张紧填料函密封件42的程序如下。马达驱动单元18借助于蜗轮20旋转花键元件24。由于花键元件24的内螺纹24c与张紧元件16的外螺纹16a接合并且接收件40与填料函压盖38相互作用的事实，花键元件24的旋转运动被传递到张紧元件16，使得张紧元件沿轴向方向缩回和/或伸出。张紧元件16的轴向运动引起填料函压盖38的类似的轴向运动。当填料函压盖38在填料函密封肩部46的方向上轴向移动时，填料函密封件42压靠填料函密封肩部46并在径向方向上膨胀。通过这种方式，填料函密封件42在其滑动表面处密封固定元件32和可移动元件48。不言而喻，花键元件24的旋转方向仅需要被反向以便释放填料函密封件42。

参考图3至图5，填料函压盖38是大致环形的，其中，它可以具有多个相互连接的区段38a(见图3)或38b、38c(见图4和图5)。两个相互相邻的区段在连接部分50处彼此连接。

图4中的详细视图示出了第一区段38b如何与第二区段38c互锁。为此目的，第一区段38b在第一端部处具有凹陷的端部部分38d。与凹陷的端部部分38d相邻，第一区段38b设置有凹部38e。第二区段38c的相邻(第二)端部被设计成相应地与第一区段38b的第一端部互补，从而至少在径向和圆周方向上形成形状配合锁定(positive-locking)连接。例如，第一区段38b的凹陷的端部部分38d和凹部38e可以径向向外凹陷，第二区段38c可以径向向内形成有对应的轮廓。

此外，联接元件52设置在连接部分50上，该联接元件轴向地邻接在相邻的区段38b、38c上。该联接元件52邻接在区段38b、38c上并将第一区段38b和第二区段38c彼此连接。为此目的，联接元件52借助于紧固元件54紧固(例如螺纹连接)到相邻区段38a。

从图5中可以看出，两个相邻的区段38b、38c还借助于径向延伸的螺钉56相互连接。螺钉56可以延伸穿过一个区段的凹部38e和相邻区段的凹陷的端部部分38d。为了进一步增加稳定性，两个螺钉56可以从径向向外延伸至径向向内延伸，并且同一连接部分50的两个螺钉56可以沿相反方向延伸。

根据图6，联接元件52还设置有轴向通孔60。轴向滑动轴承62容纳在该轴向通孔60中，导向销64穿过该通孔。导向销64不仅借助于联接元件52连接到填料函压盖38，还借助于固定元件32附接到上级组件10。为此目的，固定元件32具有螺纹孔66，导向销64的端部部分64a拧入该螺纹孔中。导向销64在邻近端部部分64a的部分处设置有突起68，该突起邻接在固定元件32上。填料函压盖38可以借助于导向销64在圆周方向上被支撑，使得这种运动部件不能对张紧装置、特别是张紧元件16的功能有任何不利影响。

此外，根据本发明的装置14可以设置有距离传感器70(见图7)。距离传感器70可以例如以可操作地固定的方式附接到盖元件30，使得其检测填料函压盖38通过盖开口30a距上级组件10的距离。这可以是例如填料函压盖38的轴向外端部和可移动元件48的轴向外表面之间的距离72(见图8)。以这种方式，可以检测填料函压盖38的倾斜位置。

图9示出了根据本发明的阀装置80的示意图，通过该阀装置控制马达驱动单元18’，以便重新拧紧填料函密封件42的张紧元件16。

马达驱动单元18’的数量对应于张紧元件16的数量。在图1所示的示例性实施例中，沿轴向方向观察，具有八个张紧元件16的根据本发明的装置14分别设置在旋转压力过滤器10的前端部和后端部处。然而，不言而喻，本发明不限于这个数量。

阀装置80被设计成并旨在向可流体驱动的驱动单元18’供应驱动流体F或者将这些驱动流体再次从这些驱动单元排出。为此目的，阀单元82与每个可流体驱动的驱动单元18’相关联。驱动流体F借助于管线系统84供应到阀单元82，并将其再次从阀单元排出。

通过其将驱动流体F供应到阀单元82的压力可以通过压力传感器86来检测。此外，可以设置电气受控减压器88，其根据压力传感器86将管线系统84中的压力保持在预定的最大压力以下。

此外，可以设置具有至少两种操作模式的控制单元89。在第一操作模式中，控制单元89在驱动流体供应或排出的意义上共同地控制阀单元82。在第二操作模式中，阀单元82在驱动流体供应或排出的意义上被单独地或分组控制。

根据本发明，阀单元82可以与每个可流体驱动的马达驱动单元18’相关联。图10示出了可流体驱动的马达驱动单元18’与处于中立的中间位置的阀单元82的这种组合。

阀单元82包括已知设计和已知功能的5位3通阀。

在阀单元82的中立的中间位置，没有驱动流体F被供应到马达驱动单元18’，使得马达驱动单元18’不产生任何输入或输出动力。相关联的张紧元件16保持在其设定位置。

如果阀单元82移动到另外两个位置中的一个位置，则驱动流体F可以通过管线90被供应到马达驱动单元18’。这使得马达驱动单元18’顺时针或逆时针旋转。马达驱动单元18’的旋转可以通过改变阀单元82的位置和驱动流体F的流动方向的相关联的变化而反向。

根据阀单元82的位置，马达驱动单元18’因此产生输入力或输出力。相关联的张紧元件16由此被拧紧，并且因此填料函密封件42被压靠在上级组件10上，或者张紧元件16从填料函密封件42移除并因此被松开。

根据阀单元82的位置，至少一个管线90通向减震器92。在本文中，术语“排出”描述了驱动流体F借助于连接到驱动单元18’的管线90从驱动单元排出。驱动流体F可以是空气、氮气等。

Claims (18)

1.一种用于张紧填料函密封件(42)、特别地用于张紧旋转压力过滤器(10)的填料函密封件(42)的装置(14)，所述装置邻接抵靠由所述填料函密封件(42)密封的上级组件(10)，并且所述上级组件与所述填料函密封件(42)一样不属于所述张紧装置(14)，所述装置包括：

-填料函压盖(38)，其被设计成并旨在邻接抵靠所述填料函密封件(42)的自由侧，以及

-多个张紧元件(16)，所述多个张紧元件被设计成并旨在按压所述填料函压盖(38)抵靠所述填料函密封件(42)，并且因此按压所述填料函密封件(42)抵靠所述上级组件(10)，

其特征在于，单独的马达驱动单元(18)与所述张紧元件(16)中的每一个相关联。

2.根据权利要求1所述的张紧装置，其特征在于，至少一个马达驱动单元(18)、优选地所有马达驱动单元(18)包括可流体驱动的马达驱动单元，例如可气动驱动的马达驱动单元、优选地可气动操作的径向活塞马达。

3.根据权利要求1或2所述的张紧装置，其特征在于，至少一个马达驱动单元(18)、优选地所有马达驱动单元(18)包括减速齿轮(20)，例如蜗轮。

4.根据权利要求3所述的张紧装置，其特征在于，所述蜗轮(20)的蜗杆在输入侧上与可流体驱动的马达驱动单元(18)连接，在输出侧上与蜗轮的轴向固定的花键元件(24)减速接合，并且其中，所述花键元件(24)与可轴向移动但能够旋转布置的张紧元件(16)螺纹接合。

5.根据权利要求4所述的张紧装置，其特征在于，所述花键元件(24)在其自由端部(24a)处，即背离所述张紧元件(16)的端部处形成有工具接合轮廓(26)。

6.根据前述权利要求中的任一项所述的张紧装置，其特征在于，所述填料函压盖(38)或连接到其的元件(52)具有至少一个轴向通孔(60)，轴向滑动轴承(62)容纳在所述通孔中，所述轴向滑动轴承被设计成并旨在与附接到所述上级组件(10)的相关联导向销(64)滑动接合。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的张紧装置，其特征在于，所述填料函压盖(38)在垂直于其纵向延伸的截面上具有大致矩形的横截面积。

8.根据权利要求7所述的张紧装置，其特征在于，所述矩形的长边至少是所述矩形的短边的三倍长。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的张紧装置，其特征在于，所述填料函压盖(38)被分成多个区段(38a)。

10.根据权利要求9所述的张紧装置，其特征在于，两个相互相邻的区段(38b，38c)的自由端部被设计成以形状配合锁定的方式互锁。

11.根据权利要求10所述的张紧装置，其特征在于，所述形状配合锁定在轴向方向、径向方向和圆周方向中的至少两个方向、优选地所有三个方向起作用。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的张紧装置，其特征在于，至少两个相互相邻的区段(38b，38c)的自由端部借助于至少一个径向延伸的螺钉(56)相互连接，和/或其中至少两个相互相邻的区段(38b，38c)的自由端部借助于在轴向上邻接在所述区段上的联接元件(52)相互连接。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的张紧装置，其特征在于，被设计成和旨在检测所述填料函压盖(38)距所述上级组件(48)的距离(72)的至少一个距离传感器(60)在每种情况下被布置在分布在所述填料函压盖(38)的圆周上的至少三个点处。

14.根据前述权利要求中的任一项所述的张紧装置，其特征在于，设置至少一个压力传感器(86)，所述至少一个压力传感器被设计成并旨在检测供应驱动流体(F)的压力。

15.根据前述权利要求中的任一项所述的张紧装置，其特征在于，所述张紧装置进一步包括阀装置(80)，所述阀装置被设计成并旨在向多个可流体驱动的马达驱动单元(18)供应驱动流体(F)或将驱动流体(F)再次从所述多个可流体驱动的马达驱动单元排出。

16.根据权利要求15所述的张紧装置，其特征在于，单独的阀单元(82)与每个可流体驱动的马达驱动单元(18)相关联。

17.根据权利要求16所述的张紧装置，其特征在于，至少一个阀单元(82)包括5位3通阀。

18.根据权利要求15至17中的任一项所述的张紧装置，其特征在于，设置有控制单元(89)，所述控制单元被设计成并用于在第一操作模式下在驱动流体供应或排出的意义上共同地控制所述阀单元(82)，并且在第二操作模式下在驱动流体供应或排出的意义上单独地或分组控制所述阀单元(82)。