CN1865710A - 离心泵及其静态密封件 - Google Patents

Abstract

本发明一种离心泵及其进行动态密封的静态密封件。本发明特别涉及通过例如在静态密封件磨损时可以调节其间隙而不需要停止泵的方式调整所述静态密封件及其用作配对环的连接。按照本发明的离心泵的特征包括泵壳体(72)、轴(12)、连接在轴上的叶轮以及结合轴(12)布置的动态密封(30、32)以及从叶轮观看结合轴(12)布置在动态密封之后的静态密封件，所述静态密封件包括轴(12)上的柔性密封装置(50)及其固定配对环，其中包括固定配对环(60)的密封盖(62)可在泵的轴向上调节。

Description

离心泵及其静态密封件

技术领域

本发明涉及一种离心泵及其进行动态密封的静态密封件。本发明特别涉及通过例如在静态密封件磨损时可以调节其间隙而不需要停止泵的方式调整所述静态密封件及其用作配对环的连接。

背景技术

动态密封是一种密封配置，该配置能够在没有任何机械接触的情况下密封操作期间的离心泵，使得没有液体沿着轴朝着轴承和驱动器泄漏。用于相同目的的其它密封配置例如是编织填料和滑动环密封件，它们都需要在转动和固定表面之间机械接触。换言之，清楚的是基于连续机械接触的所述密封类型在其寿命期间的某些时刻经受磨损问题。

动态密封在结合泵的后壁布置的环形腔室内在泵轴承(从抽吸导管看到)前部定位在泵蜗壳之后。所述腔室在泵叶轮转动的地方与泵蜗壳直接流体连通。连接在泵轴上的转动盘将所述腔室分成叶轮侧空腔和泵轴承侧空腔。所述盘设置面向轴承侧空腔的叶片，由此它可称为反射器(repeller)，由此盘的另一侧是平坦的。考虑到所述环形腔室含有液体的情况，所述盘上的叶片趋于将液体首先径向向外并围绕盘的外周边泵送到腔室的叶轮侧空腔。但是，现在泵在操作过程中，通过叶轮在泵蜗轮内产生的压力影响相反方向，即叶轮朝着轴承压迫液体。由此，形成平衡，其中通过所述反射器的叶片转动的液体环补偿叶轮产生的压力，并且泵通过没有液体进入轴承侧上的腔室的轴空间的方式密封。但是，当泵不运行时，将要泵送的液体允许在腔室内围绕反射器盘的边缘自由流动到轴空间并且从中流到环境，除非以适当方式防止。这通过所谓的静态密封件来完成，静态密封件具有多种公知类型。其中，WO-A1-03/040598和CA-C-1317329与静态密封件相关。但是，以下描述讨论两种其它基本类型的静态密封件，这些密封件认为是本发明的基础。在一种类型中，例如图1所示的一个静态密封件，由柔性材料制成并且朝着泵轴径向延伸的盘连接到泵壳体上或连接到其盖上，并且具有连接在轴上的环，以用作柔性盘的配对构件。所述环以如下方式安装在轴上，即在液体从泵流到轴空间时，它将柔性盘压靠轴上的环，或者更准确地说，压靠所述环的密封表面。下面更加详细描述的另一选择是将柔性材料盘自然地布置在轴上以及将其固定配对部分固定在泵壳体或壳体盖上。但是两种情况的操作原理保持相同。

具有连接到泵壳体或壳体盖上的柔性盘的上面更加详细描述的进行动态密封的静态密封件的缺陷在于在泵停止时，离心力推动配对环和静态密封件之间的液体。这可能造成将要泵送的液体泄漏以及密封件磨损。所述问题的一种解决方法在专利说明书US4973063中披露，其中两个密封环(一个柔性，另一个不可柔曲)定位在该轴上，以便在泵运行的同时结合动态密封防止液体溢流。两个密封件是转动的，并且更靠近动态密封的不可柔曲的密封环的目的是防止液体流到用作主要密封件的外部密封环，并且从中进一步流出。由于两个密封件在泵壳体内部组装在轴上，难以调节间隙，并且只通过停止泵来进行调节。

通常用作离心泵轴密封件的进行动态密封的静态密封件如上所述由固定组装的柔性盘和通过锁定螺钉连接到轴上的转动配对环形成。下面，列举这种构造影响泵操作的多个缺陷：

-当泵停止运行时，离心力加速液体逃逸以及转动配对环和静态密封件之间夹带的壳体造成将要泵送的液体泄漏以及密封件磨损；

-由于静态密封件的配对环连接在轴上，当静态密封件磨损时，泵必须停止。通常用来连接配对环的锁定螺钉必须松开，并且随后配对环必须运动到用于静态密封件的新位置。这种类型的调节非常费时并且烦琐；

-在现有技术的解决方法中，没有用于泄漏飞溅收集的装置和轴盖，如果该结构设置防止飞溅并且与轴接触的盖，应该总是在配对环间隙调节之前拆卸。该配置复杂、成本高并且难以使用。

发明内容

按照本发明，通过以如下的另一方式来构造所披露的结构，即在现有技术配置中用作静态密封件的柔性板制成可以转动，设计成可适用于此目的，并且将其定位在轴空间内，并且通过将在现有技术中转动的配对环制成静态密封件，并且将其定位在进一步远离叶轮的轴向上，从而获得以下优点：

-当泵停止、但还转动时，使得离心力将被泵送的液体和可能夹带其中的颗粒一起传递离开静态密封件的密封点附近，由此减小液体的泄漏和密封件的磨损；

-当静态密封件磨损时，可以在泵运行的同时调节其间隙，这是由于可以结合连接到泵壳体盖或壳体上的密封盖进行调节，密封盖作为静态密封件的配对构件操作。由此，与传统配置相比，可更加快速地进行调节；

-按照本发明的优选实施例，保护轴离开被泵送的液体，并且如果密封件泄漏，将飞溅物收集在密封盖内并且以受控方式将其引导到泄漏收集系统。密封盖还可设计成使得转动轴被覆盖，由此轴将不如同现有技术解决方法那样在调节密封件间隙过程中受到危险，也不使其妨碍调节。

本发明的目的在于通过披露例如一种适用于离心泵的静态密封件来消除现有技术离心泵的至少某些问题和缺陷。通过使用所述的静态密封件，可以在泵停止、但还转动时使得离心力将被泵送的液体和可能夹带其中的颗粒一起传递离开静态密封件的密封点附近，由此减小液体的泄漏和密封件的磨损。按照本发明的离心泵以及在结合离心泵使用的静态密封件的典型特征在于在静态密封件磨损时，在泵还运行时，可以调节其间隙。

按照本发明的离心泵及其静态密封件的其它特征将在所附权利要求中变得清楚。

附图说明

下面将参考附图，通过实例，更加详细地描述按照本发明的离心泵及其静态密封件，附图中：

图1示意表示与离心泵相结合的按照现有技术的静态密封件；以及

图2示意表示与离心泵相结合的按照本发明的静态密封件。

具体实施方式

图1使用表示按照现有技术用于离心泵的进行动态密封的静态密封件的传统结构。离心泵的叶轮(未在附图示出)将进入泵的液体从左侧沿着抽吸导管泵送到泵蜗壳的压力开口。叶轮连接到泵轴12上，泵轴12通过轴承安装在泵壳体右侧(部分已经剖开)。叶轮之后的泵内空间通过泵后壁20限制。定位在结合泵的后壁20配置的环形密封腔室32内并连接到泵轴12上的盘30用作泵的动态密封，并且称为反射器。转动盘30(即连接到轴12上的反射器)将腔室32分成叶轮侧空腔34和泵轴承侧空腔36，其方式是在盘30边缘的外周边外侧的所述空腔之间具有流体连通。大致在盘的整个径向尺寸上，所述盘30在面向所述轴承侧孔36的一侧设置叶片38，同时相对侧是平的。反射器叶片38的目的在于将轴承侧空腔36内的液体向外朝着叶轮侧空腔34泵送，这也通过泵叶轮产生的压力影响，并通过叶轮的后叶片产生的背压减小。换言之，反射器的叶片38产生影响从空腔36到空间34并朝着泵叶轮的压力，由此叶轮之后的空间内的压力得以平衡。

通常使用的离心泵的所述进行动态密封的静态密封件是从叶轮观看布置在动态密封之后的柔性静态板或盘40，静态板或盘通过环46和螺栓或无头螺钉48连接到泵壳体或壳体盖上，并且在泵停止时压靠轴12上的转动静静态密封件40的配对环42上，并且防止液体流出泵。换言之，从叶轮方向(从附图左侧)进入的液体因此将密封盘40压靠配对环42。配对环42通过一个或多个螺钉连接在轴12上。在泵停止、但还运行时出现例如说明书背景技术中所列举的问题，由此离心力将进入轴空间44的液体在静密封盘40和转动配对环42之间推到动态密封之后的轴承一侧上。所述的密封件具有如下的构造，即由于离心力，进入转动配对环42的表面范围的固体材料趋于沿着该表面向外流动，由此它进入转动环和密封盘之间的间隙。在位于其之间的同时，固体材料或者腐蚀该表面，大多数腐蚀密封盘，或者在表面之间的相互运动停止时离开该表面之间的间隙，由此密封空间内的液体从中泄漏。

图2表示按照本发明优选实施例的密封配置。按照本发明，图1的公知静密封配置的结构以如下方式进行颠倒变化，即用作静态密封件的柔性板40进行重新设计并且可以转动，而转动的固定配对环42现在制成静态密封件。新型柔性密封装置50在动态密封之后位于泵轴上，并且其中按照本发明的优选实施例防止轴12与将被泵送的液体接触。从泵的叶轮观看，按照本发明的新型静(即固定)配对环60自然位于柔性密封装置50之后。由于新型静态密封件的柔性密封装置50是转动的，可以通过离心力保持液体和可能夹带其中的颗粒远离转动密封装置和静密封装置之间。

静态密封件的柔性密封装置50按照本发明的优选实施例是管状圆柱形形式，它在面向泵叶轮的部分52处具有一致的直径，随后是具有小于部分52的直径的限制部分54，部分54的目的在于确保密封件的柔性，并且之后是具有较大直径并且面向固定配对环60的突唇56。所述密封件突唇56的轴向尺寸小于部分52。另外，突唇56的轴向尺寸朝着突唇的径向外尖端减小。最好大致垂直于轴12并且压靠配对环60的端表面的柔性密封装置50的密封表面58可以是直的，或者至少部分倾斜，而突唇56的尖端更加靠近配对环的表面。当密封表面58通过适当成形倾斜时，在泵启动时，由于离心力，突唇的尖端趋于向外弯转，并且同时略微离开配对环60，换言之与配对环60隔开，由此可以减小静态密封件的磨损。

作为连接到泵壳体盖和壳体72上的环形密封盖62一部分的配对环60用作静态密封件的柔性密封装置50的配对部分。密封盖62通过从大致管状密封盖62延伸的凸缘64连接到泵壳体或壳体盖上。凸缘64设置连接螺栓或无头螺钉66所需的开口，由此密封盖连接到泵壳体72或壳体盖上。对于用作这种静态密封件的第二部分的密封盖62来说，可以具有一个或多个连接点，但是最好是三个连接点。由此，可以通过无头螺钉66或旋入其中的螺母68来调节静态密封件。这种调节与连接到泵壳体盖或壳体上的密封盖62相结合来进行，由此当静态密封件磨损时，可以在泵运行的同时调节其间隙。由此，与传统解决方法相比，可以更容易和快速地进行调节。

按照图2，静态密封件的柔性密封装置50保护轴12不受被泵送液体的影响。如果柔性密封装置50朝着轴承可渗漏湿气或泄漏，按照本发明的优选实施例可以将泄漏物收集到用作柔性密封装置50的配对部分的密封盖62，并且另外以受控方式从中排入到收集系统70。密封盖62可朝着泵轴承延伸，如附图示意所示，使得转动轴12可被密封盖覆盖，由此没有现有技术解决方法那样在调节静态密封件的间隙时接触转动轴的危险，也不妨碍间隙的调节。

从以上说明中必须注意到具有配对环和凸缘以及延伸部的密封盖表示成一个整体构件。当然可以将密封盖制成多个元件。例如配对环可以是在组装密封件时与凸缘和轴盖连接在一起的分开部件。以类似方式，也可以具有其它变型。例如轴盖可以不是密封盖的整体部分，而是采用连接螺栓和无头螺钉进行连接的分开部件。

从以上描述中可以看出，可以开发一种比所述静态密封件配置更加灵活的静态密封件，所述配置例如可以在泵运行时调节间隙。虽然结合当前优选的实施例，通过实例描述了本发明，应该理解到本发明不局限于所披露的实施例，而是趋于覆盖其特征和其它应用的多种组合和/或变型，而不偏离所附权利要求限定的本发明的范围。

Claims (16)

1.一种离心泵，包括泵壳体(72)、轴(12)、连接在轴上的叶轮以及结合轴(12)布置的动态密封(30、32)以及从叶轮观看结合轴(12)布置在动态密封之后的静态密封件，所述静态密封件包括轴(12)上的柔性密封装置(50)及其固定配对环，其特征在于，包括固定配对环(60)的密封盖(62)可在泵的轴向上调节。

2.如权利要求1所述的离心泵，其特征在于，静态密封件的间隙可以在泵运行时调节。

3.如上述权利要求任一项所述的离心泵，其特征在于，密封盖(62)通过调节装置(64、66、68)连接到泵壳体(72)和/或壳体盖上。

4.如上述权利要求任一项所述的离心泵，其特征在于，所述调节装置包括密封盖的凸缘(64)和具有螺母(68)的连接螺栓或无头螺钉(66)。

5.如上述权利要求任一项所述的离心泵，其特征在于，密封盖(62)朝着泵轴承的延伸部用作轴盖。

6.如上述权利要求任一项所述的离心泵，其特征在于，用于收集从静态密封件到密封盖(62)的液体泄漏并且将其进一步引导到泄漏收集系统(70)的装置。

7.如上述权利要求任一项所述的离心泵，其特征在于，静态密封件的柔性密封装置(50)位于泵轴上，并且由圆柱形部分(52)、环形限制部分(54)和突唇(56)形成。

8.如上述权利要求任一项所述的离心泵，其特征在于，所述密封装置(50)防止被泵送的液体与泵轴(12)接触。

9.一种与离心泵的动态密封相结合使用的静态密封件，所述静态密封件包括柔性密封装置(50)及其固定配对环，其特征在于，配对环(60)是带有凸缘(64)的密封盖(62)的一部分，通过凸缘可以调节静态密封件的间隙。

10.如权利要求9所述的静态密封件，其特征在于，组装在轴上的静态密封件的柔性密封装置(50)在其一端形成大致圆形部分(52)、环形限制部分(54)并且在其另一端形成密封装置(50)的径向向外延伸的突唇(56)，突唇一侧形成密封装置(50)的端表面(58)并且和配对环(60)一起操作。

11.如权利要求10所述的静态密封件，其特征在于，所述端表面(58)是大致径向的。

12.如权利要求9-11任一项所述的静态密封件，其特征在于，密封装置(50)的静态密封件，其特征在于，密封装置(50)的端表面(58)完全或部分倾斜。

13.如权利要求8-11任一项所述的静态密封件，其特征在于，突唇(56)的所述径向最外部分形成突唇的尖端，该尖端在密封件操作时与配对环(60)接触。

14.如权利要求9-13任一项所述的静态密封件，其特征在于，突唇(56)的所述尖端比突唇的其它部分进一步轴向延伸。

15.如权利要求9-14任一项所述的静态密封件，其特征在于，密封盖(62)大致圆柱形形式，形成轴盖。

16.如权利要求9-11任一项所述的静态密封件，其特征在于，密封盖设置用于引导泄漏液体到泄漏收集系统的装置。

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