CN1918413A - 机械轴封结构 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种机械轴封结构。该结构包括至少一个随轴(14)相对于装置的机架(13)转动的密封部件(1,2),以及至少一个紧固在机架(13)上和/或紧固在独立的机架部件(3)上且相对于所述机架和/或机架部件不转动的密封部件(4)。该结构还包括至少一个用于连接相对于机架(13)转动的密封部件(1,2)和/或转动的密封部件(1,2)的附加部件(7),以及至少一个用于连接机架(13)和相对于所述机架不转动的密封部件(4)并防止所述密封部件(4)相对于机架(13)转动的附加部件(4)。至少一组附加部件(7,8)是记忆金属元件。
Description
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1的前序部分的机械轴封结构,更具体地,涉及这样一种机械轴封结构,即,所述机械轴封结构包括:至少一个随轴相对于装置的机架转动的滑动表面部件;至少一个紧固在机架上和/或紧固在独立的机架部件上且相对于所述机架和/或机架部件不转动的滑动表面部件,其中,相对于机架转动的滑动表面部件和不转动的滑动表面部件设有相互压靠的滑动表面;至少一个用于将相对于机架转动的滑动表面部件连接到轴上和/或连接到至少一个紧固在轴上并随轴转动的插入件上的附加部件,以将转动从所述轴传递至所述滑动表面部件;以及至少一个用于将相对于机架不转动的滑动表面部件连接到机架上或至少连接到一个与机架相连接的插入件上的附加部件,以防止所述滑动表面部件相对于机架转动。
背景技术
已知的机械轴封通常包括至少一个紧固在相对于装置的机架转动的轴上的转动的滑动表面部件,以及至少一个紧固在装置的机架上或紧固在独立的机架部件上的不转动的滑动表面部件。这些轴封还包括:阻止或转移相对于机架的转动的独立的附加部件,至少一个确保滑动表面在工作时互相接触的弹簧,以及至少一个可将弹力引向其它部件的插入件。此外,轴封可包括不同的辅助密封件,用于密封上述部件之间的间隙。
工作时,一个滑动表面部件随装置的轴转动,另一个滑动表面部件保持不转动地紧固在装置上或紧固在独立的机架部件上,同时机械轴封中的滑动表面部件的相互压靠的滑动表面相对转动。这些滑动表面的目的在于(密封)形成于相对于装置的机架转动的轴与机架之间的间隙。工作时,机械轴封中的部件的相对转动的平表面之间施加有摩擦力,该摩擦力是在部件互相接触时产生的。根据通常的情形,装置内的介质或特别为此目的而引入机械轴封的介质对机械轴封内的滑动表面部件的平表面进行冷却和润滑。介质的目的在于,进入转动的平表面之间并减小施加在平表面之间的摩擦力,从而降低由机械轴封内的滑动表面部件的平表面上的摩擦力产生的热能。
这种机械轴封的转动的滑动表面部件,通过包括在轴封内并为此目的而设计的附加部件,或通过将由轴的转动所产生的转矩传递至机械轴封的转动的滑动表面部件的加工特征,连接到装置的轴上,由此使该部件随轴转动。对应地,不转动的附加部件通过包括在机械轴封内并为此目的而设计的部件或通过加工特征来连接到装置上或连接到独立的机架部件上,其中,所述加工特征用于防止不转动的滑动表面通过由随轴转动的滑动表面部件引入的摩擦力所传递的转矩的作用而相对于机架或独立的机架部件转动。
上述结构的问题在于,包括在轴封内并从装置的轴传递转矩的附加部件或者加工特征会受到磨损或者在某些点处断裂,其中,在所述点处,转矩从一个部件传递至另一个部件,例如传递至滑动表面部件。不转动的部件在某些点处也存在同样的问题,其中,不转动的部件在所述点处紧固在装置上或紧固在独立的机架部件上。由机械轴封内的不转动的部件和转动的部件的平表面之间的摩擦力产生的转矩会使附加部件或加工特征磨损和断裂,其中,所述附加部件或加工特征用于将装置的轴的转动传递至机械轴封的转动部件,或者所述附加部件或加工特征往往用来防止由机械轴封内的不转动部件中的摩擦力引起的转矩所产生的转动。这种现象使得机械轴封过早损坏,即,机械轴封无法正常工作,以密封装置的转动轴和固定部件之间的间隙。此外,转矩导致机械轴封内的滑动表面部件的滑动表面变形,从而使机械轴封无法再正常工作。
发明内容
本发明的目的是,提出一种根据权利要求1的前序部分的结构,以解决上述问题。本发明的目的通过具有这样特征的结构达到,即,附加部件中的一个或多个是能在材料的可逆变形范围内弯曲的记忆金属元件。
在从属权利要求中公开了本发明的优选实施例。
本发明的思想在于,用于传递机械轴封中的转动部件的转矩的附加部件或加工特征以及用于防止不转动部件转动的附加部件或加工特征是通过由记忆金属元件形成的部件来实现的,该记忆金属元件能在材料的可逆变形范围内弯曲。这种记忆金属因其材料的超弹性性能而为人所知,超弹性材料应理解为当金属受到转矩作用时具有比其它普通金属大几倍的可逆变形。
本发明的方法和系统提供了这样的优点,即,使用记忆金属元件作为传递转矩或接受转矩的附加部件或加工特征,来传递机械轴封内的转动部件的转矩以及防止不转动部件的转动,减少了磨损和破裂以及滑动表面部件的滑动表面的变形。此外,本发明的方案可用在已有的轴封和新的轴封中。
附图说明
以下参考附图通过优选实施例对本发明进行解释,其中:
图1示出使用根据本发明的转矩传递部件的典型轴封的构造。
具体实施方式
参考图1,示出一种采用根据本发明的方案进行了改进的某种现有技术的机械轴封。根据图1的这种轴封用来对进入机架13或机架部件3并相对于所述机架或机架部件转动的轴14与机架13或机架部件3之间的间隙进行密封。根据本实施例的这种轴封包括插入环1,该插入环1通过螺钉10或另一类似的紧固件紧固在轴14上并随轴14转动。滑动表面部件2紧固或连接在插入环1上,且该滑动表面部件2具有基本上垂直于轴14的纵向并随轴14转动的滑动表面15。插入环1和滑动表面部件2通过附加部件7-在该实施例中为榫销7-连接在一起。榫销7将轴14的转动从插入环1传递至滑动表面部件2,并且根据本发明所述榫销是由记忆金属元件制成的。根据图1,由上述插入环1、滑动表面部件2和榫销7形成的整体件的数量是两个,其中一个位于装置的机架13的装有介质11的内轴空间内,另一个位于机架13外侧。
因此,轴14通过装置的机架13上的开口进入机架13,在该开口处设有机架部件3,该机架部件3带有用于轴14的另一开口。滑动表面部件4紧固且连接在机架部件3上,所述滑动表面部件紧固在机架部件3上以避免随轴转动,从而成为不转动的。滑动表面部件4也具有基本上垂直于轴14的纵向的滑动表面15。有两个滑动表面部件4,其中一个位于装置的机架13的装有介质11的内轴空间内,另一个位于机架13外侧。安放和设置滑动表面部件2和滑动表面部件4,使得通过将滑动表面部件2和4的对应滑动表面相互靠置而使这些滑动表面部件2和4在装置的机架13的内轴空间和该装置外侧形成独立的两对。然后,当轴14转动时,滑动表面部件2的滑动表面15随轴14相对于固定地紧固在机架13上的不转动的滑动表面部件4的滑动表面15转动。
根据图1,滑动表面部件4通过弹簧5压靠在滑动表面部件2上。从机架部件3伸进装置的机架13的内轴空间的滑动表面部件4通过形成根据本发明的记忆金属元件的榫销直接连接到机架部件3上。从机架部件3中伸出并将位于机架13的内轴空间内的滑动表面部件4连接到机架部件3上的榫销8防止该滑动表面部件4随轴14转动。
位于装置的机架13外侧的第二个滑动表面部件4则通过插入件6连接到机架部件3上。该滑动表面部件4通过榫销8连接到插入件6上,该插入件6进一步通过从机架部件3伸出的榫销8连接到机架部件3上。插入件6和位于机架13的内轴空间内的滑动表面部件4通过从机架部件3伸出的榫销8以如下方式连接到机架部件3上,即,这些部件能够沿轴14的方向(分别)向装置的机架13和机架部件3运动。然后,根据图1,在插入件6和位于机架13的内轴空间内的滑动表面部件4之间安装有弹簧5,以便该弹簧预伸展而在轴的方向上朝相反的方向推动插入件6和滑动表面部件4。然后,不转动地连接到机架上且位于机架13的内轴空间内的滑动表面部件4的滑动表面15压靠在位于内轴空间内的随轴14转动的滑动表面部件2的滑动表面15上。相应地,插入件6通过将插入件6和位于装置的机架13外侧的滑动表面部件4连接在一起的榫销8,推动位于机架13外侧的滑动表面部件4的滑动表面15,使其靠在位于机架13外侧的滑动表面部件2的滑动表面15上。从而,其数量可在一个到多个之间变化的弹簧5由于其弹力,可确保相对于机架13不转动的滑动表面部件4的滑动表面15与随轴14转动的滑动表面部件2的滑动表面15互相压靠。
此外,根据本实施例的机械轴封包括位于装置的机架13、机架部件3和轴封的不同部件之间的辅助密封件9。这些辅助密封件可为O形圈或其它各种适于此目的且能够确保轴封的密封的密封件。在本实施例中,机架13的内轴空间是密封的,因此内轴空间内的介质11不能从装置泄漏。除了待密封的介质11之外,在实际的轴封中还会采用第二种介质12,其目的在于例如润滑滑动表面部件2和4的相互压靠的滑动表面15,以减小它们之间的摩擦。这种润滑介质12位于由轴14和轴封的部件1、2、4所限定的空间内,从而该介质不会与内轴空间内的待密封介质11直接接触。
在轴14转动的过程中,通过榫销7与紧固在轴14上的插入环1相连接的滑动表面部件随轴转动,而通过榫销8与机架部件3和插入件相连接的滑动表面部件4相对于机架部件3不转动。当滑动表面部件2和4的滑动表面15相对转动时会产生摩擦,该摩擦将转矩引入转动的滑动表面部件2和不转动的滑动表面部件4,榫销7和8接受该转矩并将其从轴封的一个部件传递至另一个部件。然后,这些榫销7和8受到应力作用,从而在使用时易于破裂和受到磨损,结果由于它们的损坏而使机械轴封无法再正常工作。与这些榫销相接触的部件以类似的方式磨损和破裂。至于加工特征,两种特征都会受到磨损。通过采用具有比其它金属大得多的可逆变形的超弹性记忆金属元件来制造这些接受所述转矩并将其从轴封的一个部件传递至另一个部件的榫销7和8,这些接受转矩的榫销7和8就不易破裂。在图1所示的轴封中,也可省去插入环1。
在轴封的不同应用中,这些记忆金属元件还可以是板、环、螺纹销或滑动表面部件2、4的插入环6以及插入环1的加工特征,或者是适于各种应用的其它各种元件。本发明不限于图1所示的轴封,而是可应用在所有类型的轴封中。所有类型的轴封的基本原理是,轴封的随轴14转动的滑动表面部件2通过记忆金属元件与轴14相连接,相对于装置的机架13不转动的滑动表面部件4通过记忆金属元件与机架13(独立的机架部件3)相连接。滑动表面部件2、4没必要与轴14和机架13直接相连,而是可以通过插入件1、6与轴14和机架13相连,其中,插入件1、6连接或紧固在轴14和机架13上。
显然,随着技术的进步,本领域内的技术人员可通过不同的方式来实施本发明的基本思想。因此,本发明及其实施例不限于上述的示例,而是可在权利要求的范围内变化。
Claims (9)
1.一种机械轴封结构,包括:至少一个随轴(14)相对于装置的机架(13)转动的滑动表面部件(2);至少一个紧固在机架(13)上和/或紧固在独立的机架部件(3)上且相对于所述机架和/或机架部件不转动的滑动表面部件(4),其中,相对于机架(13)转动的滑动表面部件(2)和不转动的滑动表面部件(4)设有相互压靠的滑动表面(15);至少一个用于将相对于机架(13)转动的滑动表面部件(2)连接到轴(14)上和/或连接到至少一个紧固在轴(14)上并随轴(14)转动的插入件(1)上的附加部件(7),以将转动从所述轴(14)传递至所述滑动表面部件(2);以及至少一个用于将相对于机架(13)不转动的滑动表面部件(4)连接到机架(13)上或至少连接到一个与所述机架(13)相连接的插入件(6)上的附加部件(8),以防止所述滑动表面部件(4)相对于机架(13)转动;其特征在于,至少一个传递轴的转矩的附加部件(7)和/或至少一个接受转矩的附加部件(8)是能在材料的可逆变形范围内弯曲的记忆金属元件。
2.如权利要求1所述的结构,其特征在于,所有的附加部件(7,8)都是记忆金属元件。
3.如权利要求1所述的结构,其特征在于,附加部件(7,8)为销钉。
4.如权利要求3所述的结构,其特征在于,附加部件(7,8)为螺纹销。
5.如权利要求1所述的结构,其特征在于,附加部件(7,8)为板。
6.如权利要求1所述的结构,其特征在于,附加部件(7,8)为环。
7.如权利要求1所述的结构,其特征在于,附加部件(7,8)为相对于机架(13)转动的滑动表面部件(1,2)的加工特征和/或不转动的滑动表面部件(4)的加工特征。
8.如前述权利要求1至7中任一项所述的结构,其特征在于,该结构还包括至少一个弹簧(5),该弹簧用于使滑动表面部件(1,2)和滑动表面部件(4)的相对滑动表面(15)相互压靠。
9.如权利要求8所述的结构,其特征在于,该结构包括沿轴(14)的纵向可移动地紧固在机架(13)上的插入件(6),该插入件(6)连接到相对于机架(13)不转动的滑动表面部件(4),并通过弹簧(5)压靠在所述滑动表面部件(4)上,所述滑动表面部件(4)的滑动表面(15)进一步压靠在相对于机架(13)转动的滑动表面部件(1,2)的滑动表面上。
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