CN86101407A - 端面密封装置 - Google Patents

Abstract

本发明以简单的方式通过一个具有特殊结构的中心架(1)作为端面密封装置的通用中心架，提供了一种可以任意互换的密封装置。其中中心架(1)内部具有凹槽(7)，使各种不同型式的密封系统可以装入凹槽(7)以及壳体(2)的扩张段(6)例如轴封腔中，而且它们可互换。这时可互换的密封系统最好安装于套在轴(5)上的套筒(11)上。本发明可用于机器壳体的内腔，特别是泵、混合器、搅拌器或螺旋输送机壳体的内腔与轴穿过区的大气之间进行液密封或气密封。

Description

本发明涉及一种对可以相对转动地安装在一起的机器零件之间的间隙，特别是轴和静止壳体之间的间隙进行密封的端面密射装置，这种密封装置主要包括一个中心架，中心架与壳体相连，并且是可拆卸的，它隔一定的距离套在轴上，其中壳体在轴穿过的区域内有一个扩张段。这种端面密封装置例如可以安装在泵、混合器、搅拌器或螺旋输送机的壳体上。

为了能使机器壳体的内腔相对于轴穿过区域的大气进行液体或气体密封，人们设计了各种结构型式的端面密封系统，这些系统具有安装于内部或外部的、减压或增压的密封装置，以及具有安装在内部或外部的端轴承和节流环。特别是当位于或流过机器壳体内部的液体或气体是有腐蚀性的介质时，轴和壳体间的密封也就更为重要。首先必须保护安装在壳体中的轴承，使化学和/或机械的侵蚀性介质不会进入轴承造成轴承的损坏。如前所述以及例如从德国专利文献2557988可知，人们已经设计并应用了各种不同结构型式、工作性能良好的密封系统。例如在泵中应用了一种端面密封系统，这种密封系统具有一个带四个长孔的中心架结构，它具有通用的结构型式并具有密封液进口和相应的密封液出口以及与轴旋转方向相切的冲洗液管接头。在这种现有的端面密封系统中，端轴承制成一个碳环和聚四氟乙烯环的形式。

然而在所有这些现有的密封系统中都存在着一些缺点，即由于结构上的原因，在轴的直径相同的条件下它们本身不能相互更换。对易磨损的密封元件也是这样。

本发明的目的在于提供一种端面密封装置，它使上述的现有密封系统能以简单的方式互换。

该目的是通过下述方法达到的，即端面密封装置的中心架内部制有凹槽，使各种不同型式的密封系统可以装入这一凹槽及壳体的扩张段中，并且可以互换。壳体的扩张段例如可以是现有一般的轴封腔。轴封腔中的密封装置的一部份也可以伸入到壳体中。本发明端面密封装置的突出优点在于，已装入一种密封系统的本发明的端面密封装置可以随时以极其简单的方法更换任意的另一种密封系统，而且壳体和中心架保持不变。这种方案使存栈费明显降低。此外，因为这种密封系统作成标准的组件，故可以由机器的使用者或维修人员按照组合系统而无需特别的专业知识，没有困难地迅速装拆，亦即进行更换。采用这种方法，使机器的轴封能最好地适合于其原来的或改变了的工作条件。本发明的端面密封装置也能以简单和经济的方法通过对已有的置于组件中的，如以一个单密封装置构成的端面密封装置进行改装和扩展，就能过渡为一个双密封或多个密封装置。本发明的端面密封装置给使用者提供了多种方案，它在购置、仓库保管、安装、拆卸等方面与已有的端面密封装置相比，大大减少了工作量，时间和成本。

在本发明的另一种结构中，可互换的密封系统安装在一个套在轴上的套筒上。本发明这种带有中心架和套筒的端面密封装置，完全相同地应用于泵、混合器、搅拌器或螺旋输送机中。因为中心架和套筒与所有的其它密封零件都事先组装好了，所以这种密封装置使用和安装非常简便。

按照本发明的另一种结构，可互换的密封系统具有一个安装于内部的单密封装置。

此外，可互换的密封系统也可以是有一个安装于内部的单密封装置以及一个安装于外部的端轴承或节流环。

按本发明的另一种方案，可互换的密封装置具有一个安装于内部以及一个安装于外部的双密封装置，即由两个共同作用的单密封装置构成的双密封装置。

按照本发明的另一种结构，可互换的密封系统由安装于外部的单密封装置构成。

在本发明的另一种结构中，可互换的密封装置也可以由一个安装于外部的密封装置及安装于内部的端轴承或节流环构成。

在本发明的结构中，特别有利的是，可供选择地设有多个具有同样外径的套筒，但内径是分级的。采用这一措施可以以简单的方法使同一密封系统安装于具有不同轴径的设备中。为使密封系统适用于不同的轴径也可以采用在同一套管中，在轴上安装配合套的方法。

此外，在本发明的另一结构中，在端面密封中通用的中心架上具有用于供入和输出密封介质的孔和/或用于供入和输出冲洗液的孔。

本发明的其它零件、特征和优点将在下面借助附图，结合实施例作进一步介绍。

其中：

图1为本发明由中心架和套管构成的端面密封装置壳体以及安装于内部的可互换的单密封装置的部分纵剖面图;

图2为本发明由中心架构成的端面密封装置壳体以及安装于外部的可互换的单密封装置的部分纵剖面图;

图3为本发明由中心架和套筒构成的端面密封装置壳体以及安装于内部的可互换的单密封装置及安装于外部的端轴承或节流环的部分纵剖面图;

图4为本发明由中心架构成的端面密封装置壳体以及安装于外部的、可互换的单密封装置以及安装于内部的端轴承或节流环的部分纵剖面图;

图5为本发明由中心架和套筒构成的端面密封壳体、以及安装于内部和安装于外部的可互换双密封装置部分剖视图;

图6为带有供入和输出密封介质以及冲洗液的的孔的中心架之正视图;

图7为图6中所示带有供入和输出密封介质以及冲洗液用的孔的中心架之透视图。

如图1所示，本发明的端面密封装置由壳体1和11组成，这两部份壳体互相连结在一起，而且是可拆开的。因为这些壳体零件涉及的是端面密封壳体，所以下面采用学术界中通用的词汇，即中心架1和套筒11。中心架借助于沿周向均布的螺栓3、可拆卸地与壳体2、例如泵、搅拌器、混合器或螺旋输送机的壳体相连接。为了可拆卸地将中心架1与壳体2连接起来，一般需要两个到四个螺栓，在中心架1与壳体2的连接处安放了一个密封装置4，它将中心架1与壳体2的内部和外部隔离起来。壳体2可以与泵、混合器等的壳体成为一体或与它们连接在一起。

中心架1隔一定的距离围绕在轴5外部。壳体2内部具有一个作为密封腔的扩张段6。中心架1在其内部，也就是在对着轴5的一侧具有凹槽7。凹槽7和6是按本发明设计的，其优点是可以装入各种不同类型的密封系统并可以互换。

在图1所示端面密封装置的凹槽6和7中安置了一个密封系统，它由一个单密封装置组成。该密封装置主要由转动滑环8、带有密封环10的静止滑环9和套筒11组成。滑环8通过传动销12和卡圈13与套筒11不能相对转动地连接起来，套筒11在其右侧外端通过固定螺钉可拆卸地和轴5连接。为了将套筒11固定在轴5上，设有带自动切断的调节螺栓15和卡圈16。在滑环8和套筒11之间，套筒11和轴之间，以及滑环9和中心架1之间安置了“O”型圈17、18和19作为辅助密封装置。

通过传动销12和套筒11与轴5连接的滑环8与轴一起旋转。带有密封环10的滑环9通过“O”形圈19和一个或多个在周向分布的弹簧20与静止的中心架1连接，因此滑环9固定不动，弹簧将带有密封环10的滑环9有弹性地压向旋转的滑环8。此外，中心架1在凹槽7的部分至少具有二个孔21和相应的管接头22，用于供入、输出密封介质，特别是密封液。密封介质的输入、输出孔21位于中心架1中径向相对的两边。孔21也可用于监测泄漏。此外，在中心架1中至少还有两个带有管接头24的孔23，供输入、输出冲洗介质之用。孔的走向最好沿轴5的旋转方向并基本上对着壳体2的凹槽6。多个与中心架1相连接的中心夹或弹簧夹25保证套筒11的定心和准确的安装位置。这些装配用弹簧夹即装配用工具在起动时要取走。

前面所述的由置于内部的密封装置构成的密封系统的优点在于，它们作为一个组件可以很容易地以非常简单的方式用另一个密封系统，如图2所示带有安装于外部的单密封装置的密封系统替换。只要松开螺钉3和15并取出卡圈16，就能够以图2所示的带有安装于内部的单密封装置的密封系统替换图1所示带有安装于内部的单密封装置的密封系统。这时可以将环14和中心架1以及内部密封系统从轴5取下，而将图2所示的外密封系统装入。

因为按照本发明，带有凹槽7的中心架1和带有轴封腔6的壳体部分2没有变动（套筒11被取出或装入一个相应的、在图2未示出的单密封装置），所以不仅大大降低了材料消耗和存栈费，而且大大简化了密封系统的安装和拆卸过程。如上所述，因为由中心架1和套筒11构成的密封装置的壳体部分以及它所具有的连接螺钉、凹槽、输入和输出密封介质和冲洗介质用的孔等保持不变，所以下面仍采用同样的标号。

图2所示具有安装于外部的密封装置的密封系统由一个静止的带有密封环26的滑环27构成，滑环27由一端压在中心架1上的弹簧28支撑，通过密封环座27计算出来的闭合和打开面积以液压实现减压。此外，密封系统还有一个与密封环26配合工作没有弹性的滑环29，它通过卡圈30，固定环31和自动切断调节螺栓32与轴5连接在一起，并与轴一起旋转。在固定环31和轴5之间靠外部安置了定心环33，而在调节螺栓32的里面用“O”形圈34、35作为辅助密封或中间密封。此外，静止滑环27通过“O”形圈36与中心架1密封。多个与中心架1相连的装配工具在安装时用以保证定心和滑环29的轴向安装位置，它们在起动时被取走。

此外，可以用图3中所示的密封系统替换图1和图2所示的密封系统。其中，由中心架1和套筒11构成的密封装置的壳体部分在结构上没有改变。图3所示的密封系统是属于一种如图1所示的安装于内部的密封装置，但在右面附加了一个节流环支架38和支撑在套筒11上的节流环39。节流环支架38和节流环39构成一种端轴承。节流环支架38被一个或多个固定销40和卡圈41固定住，也就是说，它通过这些零件与静止的中心架相连，使其不会被与轴5一起转动的套筒11带动旋转。图3所示的密封系统的其余密封件和固持件与图1所示密封系统中的相同。孔21用于检查泄漏是很方便的，因为轻微的泄漏不会到达节流环39，而是通过敞开着的孔21向下流出。因此给使用者提供一个端面密封即将损坏，必须及时更换的信息。

图4为一种具有安装于外部的密封装置的密封系统，其中外密封装置由一个带有密封环44并弹性地支承在中心架1中的滑环43所构成。密封环44紧靠在滑环29上。此外，这种密封系统具有一个安装在内部的，作为端轴承的节流环45和节流环支架46，支架通过卡圈47和密封环48与中心架1相连。在这里，节流环45直接放在轴5上。

最后，在图5中还给出了一种密封系统，它具有安装于内部和外部的密封装置，因此是由双密封装置构成的。因为这里的内密封装置在结构和密封的原理方面与图1中的内密封装置相同，而外密封装置与图2所示的密封装置相同，所以都采用与图1及图2中相同的标号。因此无需对图5所示双密封装置的结构和工作原理再作进一步说明。

从图6和图7中所示本发明端面密封装置的通用中心架中，可以很清楚地看到供密封介质用的带有管接头22（阻尼接头或检漏孔）的孔21和为冲洗介质提供的带有管接头24的孔23。密封介质可以根据需要采用水或蒸汽，也可以是任意的其它的中性液体或中性气体。密封介质在端面密封装置靠大气的一侧通过孔21输入及输出，冲洗介质同样也是通过孔23输入和输出密封腔6。此外，中心架1具有槽49，用于安装螺钉3，以便将中心架和壳体部分2连接起来。

本发明的优点不仅在于可以将图中举例所示的密封系统装入具有凹槽7和6的中心架1和壳体部份2中，并且可以互换，而且同样可以装入其他的密封系统，特别是可以装入其他型式的密封元件并可互换。本发明的端面密封装置例如也可以在工作介质和密封介质方面采用液压减压密封装置。液压非减压密封装置如动态的、弹性的或非弹性的密封装置也可以装在这种端面密封装置中，并可以互换，而不需要密封装置壳体部分的结构作任何改动。本发明及按本发明的组合系统不限于用在图中所示的用于泵、混合器、搅拌器和螺旋输送机的壳体中。因此，对于任意的机器或设备相应地设计密封装置壳体零件，并设置可互换的密封装置用以在机器壳体和驱动轴，从而和大气之间密封气体和/或液体。

本发明突出的优点在于组合式密封组件的使用者，如本发明的附图所示，只需要指定一个内密封付或一个外密封付，而不必考虑结构型式的不同，这些优点使存栈费显著下降，此外，本发明积木式组合系统的使用者为了节约成本，在开始时可采用单密封装置，以便以后有可能会对已给有的这种密封系统作进一步发展，仍采用不对结构作任何修改的同样系统或转而必须采用一种完全新的密封系统。例如可以通过简单地安装一个轴支承环并同时到达阻尼室，而在中心架上为此事先设一支座，或出于可靠性和环境保护方面的考虑，该密封系统可以通过简单的方式采用第二个密封装置而加以改进。本发明的端面密封装置对技术人员及使用者来说，入门和使用都很容易，因为它们是在普通的、现有的结构基础上通过增补一些零件构成的。本发明的这种组合式密封系统的使用者只需把它们看作是一个单个系统，它可以实现几乎各种可能的轴密封。人们不需要各种不同类型的密封装置，而仅需要安装一种。此外，在端面密封装置维修时所出现的故障源虽不能说完全排除，但也明显减少。

Claims (10)

1、密封可相对转动地组装在一起的机械零件之间的间隙，特别是密封轴与静止壳体之间间隙的端面密封装置，主要包括一个中心架，中心架与壳体相连，而且是可分解的，它隔一定的距离装在轴上，在穿过轴的那部分壳体上有一个扩张段，其特征为，中心架(1)内部具有凹槽(7)，使各种不同型式的密封系统可以装入凹槽(7)以及壳体部分(2)的扩张段(6)中，而且可以互换。

2、按照权利要求1所述的端面密封装置，其特征为，可互换的密封系统安装在套在轴（5）上的套筒（11）上。

3、按照权利要求1和2，尤其是权利要求2所述的端面密封装置，其特征为，可互换的密封系统具有安装在内部的单密封装置（8、9、10）。

4、按照权利要求1或2，尤其是权利要求2所述的端面密封装置，其特征为，具有安装在内部的单密封装置（8、9、10）的可互换的密封系统，同时具有安装在外部的端轴承或节流环（38、39）。

5、按照权利要求1或2，尤其是权利要求2所述的端面密封装置，其特征为，可互换的密封系统具有安装于内部以及外部的双密封装置（8、9、10;26、27、29）。

6、按照权利要求1或2所述的端面密封装置，其特征为，可互换的密封系统由一个安装在外部的单密封装置（26、27、29）构成。

7、按照权利要求1或2所述的端面密封装置，其特征为，可互换的密封系统由安装在外部的单密封装置和一个安装在内部的端轴承以及节流环（45、46）构成。

8、按照权利要求1至7之一，特别是权利要求2所述的端面密封装置，其特征为，有多个可供选用的套筒（11），它们有相同的外径，但具有分级的内径。

9、按照权利要求1至8之一所述的端面密封装置，其特征为，中心架（1）上设有孔（21），用于输入及输出密封介质，尤其是密封液。

10、按照权利要求1至9之一，尤其是权利要求9所述的端面密封装置，其特征为，中心架（1）设有孔（23），用于输入和输出冲洗介质，尤其是冲洗液。

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