專利名稱：離心泵葉輪密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在用于流體介質(zhì)的離心泵中用于葉輪密封的裝置。所述裝置用 于將離心泵由結(jié)構(gòu)決定的存在于葉輪和泵殼體之間的間隙相對(duì)于從葉輪的壓力側(cè)至葉輪 入口上的葉輪吸入側(cè)的物質(zhì)運(yùn)輸密封。該裝置可用于同類泵在生產(chǎn)過(guò)程中的首次裝備， 但也可用于迄今沒(méi)有安裝相應(yīng)的間隙密封裝置的后續(xù)擴(kuò)展或改進(jìn)。
背景技術(shù)：
各種結(jié)構(gòu)形式的離心泵用于運(yùn)輸非常大量的流體介質(zhì)、特別是液體。泵包含一 個(gè)或多個(gè)設(shè)置在軸上的葉輪構(gòu)成，該葉輪被馬達(dá)驅(qū)動(dòng)地在泵殼體相應(yīng)的自由空間(也稱 作殼體孔)中運(yùn)動(dòng)。相應(yīng)的葉輪由于其旋轉(zhuǎn)在其葉輪入口側(cè)(在此處發(fā)生待輸送的流體 介質(zhì)的入流)上產(chǎn)生負(fù)壓。由此介質(zhì)被拖入到葉輪上或內(nèi)并且被其在旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中 輸送到在葉輪的壓力側(cè)的葉輪出口。為了葉輪能夠在泵殼體內(nèi)運(yùn)動(dòng)，在葉輪和泵殼體的 內(nèi)壁之間的間隙是必要的。它根據(jù)殼體形狀和葉輪形狀構(gòu)成為軸向間隙或徑向間隙。經(jīng)由該間隙然而必然有一部分被輸送的流體從壓力側(cè)返回到葉輪的抽吸側(cè)。由 此產(chǎn)生液壓損失。泵制造者因此致力于將間隙尺寸保持盡可能小。在另外一方面特別是 由于構(gòu)件的誤差不能低于一定的最小間隙尺寸，因?yàn)榉駝t存在這樣的危險(xiǎn)，即一個(gè)可能 稍微非圓形的運(yùn)行的葉輪撞擊到殼體的內(nèi)壁上。這種危險(xiǎn)此外在泵的運(yùn)行時(shí)間的過(guò)程中 由此被提高，即在殼體上和在葉輪上產(chǎn)生沉積，由于該沉積可能耗盡過(guò)小設(shè)計(jì)的間隙， 從而泵最終“卡住”。結(jié)果葉輪卡死和導(dǎo)致機(jī)器損壞，直至泵的完全故障。這在個(gè)別情 況下導(dǎo)致昂貴的運(yùn)行中斷。所述的問(wèn)題可能通過(guò)其它的因素附加地加強(qiáng)。從而在泵運(yùn)行 過(guò)程中通過(guò)氣穴(即由于在被輸送的介質(zhì)中短暫產(chǎn)生的氣泡的內(nèi)爆)在殼體和/或葉輪上 的材料損傷，其除了可能導(dǎo)致嚴(yán)重的損傷例如葉輪的部件的斷裂之外，還可能不利地影 響間隙尺寸。特別的問(wèn)題此外在用泵輸送廢水時(shí)出現(xiàn)。由于在廢水中包含的固體和纖維 質(zhì)的組成成分在葉輪上導(dǎo)致所謂的發(fā)團(tuán)(Zopftildung)并且由此導(dǎo)致由于間隙的損耗而導(dǎo) 致堵塞，由此最后同樣卡死葉輪。在此由于在抽吸側(cè)和壓力側(cè)之間的壓差，在泵殼體和 葉輪之間的間隙是一個(gè)特別關(guān)鍵的區(qū)域，相應(yīng)的污物通常被拉入該區(qū)域內(nèi)。因此在泵制造時(shí)致力于這樣的結(jié)構(gòu)措施，其使得間隙尺寸保持小的或優(yōu)化的并 且此外在泵的長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行中保持為盡可能恒定的。從而例如在DE 199 60 160 Al中描述 一種裝置用于優(yōu)化在離心泵中的間隙寬度。根據(jù)所描述的方案在泵葉輪的自由端部的外 周上構(gòu)成一個(gè)凸緣。該凸緣在葉輪被裝入泵殼體內(nèi)時(shí)被導(dǎo)入到密封凸臺(tái)后面，該密封凸 臺(tái)構(gòu)成在一個(gè)設(shè)置在殼體中的間隙環(huán)上。由此達(dá)到非常小的間隙尺寸。因?yàn)槿欢鶕?jù)該 方案的密封凸臺(tái)是一個(gè)剛性的元件，所以存在這樣的危險(xiǎn)，即一旦在其上形成沉積，那 么該元件在構(gòu)成在葉輪上的凸臺(tái)的上方伸入葉輪中。此外由于保留的小的間隙不會(huì)阻止 從壓力側(cè)向抽吸側(cè)的材料輸送，從而亦不能消除形成發(fā)團(tuán)和最終堵塞間隙的危險(xiǎn)。在EP 1 808 603 Al中描述一種用于減小徑向的密封間隙的寬度的方案，借助于 該方案此外應(yīng)當(dāng)盡可能阻止間隙隨著泵的運(yùn)行時(shí)間的增大而以不期望的方式擴(kuò)寬。為此在位于泵殼體和葉輪的外輪廓之間的徑向間隙中安裝一個(gè)剛性的磨損環(huán)和一個(gè)彈性環(huán)。 在磨損環(huán)(其例如由硬化的鋼鑄件或陶瓷材料制成)在保留小的剩余間隙的情況下包圍葉 輪，而彈性環(huán)圍繞磨損環(huán)布置并且固定在泵殼體的內(nèi)輪廓上。由此構(gòu)成一種用于用作間 隙環(huán)的磨損環(huán)的彈性懸掛。借助于這種彈性懸掛特別是吸收葉輪的振動(dòng)(如其在泵起動(dòng) 時(shí)出現(xiàn))并且阻止間隙環(huán)或葉輪的外輪廓的損傷。此外由此間隙環(huán)和泵殼體的內(nèi)輪廓彼 此熱脫耦。通過(guò)這個(gè)方案給出了間隙優(yōu)化，其使得可以將間隙尺寸即使在泵的較長(zhǎng)的運(yùn) 行時(shí)間內(nèi)在補(bǔ)償泵構(gòu)件的尺寸誤差和補(bǔ)償在泵運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的振動(dòng)的情況下保持恒定。然 而在這種方案中在每種情況下都保留剩余間隙，在其上特別是在應(yīng)用泵用于輸送廢水時(shí) 此外存在形成發(fā)團(tuán)或堵塞的危險(xiǎn)。就這點(diǎn)而言，相應(yīng)構(gòu)成的泵僅僅有條件地適合于用作 廢水泵。通過(guò)US 2,109,679A描述一種方案，其中借助于多個(gè)通過(guò)螺釘和彈簧被壓緊在葉 輪的輪廓部段上的彈性元件達(dá)到間隙的近乎完全密封。這種布置然而相對(duì)復(fù)雜且就此而 言是非自密封的，因?yàn)橥ㄟ^(guò)在泵運(yùn)行中在彈性元件上出現(xiàn)的磨損無(wú)論任何總是保留的最 小剩余間隙會(huì)非?？焖俚丶哟?。此外，區(qū)域(在其中設(shè)置彈簧)自身是不密封的。由 此特別是在廢水中使用泵時(shí)可能在彈簧上形成沉積并且將其堵住，從而彈簧不再能夠施 加盡可能進(jìn)行間隙密封所需要的壓力至壓向葉輪的元件。此外存在這樣的危險(xiǎn)，即，部 分以較大的表面區(qū)域貼靠在葉輪上的彈性元件伸入相應(yīng)的支承面中，由此同時(shí)在泵的相 對(duì)較少的工作時(shí)間之后密封可能逐漸失效。最后，通過(guò)這種密封系統(tǒng)不能補(bǔ)償葉輪的徑 向和軸向振動(dòng)，如其在泵的運(yùn)行中總是出現(xiàn)。由此可能導(dǎo)致間隙通?？焖俦环忾]，然而 總是特別是在葉輪的軸向振動(dòng)時(shí)偶爾進(jìn)一步被打開(kāi)。在間隙的重復(fù)的短時(shí)的開(kāi)啟的情況 下，然而特別是在使用泵用于輸送廢水的情況下，不可避免地在間隙區(qū)域內(nèi)形成沉積， 這在運(yùn)行時(shí)間內(nèi)導(dǎo)致業(yè)已提及的形成發(fā)團(tuán)和最后導(dǎo)致泵的堵塞，甚至損壞。—個(gè)特別是由于其簡(jiǎn)單構(gòu)造而較有利的方案通過(guò)DE 196 13 486C2描述。根據(jù)該 方案，在泵運(yùn)行中在其間隙區(qū)域內(nèi)一個(gè)在泵殼體的凹部中被保持的彈性密封環(huán)沿著葉輪 的一個(gè)前部的覆蓋盤(pán)滑動(dòng)。這個(gè)裝置然而，如也在該文獻(xiàn)中所述，不導(dǎo)致間隙的密封， 而是導(dǎo)致特別小的間隙尺寸，該間隙尺寸由于磨損和由此發(fā)生的密封環(huán)的磨損在相對(duì)較 短的時(shí)間內(nèi)會(huì)加大。考慮到葉輪的徑向和軸向振動(dòng)由于密封環(huán)在泵殼體上的支承方式即 使在這種方案中也未被補(bǔ)償，所描述的裝置同樣不適合于應(yīng)用在廢水泵中。就此而言， 在此也存在這樣的危險(xiǎn)，即固體或纖維狀的污物在密封環(huán)的區(qū)域和其棱邊在葉輪上的貼 靠區(qū)域中快速淤積，因此必然導(dǎo)致在間隙區(qū)域內(nèi)的形成發(fā)團(tuán)危險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的任務(wù)是提供一種在離心泵中用于葉輪密封的裝置，通過(guò)該裝置 在該裝置極其簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)下持續(xù)可靠地阻止了離心泵葉輪的壓力側(cè)和其葉輪入口之間的 物質(zhì)運(yùn)輸，但葉輪卻可在泵殼體中不受阻礙地旋轉(zhuǎn)。通過(guò)所述待制造的裝置，尤其是在 應(yīng)用于廢水泵中時(shí)應(yīng)阻止這種物質(zhì)運(yùn)輸并且由此阻止間隙區(qū)域中形成發(fā)團(tuán)。此外，該裝 置應(yīng)既可在工廠方面安裝到泵上也可在擴(kuò)展時(shí)安裝到泵上。該任務(wù)通過(guò)具有獨(dú)立權(quán)利要求1的特征的裝置解決。有利的結(jié)構(gòu)或者說(shuō)進(jìn)一步 擴(kuò)展通過(guò)從屬權(quán)利要求給出。
如開(kāi)頭所述，本發(fā)明的裝置根據(jù)其元件的幾何形狀和這些元件在泵中的結(jié)構(gòu)布 置既可用于具有軸向間隙的離心泵也可用于具有徑向間隙的離心泵。此外，單級(jí)離心泵 和多級(jí)離心泵(即具有多于一個(gè)葉輪的離心泵)都可在工廠方面或者在后續(xù)擴(kuò)展過(guò)程中安 裝根據(jù)本發(fā)明的裝置。根據(jù)本發(fā)明，為了解決所述任務(wù)在安裝有或擴(kuò)展有所述裝置的離心泵的泵殼體 中在所述至少一個(gè)葉輪的壓力側(cè)和吸入側(cè)之間設(shè)置密封環(huán)，該密封環(huán)由剛性的壓環(huán)和與 壓環(huán)連接的環(huán)形的彈性的密封唇構(gòu)成。密封唇在其內(nèi)直徑的區(qū)域中與壓環(huán)連接。在從壓 環(huán)上突起的或/和相對(duì)于壓環(huán)的直徑突出于壓環(huán)的區(qū)域中，密封唇相對(duì)于構(gòu)成在葉輪上 的葉輪入口區(qū)域中的周廓上的滑動(dòng)面傾斜。根據(jù)本發(fā)明，被保持在泵殼體上的調(diào)節(jié)件作 用到如上所述地構(gòu)造的密封環(huán)上。通過(guò)該調(diào)節(jié)件，密封環(huán)相對(duì)于滑動(dòng)面定位，同時(shí)將密 封環(huán)的密封唇在從壓環(huán)突起的或/和突出于壓環(huán)的區(qū)域中相對(duì)于葉輪的滑動(dòng)面預(yù)緊。在 此，這樣地定位密封環(huán)以及預(yù)緊其密封唇，以致在泵運(yùn)行時(shí)密封唇以上述被預(yù)緊區(qū)域的 徑向外端部貼靠在滑動(dòng)面上。待 在調(diào)節(jié)件上進(jìn)行的調(diào)節(jié)可以是這樣的，即在泵的靜止?fàn)?態(tài)中，密封唇僅輕輕地(極小的預(yù)緊)貼靠在葉輪相對(duì)應(yīng)的滑動(dòng)面上，并且在泵運(yùn)行期間 通過(guò)存在于泵的壓力側(cè)和吸入側(cè)之間的壓力差更加可靠確保了密封唇的徑向外端部貼靠 在滑動(dòng)面上。在此，這樣地構(gòu)造該密封裝置，使得由于以此為目的的密封唇的以足夠長(zhǎng) 度從壓環(huán)上突起的或/和相對(duì)于壓環(huán)的直徑以足夠程度突出于壓環(huán)的區(qū)域的可變形性和 借助調(diào)節(jié)件在密封唇中制造的預(yù)緊，來(lái)達(dá)到間隙的持久以及自動(dòng)調(diào)節(jié)的完全密封。通過(guò) 突出于密封環(huán)或/和從密封環(huán)上突起的彈性區(qū)域的大的變形以有利的方式補(bǔ)償了在泵運(yùn) 行時(shí)產(chǎn)生的徑向和軸向振動(dòng)，使得徑向和軸向振動(dòng)本身不引起間隙的哪怕是僅僅短暫的 打開(kāi)。在配備相應(yīng)的間隙密封裝置的新泵或剛剛用相應(yīng)的間隙密封裝置擴(kuò)展的泵的情況 下借助調(diào)節(jié)件在此這樣地調(diào)節(jié)密封環(huán)的位置和其密封唇的預(yù)緊，使得密封唇的徑向外端 部剛好以盡可能小的預(yù)緊可靠地碰到耐磨環(huán)。根據(jù)本發(fā)明的一種可能的實(shí)施方式，滑動(dòng)面是在葉輪入口區(qū)域中固定在葉輪周 廓上的剛性的耐磨環(huán)的一部分。上述耐磨環(huán)在此可以在工廠方面就已經(jīng)設(shè)置在裝有本發(fā) 明裝置的泵的葉輪上或者在改進(jìn)過(guò)程中對(duì)葉輪進(jìn)行相應(yīng)的修整時(shí)固定。耐磨環(huán)由特別耐 磨的材料構(gòu)成，如不銹鋼冷硬鑄鐵件、陶瓷或特殊復(fù)合材料，或至少設(shè)有特殊的磨損保 護(hù)鍍層。當(dāng)然，還可想到的是，至少將葉輪的滑動(dòng)面通過(guò)適合的表面處理或材料鍍層構(gòu) 造得特別耐磨，或者用適合的耐磨材料來(lái)構(gòu)造整個(gè)葉輪，但這可能會(huì)提高成本。不過(guò)， 尤其是在后續(xù)擴(kuò)展的情況下，在實(shí)踐中耐磨的滑動(dòng)面優(yōu)選通過(guò)將耐磨環(huán)安裝到葉輪上且 安裝在葉輪入口的區(qū)域中來(lái)實(shí)現(xiàn)。如前所述，密封環(huán)通過(guò)剛性的壓環(huán)和與剛性的壓環(huán)連接的彈性密封唇實(shí)現(xiàn)，其 中，壓環(huán)也由耐磨材料、優(yōu)選金屬制成。在金屬壓環(huán)的情況下，根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選 的實(shí)施方式密封唇由彈性體制成并且通過(guò)硫化與壓環(huán)連接。在此，本發(fā)明可以以有利的 方式進(jìn)一步被擴(kuò)展，即為了機(jī)械穩(wěn)定性在彈性體中埋入增強(qiáng)材料、優(yōu)選是金屬織物。此 夕卜，為了穩(wěn)定還可在彈性體中硫化入金屬?gòu)椈蓧|片。彈性的、優(yōu)選由彈性體或者說(shuō)橡膠制成的密封唇的幾何形狀以有利的方式被構(gòu) 造，使得密封唇的厚度向著徑向外部減小。根據(jù)本發(fā)明的基本構(gòu)思，密封唇幾何形狀的 這種構(gòu)型以及之前提到的用于其金屬穩(wěn)定性的措施使得密封唇僅以其徑向上最外部的區(qū)域滑動(dòng)地貼靠在耐磨環(huán)或滑動(dòng)面上，即使是在壓力側(cè)和葉輪入口側(cè)之間的壓力差大的情 況下?？梢钥吹?，如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)拇胧?，由于作用到密封唇的大的壓力而產(chǎn)生這樣的危 險(xiǎn)，即密封唇完全彎曲或折斷并且由此以大的面積區(qū)域貼靠到耐磨環(huán)上，這樣就會(huì)加大 密封唇隨著時(shí)間的推移而越來(lái)越進(jìn)入滑動(dòng)面中或進(jìn)入耐磨環(huán)中的危險(xiǎn)。但是，壓力側(cè)和 吸入側(cè)上的葉輪入口之間存在的壓力差在此卻保證了密封唇至少在離心泵運(yùn)行時(shí)滑動(dòng)地 以及完全密封間隙地貼靠在所屬葉輪的滑動(dòng)面上。如前所述，由于彈性密封唇相對(duì)于滑動(dòng)面的預(yù)緊，間隙密封裝置可自動(dòng)調(diào)節(jié) 的，使得即使密封唇隨著運(yùn)行逐漸磨損，密封唇也會(huì)由于在運(yùn)行中產(chǎn)生的壓力側(cè)和吸入 側(cè)之間的壓力差而直至規(guī)定的磨損程度為止一直在泵的運(yùn)行期間密封地貼靠在滑動(dòng)面 上。如果在泵關(guān)閉時(shí)密封唇由于出現(xiàn)的材料磨損已不再貼靠到滑動(dòng)面上，那么在此在泵 運(yùn)行時(shí)也可實(shí)現(xiàn)間隙的完全密封，通過(guò)這種密封可有效阻止固體和/或包含在所輸送的 介質(zhì)中的纖維成分堆積在間隙區(qū)域中并且即使在廢水中應(yīng)用時(shí)也阻止由于形成發(fā)團(tuán)而造 成的堵塞。根據(jù)所述的基本方案構(gòu)思，密封環(huán)的彈性密封唇中的預(yù)緊是通過(guò)適當(dāng)?shù)貙⒚芊?環(huán)定位在泵殼體中或相對(duì)于滑動(dòng)面定位來(lái)實(shí)現(xiàn)的，其中，密封環(huán)支承在位于泵殼體內(nèi)部 的支座上，以致一定的壓力被施加到密封環(huán)的密封唇上。就此而言，在必要時(shí)本發(fā)明的 解決方案也可這樣地實(shí)現(xiàn)，即在根據(jù)本發(fā)明的相應(yīng)的擴(kuò)展工作之后將已經(jīng)存在的并且固 定在起支座作用的泵殼體中的間隙環(huán)通過(guò)機(jī)械固定或硫化與相對(duì)于葉輪的同樣后續(xù)配備 的耐磨環(huán)或耐磨環(huán)的滑動(dòng)面傾斜的密封唇連接，而間隙環(huán)在現(xiàn)有技術(shù)的泵中通常用于調(diào) 節(jié)至預(yù)先確定的間隙寬度。根據(jù)本發(fā)明的一種符合實(shí)踐的、優(yōu)選為具有軸向間隙的單級(jí)離心泵規(guī)定的實(shí)施 方式，作用到密封環(huán)上的調(diào)節(jié)件被構(gòu)造為可調(diào)節(jié)其軸向方向的位置的調(diào)節(jié)環(huán)，該調(diào)節(jié)環(huán) 直接作用到密封環(huán)上。在該實(shí)施方式中，密封唇至少在離心泵運(yùn)行時(shí)滑動(dòng)地貼靠在耐磨 環(huán)的優(yōu)選相對(duì)于軸向方向或泵軸線正交設(shè)置的外表面上，其中，軸向方向由驅(qū)動(dòng)一個(gè)葉 輪或必要時(shí)多個(gè)葉輪的馬達(dá)軸的縱向延伸給定。根據(jù)該結(jié)構(gòu)方式的一種構(gòu)型，調(diào)節(jié)環(huán)的 位置借助兩個(gè)或多個(gè)關(guān)于調(diào)節(jié)環(huán)的圓周接近相同地分布的調(diào)節(jié)螺釘可調(diào)節(jié)，這些調(diào)節(jié)螺 釘分別與在泵殼體上在軸向方向上延伸的螺紋嵌接。用于調(diào)節(jié)螺釘?shù)穆菁y在此優(yōu)選被構(gòu) 造在這樣的螺紋孔中，這些螺紋孔在軸向方向上穿過(guò)泵殼體。尤其是在用本發(fā)明的間隙密封裝置來(lái)后續(xù)擴(kuò)展泵的時(shí)候，可能需要在泵殼體中 附加地置入貼靠在調(diào)節(jié)環(huán)的背朝密封環(huán)的一側(cè)上的殼體環(huán)。尤其是當(dāng)泵在葉輪入口側(cè)上 具有相對(duì)大的殼體孔或者說(shuō)殼體腔時(shí)要這樣做。對(duì)這些泵而言，如果沒(méi)有額外置入殼體 環(huán)就不可能如此定位調(diào)節(jié)螺釘，使得調(diào)節(jié)環(huán)在相應(yīng)位置上(尤其是在密封唇的突出于密 封環(huán)的剛性的壓環(huán)或/和從壓環(huán)突起的區(qū)域中)作用到密封環(huán)上。為了實(shí)現(xiàn)這點(diǎn)需要置 入所述殼體環(huán)，該殼體環(huán)在其圓周上具有多個(gè)圓弓形的凹部。在此，用于調(diào)節(jié)件的調(diào)節(jié) 螺釘?shù)穆菁y的分別有一部分構(gòu)造在設(shè)置于殼體環(huán)的外周上的圓弓形的凹部中，另一部分 構(gòu)造在泵殼體的對(duì)應(yīng)于殼體環(huán)的凹部設(shè)置的且分別與這些凹部?jī)?yōu)選一起構(gòu)成全圓的圓環(huán) 形的凹部中。同時(shí)，所述殼體環(huán)通過(guò)與螺紋嵌接的調(diào)節(jié)螺釘被固定在泵殼體中。在本發(fā)明一種特別有利的實(shí)施 方式中，調(diào)節(jié)環(huán)具有外螺紋并且與泵殼體的與此 相對(duì)應(yīng)設(shè)置的內(nèi)螺紋嵌接。因此，調(diào)節(jié)環(huán)的軸向位置在離心泵中通過(guò)調(diào)節(jié)環(huán)在泵殼體的內(nèi)螺紋中的旋轉(zhuǎn)可調(diào)節(jié)。與調(diào)節(jié)環(huán)和/或用于調(diào)節(jié)環(huán)的定位或用于確定作用到密封環(huán) 上的壓力的機(jī)構(gòu)根據(jù)哪一種前述實(shí)施方式進(jìn)行構(gòu)成無(wú)關(guān)，根據(jù)一種有利的進(jìn)一步構(gòu)造， 本發(fā)明裝置具有固定螺釘，借助這些固定螺釘調(diào)節(jié)環(huán)可被固定在為其調(diào)節(jié)到的軸向位置 中。正如已經(jīng)多次所 指出地，本發(fā)明裝置既適用于離心泵的首次裝備也適用于其后 續(xù)擴(kuò)展。因此，根據(jù)一種用于改進(jìn)或后續(xù)擴(kuò)展的實(shí)施方式構(gòu)造該裝置，使得所述裝置的 各個(gè)元件是一個(gè)構(gòu)件組的組件，該構(gòu)件組此外補(bǔ)充用于位置正確地布置待構(gòu)成的用于調(diào) 節(jié)螺釘和必要時(shí)用于固定螺釘?shù)穆菁y孔的鉆頭樣板或鉆模。下面將借助實(shí)施例進(jìn)一步解釋本發(fā)明。在此，實(shí)施例涉及各種變型方案，這些 變型方案尤其適用于迄今沒(méi)有安裝相應(yīng)裝置的泵的改裝。


所屬附圖中示出了圖1離心泵，其擴(kuò)展有根據(jù)本發(fā)明裝置的一種可能的實(shí)施方式相對(duì)應(yīng)；圖2根據(jù)圖1的、具有用于葉輪密封的裝置的泵的放大的局部剖視圖；圖3a，3b根據(jù)圖1和圖2的實(shí)施方式附加地置入泵殼體內(nèi)的殼體環(huán)；圖4本發(fā)明另一種基本的實(shí)施方式，具有特別構(gòu)造的調(diào)節(jié)環(huán)。
具體實(shí)施例方式圖1舉例示出了后續(xù)配備或擴(kuò)展有本發(fā)明裝置的離心泵，其中，為清晰起見(jiàn)以 泵殼體1中的部分剖面圖來(lái)表示泵。所示的例子涉及離心泵的改裝或擴(kuò)展，其中，葉輪2 被構(gòu)造成通道輪(Kanalrad)的形式。這種實(shí)施方式和另一種與附圖相關(guān)聯(lián)地闡述的實(shí)施 方式涉及這樣的構(gòu)造，即與壓環(huán)7連接的且與該壓環(huán)共同構(gòu)成密封環(huán)的環(huán)形彈性密封唇8 借助作用到密封環(huán)上的調(diào)節(jié)環(huán)9被預(yù)緊，并且滑動(dòng)面6'被構(gòu)造在固定在葉輪2上的耐磨 環(huán)6上。所述泵包含泵殼體1，在該泵殼體中設(shè)置在在此未示出的馬達(dá)軸上的葉輪2或者 說(shuō)通道輪在泵運(yùn)行時(shí)在圓周方向u上運(yùn)動(dòng)。同樣在此未示出的馬達(dá)在視圖中的泵的右側(cè) 被法蘭連接在泵殼體1上，使得馬達(dá)軸在軸向方向a上延伸。在泵殼體1和葉輪2之間 是待密封的間隙，該間隙基于例子中所示泵的結(jié)構(gòu)形式是軸向間隙。借助根據(jù)圖2的放 大剖面圖中更加清晰可見(jiàn)的本發(fā)明的裝置使該間隙相對(duì)于在泵的壓力側(cè)3和泵的吸入側(cè)4 上的葉輪入口 5之間的物質(zhì)運(yùn)輸完全被密封。圖2示出了根據(jù)圖1的、利用本發(fā)明的用于葉輪密封的裝置擴(kuò)展或改裝的離心泵 的剖面圖的局部放大。為了進(jìn)行改裝，通過(guò)在葉輪2的外輪廓上車削構(gòu)造出凸肩。在該 凸肩上放置設(shè)有互補(bǔ)臺(tái)階的高度耐磨的耐磨環(huán)6，并且借助多個(gè)螺釘將耐磨環(huán)固定到葉輪 2上。為此，在這以前，在葉輪2中構(gòu)造出相應(yīng)的分布于圓周上的、與耐磨環(huán)6的盲孔對(duì) 應(yīng)的螺紋孔。在例子中示出的泵的泵殼體1中附加地置入一個(gè)優(yōu)選是金屬的殼體環(huán)11， 該殼體環(huán)的構(gòu)造在圖3a和3b中可見(jiàn)，以便減小殼體孔的在此泵中在葉輪入口 5的一側(cè)上 的相對(duì)大的直徑。殼體環(huán)11具有多個(gè)圓環(huán)形的凹部12，這些凹部分別設(shè)有一個(gè)螺紋的第 一部分，并且與對(duì)應(yīng)的加工在泵殼體1中的并且設(shè)有螺紋的所屬第二部分的凹部一起分別構(gòu)成全圓或圓柱體。調(diào)節(jié)螺釘10分別與部分構(gòu)造在殼體環(huán)11的凹部12中和部分構(gòu)造 在泵殼體1的凹部中的內(nèi)螺紋嵌接。調(diào)節(jié)環(huán)9通過(guò)借助內(nèi)六角扳手可調(diào)節(jié)的調(diào)節(jié)螺釘10 在軸向方向a上可運(yùn)動(dòng)。在此，調(diào)節(jié)螺釘10同時(shí)用于將殼體環(huán)11固定在泵殼體1中。 設(shè)有凸肩的調(diào)節(jié)環(huán)9壓向設(shè)置在調(diào)節(jié)環(huán)9和耐磨環(huán)6之間的密封唇8的柔性區(qū)域8'，其 中，將密封唇8壓向耐磨環(huán)6的壓力與調(diào)節(jié)環(huán)9的借助調(diào)節(jié)螺釘10可調(diào)節(jié)到的位置有關(guān)。 調(diào)節(jié)環(huán)9的相應(yīng)被調(diào)節(jié)到的且按需要可被再調(diào)節(jié)的位置借助穿過(guò)調(diào)節(jié)螺釘10的內(nèi)孔被導(dǎo) 向的且分別與調(diào)節(jié)環(huán)9中的螺紋孔嵌接的固定螺釘15被固定，該固定螺釘在此被構(gòu)造為 拉緊螺釘。在此，不可丟失地設(shè)置的固定螺釘15的螺釘頭貼靠在相應(yīng)的調(diào)節(jié)螺釘10的 內(nèi)孔的凸肩上。
密封環(huán)由剛性的金屬壓環(huán)7構(gòu)成，由橡膠構(gòu)成的環(huán)形密封唇8在所示的例子中被 擰接到該壓環(huán)上。但更加有利的是，將剛性的壓環(huán)7與密封唇8通過(guò)硫化連接起來(lái)。密 封唇8通過(guò)調(diào)節(jié)環(huán)9被預(yù)緊，使得，如圖所示，在泵被關(guān)閉時(shí)密封唇僅以其突出于壓環(huán)7 的柔性區(qū)域8'的相對(duì)于圓周的外端部8"貼靠在耐磨環(huán)6上。在泵運(yùn)行時(shí)，密封唇8在 軸向間隙完全被密封的情況下由于存在于泵的壓力側(cè)3和吸入側(cè)4的葉輪入口 5之間的壓 力差而被更加強(qiáng)烈地壓到耐磨環(huán)6上。但密封唇8由于其彈性僅僅以區(qū)域8'的外端部 8"滑動(dòng)地貼靠在耐磨環(huán)6上，使得泵的葉輪2可繼續(xù)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。在此，由于施加在 密封唇8上的預(yù)緊，所以即使葉輪2產(chǎn)生與運(yùn)行相關(guān)的軸向和/或徑向震動(dòng)時(shí)密封唇始終 保持與滑動(dòng)面6的滑動(dòng)接觸。因此，盡管存在可能的振動(dòng)，也實(shí)現(xiàn)了泵殼體1和葉輪2 的吸入側(cè)4或者說(shuō)葉輪入口 5之間的間隙的可靠的但也持久的、可自動(dòng)調(diào)節(jié)的完全密封。 由此，在將安裝了本發(fā)明裝置的離心泵當(dāng)作廢水泵使用時(shí)阻止了在間隙區(qū)域形成發(fā)團(tuán)以 及由此隨后泵的阻塞。
與前述實(shí)施例不同地，只要泵殼體1的內(nèi)直徑不是太大，無(wú)需附加的殼體環(huán)11 就可將調(diào)節(jié)環(huán)9直接置入泵殼體1中。在此，調(diào)節(jié)螺釘11通過(guò)在泵殼體1中的軸向延伸 的螺紋孔被導(dǎo)向。當(dāng)然，在工廠中給離心泵裝配本發(fā)明的裝置的情況下，優(yōu)選無(wú)需附加 的殼體環(huán)11的結(jié)構(gòu)形式。但附圖1至3a或3b中所示的結(jié)構(gòu)形式的視圖應(yīng)用于說(shuō)明已經(jīng) 在使用中的泵也可很好地后續(xù)配備本發(fā)明的裝置。
根據(jù)本發(fā)明的另一種實(shí)施方式在圖4中以可與圖2比較的視圖顯示。在該實(shí)施 方式中，借助設(shè)置在調(diào)節(jié)環(huán)9的端側(cè)上的外螺紋13來(lái)定位調(diào)節(jié)環(huán)9和密封環(huán)以及確定作 用到具有壓環(huán)7和密封唇8的密封環(huán)上的壓力。該外螺紋嵌接到一個(gè)相應(yīng)的在泵殼體1 中(在必要時(shí)，即在后續(xù)配備或擴(kuò)展的情況下，通過(guò)對(duì)泵殼體1的相應(yīng)的再加工)構(gòu)成的 內(nèi)螺紋14中。調(diào)節(jié)環(huán)9的軸向位置可根據(jù)需求(也就是說(shuō)，在預(yù)緊盡可能小時(shí)，密封唇 8從壓環(huán)7突起的區(qū)域8'的徑向外端部8"貼靠在耐磨環(huán)6上)通過(guò)在內(nèi)螺紋14中旋轉(zhuǎn) 被調(diào)節(jié)。在相應(yīng)的調(diào)節(jié)位置中，調(diào)節(jié)環(huán)9的借助固定螺釘15(在調(diào)節(jié)環(huán)的外部區(qū)域中設(shè) 置一個(gè)或多個(gè)固定螺釘1 可固定，該固定螺釘用作止動(dòng)螺釘并且將調(diào)節(jié)環(huán)9和泵殼體1 的螺紋13、14的螺紋面相互壓緊。在泵殼體1和調(diào)節(jié)環(huán)9之間設(shè)置由橡膠構(gòu)成的O形環(huán) 16來(lái)進(jìn)行密封。
借助本發(fā)明的裝置通過(guò)完全避免回流(即從葉輪2上的壓力側(cè)3回流到吸入側(cè)4) 以及避免橫向流動(dòng)損失，顯著地提高了相應(yīng)配備本發(fā)明裝置的離心泵的效率。尤其在具 有單路或多路葉輪的廢水泵的情況下有效地防止了吸入側(cè)的堵塞。由此，大大減少了使用離心泵時(shí)的運(yùn)行、能量及維修費(fèi)用。此外，該裝置的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單以及在已經(jīng)使 用的泵的情況下的良好的可擴(kuò)展性。另外，通過(guò)對(duì)在結(jié)構(gòu)技術(shù)上和/或由于磨損產(chǎn)生的 部件公差的自動(dòng)補(bǔ)償使所提出的解決方案以有利的方式自動(dòng)調(diào)節(jié)并且由此持久地自動(dòng)密 封。
附圖標(biāo)記清單
1泵殼體
2 葉輪
3壓力側(cè)
4吸入側(cè)
5葉輪入口
6耐磨環(huán)
7 壓環(huán)
8密封唇
8'密封唇的區(qū)域
8"端部(密封唇的徑向外端部)
9調(diào)節(jié)件，例如調(diào)節(jié)環(huán)
10調(diào)節(jié)螺釘
11殼體環(huán)
12 凹部
13外螺紋
14內(nèi)螺紋
15固定螺釘
160 形環(huán)
a軸向方向
u圓周方向
權(quán)利要求
1.在用于流體介質(zhì)的離心泵中用于葉輪密封的裝置，借助該裝置使得構(gòu)成在泵殼體(1)和離心泵的至少一個(gè)通過(guò)馬達(dá)軸驅(qū)動(dòng)的葉輪(2)之間的、使葉輪(2)在泵殼體(1)中 的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)成為可能的軸向間隙或徑向間隙相對(duì)于從所述至少一個(gè)葉輪(2)的壓力側(cè)(3) 到其在葉輪入口(5)上的吸入側(cè)(4)的物質(zhì)運(yùn)輸密封，其特征在于，在泵殼體(1)中在所 涉及的葉輪(2)的壓力側(cè)(3)和吸入側(cè)(4)之間設(shè)置密封環(huán)，該密封環(huán)由剛性的壓環(huán)(7) 和與壓環(huán)(7)連接的環(huán)形的彈性的密封唇(8)構(gòu)成，該密封唇在其內(nèi)直徑的區(qū)域里與壓環(huán) (7)連接并且在從壓環(huán)(7)突起的或/和凸出于壓環(huán)直徑的區(qū)域(8')相對(duì)于構(gòu)成在葉輪(2)上的葉輪入口(5)區(qū)域中的周廓上的滑動(dòng)面(6')傾斜，并且被保持在泵殼體(1)上 的調(diào)整件(9)作用到密封環(huán)上，通過(guò)該調(diào)整件密封環(huán)相對(duì)于滑動(dòng)面(6‘)定位并且將密封 環(huán)的密封唇(8)在區(qū)域(8')內(nèi)這樣預(yù)緊，使得在離心泵運(yùn)行時(shí)由于壓力側(cè)(3)和吸入 側(cè)(4)之間存在的壓力差密封唇(8)以其區(qū)域(8')的徑向外端部(8")貼靠在滑動(dòng)面 (6')上并且將所述軸向間隙或徑向間隙完全密封，其中，由于密封唇(8)的區(qū)域(8') 的可變形性以及借助調(diào)節(jié)件(9)在密封唇(8)中形成的預(yù)緊而產(chǎn)生一種持久的、能自動(dòng)調(diào) 節(jié)的且補(bǔ)償在泵運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)的徑向及軸向振動(dòng)的密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述滑動(dòng)面(6')是在葉輪入口(5)的 區(qū)域中固定在葉輪(2)的周廓上的剛性的耐磨環(huán)(6)的一部分。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的裝置，其特征在于，所述密封唇(8)由彈性體構(gòu)成并且 與壓環(huán)(7)通過(guò)硫化連接，壓環(huán)(7)由金屬構(gòu)成。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，增強(qiáng)材料被埋入密封唇(8)的彈性體中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的裝置，其特征在于，金屬織物被埋入密封唇(8)的彈性體中。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，金屬?gòu)椈蓧|片被硫化入密封唇(8‘)中。
7.根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的裝置，其特征在于，所述環(huán)形的密封唇(8)的厚度 在朝向其外周的方向上減小。
8.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的裝置，其特征在于，所述調(diào)節(jié)件被構(gòu)成為直接作用 到密封環(huán)上的調(diào)節(jié)環(huán)(9)，該調(diào)節(jié)環(huán)在泵殼體(1)中的位置在軸向方向(a)上能夠借助兩 個(gè)或多個(gè)關(guān)于調(diào)節(jié)環(huán)(9)的圓周近乎相同地分布的調(diào)節(jié)螺釘(10)調(diào)節(jié)，這些調(diào)節(jié)螺釘分 別與在泵殼體(1)的螺紋嵌接并且壓到調(diào)整環(huán)(9)上。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，用于調(diào)節(jié)螺釘(10)的螺紋構(gòu)成在螺紋 孔中，所述螺紋孔在軸向方向(a)上穿過(guò)泵殼體(1)引導(dǎo)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，在泵殼體(1)中置入附加的、貼靠在 調(diào)節(jié)環(huán)(9)的背對(duì)密封環(huán)的一側(cè)上的殼體環(huán)(11)，并且各個(gè)用于調(diào)節(jié)螺釘(10)的螺紋分 別有一部分構(gòu)造在設(shè)置于殼體環(huán)(11)的外周上的圓弓形的凹部(12)中并且有一部分構(gòu)造 在泵殼體(1)的與殼體環(huán)(11)的凹部(12)相對(duì)應(yīng)設(shè)置的且分別與這些凹部一起構(gòu)成全圓 的圓環(huán)形的凹部中，其中，所述殼體環(huán)(11)通過(guò)與螺紋嵌接的調(diào)節(jié)螺釘(10)被固定在泵 殼體(1)中。
11.根據(jù)權(quán)利要求1至7之一所述的裝置，其特征在于，調(diào)節(jié)件構(gòu)成為直接作用到密封環(huán)(7，8)上的具有外螺紋(13)的調(diào)節(jié)環(huán)(9)，該調(diào)節(jié)環(huán)在泵殼體(1)中的位置在軸向 方向(a)上能通過(guò)調(diào)節(jié)環(huán)(9)在構(gòu)成在泵殼體(1)內(nèi)面上的內(nèi)螺紋(14)中的旋轉(zhuǎn)被調(diào)節(jié)。
12.根據(jù)權(quán)利要求8至11之一所述的裝置，其特征在于，借助固定螺釘(15)能將所 述調(diào)節(jié)環(huán)(9)固定在為其設(shè)定的軸向位置中。
13.根據(jù)權(quán)利要求8至10之一所述的裝置，其特征在于，所述裝置的各個(gè)元件是用于 擴(kuò)展迄今未配備間隙密封裝置的離心泵的構(gòu)件組的組件，該構(gòu)件組此外被添加鉆頭樣板 或鉆模，以用于位置正確地布置待構(gòu)成的螺紋孔。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種在用于流體介質(zhì)的離心泵中用于葉輪密封的裝置，借助該裝置使得構(gòu)成在泵殼體(1)和至少一個(gè)葉輪(2)之間的間隙完全相對(duì)于從葉輪(2)的壓力側(cè)(3)到其吸入側(cè)(4)的物質(zhì)運(yùn)輸密封。根據(jù)本發(fā)明，在泵殼體(1)中在壓力側(cè)(3)和吸入側(cè)(4)之間設(shè)置密封環(huán)，該密封環(huán)由剛性的壓環(huán)(7)和與壓環(huán)(7)連接的環(huán)形的彈性的密封唇(8)構(gòu)成，該密封唇(8)在離心泵的運(yùn)行中在葉輪入口(5)區(qū)域中在葉輪(2)的整個(gè)周邊上滑動(dòng)地貼靠在一個(gè)構(gòu)成在葉輪(2)上的滑動(dòng)面(6′)上。為此，密封環(huán)借助于調(diào)整件(9)被定位在泵殼體中并且將其相對(duì)于所述滑動(dòng)面(6′)傾斜的密封唇(8)預(yù)緊。
文檔編號(hào)F04D29/16GK102027241SQ200980117465
公開(kāi)日2011年4月20日 申請(qǐng)日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年5月15日
發(fā)明者烏韋·維迪希 申請(qǐng)人:烏韋·維迪希