改善了冷卻和/或密封介質(zhì)的流動特性的機(jī)械密封設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種機(jī)械密封設(shè)備，其改善了供給到機(jī)械密封件的滑環(huán)的介質(zhì)(更特別地冷卻和/或密封介質(zhì))的流動特性。
【背景技術(shù)】
[0002]從現(xiàn)有技術(shù)可知機(jī)械密封設(shè)備的不同設(shè)計方式。典型地，冷卻和/或密封介質(zhì)被供給到機(jī)械密封設(shè)備，該冷卻和/或密封介質(zhì)借助于內(nèi)部輸送裝置進(jìn)行輸送。根據(jù)DE 10 2011118 294.6可知上述機(jī)械密封設(shè)備的一個例子，其中在該機(jī)械密封設(shè)備中使用特斯拉栗作為內(nèi)部輸送裝置。其他輸送裝置包括，例如，栗環(huán)。流路從內(nèi)部輸送裝置延伸到滑環(huán)，在滑環(huán)處經(jīng)由殼體中的排出孔排出流體。在這種情況下，排出孔相對于滑環(huán)沿徑向設(shè)置。然而，供給到機(jī)械密封件的流體由于旋轉(zhuǎn)滑環(huán)的轉(zhuǎn)動和流體的軸向供給而必須經(jīng)受數(shù)次方向改變，由此可能導(dǎo)致流體的流動損耗。然而，因此內(nèi)部輸送裝置必須提供更大的動力。特別地，受旋轉(zhuǎn)滑環(huán)的影響在機(jī)械密封件的區(qū)域中沿周向加速流體，但是隨后必須沿徑向排出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因而，本發(fā)明的目的在于提供一種機(jī)械密封設(shè)備，其使得被供給到滑環(huán)的流體的內(nèi)部損耗減小，而且設(shè)計簡單、性價比高且易于制造。
[0004]通過具有方案I的特征的機(jī)械密封設(shè)備來實現(xiàn)該目的，在從屬方案中說明了本發(fā)明的優(yōu)選的發(fā)展。
[0005]根據(jù)本發(fā)明的、具有方案I的特征的機(jī)械密封設(shè)備的優(yōu)勢在于顯著降低了被供給到機(jī)械密封件的滑環(huán)的流體，例如，密封介質(zhì)或者冷卻介質(zhì)的流動損耗。在這種情況下，在機(jī)械密封設(shè)備內(nèi)實現(xiàn)了低損耗流動，由此特別地能夠在具有相同驅(qū)動動力的輸送裝置的情況下增大所供給的流體的質(zhì)量流量。因此，例如，能夠在不導(dǎo)致殼體中的流出孔的尺寸增大或者內(nèi)部輸送裝置的動力增大的情況下使滑環(huán)上的冷卻效果得以改善。根據(jù)本發(fā)明，除了具有旋轉(zhuǎn)滑環(huán)和固定滑環(huán)的機(jī)械密封件之外，該機(jī)械密封設(shè)備還包括具有內(nèi)側(cè)筒狀周緣區(qū)域的殼體組件。該殼體組件包括:用于排出被供給到滑環(huán)的流體的出口開口；以及流入?yún)^(qū)域。根據(jù)本發(fā)明，該流入?yún)^(qū)域使得在出口開口的入口區(qū)域中流動損耗降低。該流入?yún)^(qū)域包括至少一個過渡通道，該至少一個過渡通道沿著周向延伸并且朝向出口開口持續(xù)地變深。該過渡通道在殼體組件中的內(nèi)側(cè)筒狀周緣區(qū)域上形成，并通向出口開口。
[0006]在特別優(yōu)選的方式中，出口開口被配置在滑環(huán)的徑向外側(cè)。在特別優(yōu)選的方式中，出口開口在徑向上位于轉(zhuǎn)動滑環(huán)的正上方或者位于密封間隙的正上方。由此通過轉(zhuǎn)動滑環(huán)在周向上加速的流體被供給到過渡通道，然后在流動損耗降低的情況下被供給到出口開口中。
[0007]優(yōu)選地，機(jī)械密封設(shè)備還包括內(nèi)部輸送裝置。在特別優(yōu)選的方式中，該內(nèi)部輸送裝置為栗環(huán)或特斯拉栗。在特別優(yōu)選的方式中，出口開口的(多個)過渡通道在徑向上位于內(nèi)部輸送裝置的上方。這確保了由內(nèi)部輸送裝置輸送的流體能夠直接流入過渡通道，從而進(jìn)入出口開口中。優(yōu)選地，出口開口被配置在內(nèi)部輸送裝置的徑向外側(cè)且位于內(nèi)部輸送裝置的上方。采用進(jìn)一步優(yōu)選的方式，還可以設(shè)置兩個內(nèi)部輸送裝置，所述輸送裝置，例如栗環(huán)和特斯拉栗，被一個接一個地連接起來。
[0008]出口開口被進(jìn)一步優(yōu)選地定向在與滑環(huán)的徑向成一定角度的方向，并且過度通道進(jìn)一步優(yōu)選地通到出口開口中進(jìn)而相對于徑向傾斜。在特別優(yōu)選的方式中，出口開口包括相對于滑環(huán)的徑向傾斜的入口區(qū)域和沿著徑向延伸的主區(qū)域，其中優(yōu)選地在出口開口的傾斜的入口區(qū)域中發(fā)生流入。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式，機(jī)械密封設(shè)備還包括第二過渡通道，該第二過渡通道沿著周向延伸，朝向出口開口持續(xù)地變深并且配置在出口開口的與第一過渡通道相對的一側(cè)。結(jié)果，無論轉(zhuǎn)向如何，都能夠更有效地排出供給到滑環(huán)的流體。兩個過渡通道彼此相對地位于出口開口處，因此無論轉(zhuǎn)向如何都能夠改善進(jìn)入出口開口的流入情況。在特別優(yōu)選的方式中，第一過渡通道和第二過渡通道相對于出口開口對稱地配置。
[0010]進(jìn)一步優(yōu)選地，出口開口包括第一入口區(qū)域和第二入口區(qū)域，第一入口區(qū)域和第二入口區(qū)域兩者均通到公共的主區(qū)域中。第一入口區(qū)域和第二入口區(qū)域相對于主區(qū)域的中心線對稱地配置。在特別優(yōu)選的方式中，無論轉(zhuǎn)向如何，該設(shè)計都同樣地適用于流體的流入。兩個入口區(qū)域優(yōu)選地對稱地形成并且入口區(qū)域中的每一個入口區(qū)域均包括其自身的過渡通道。
[0011]在特別優(yōu)選的方式中，過渡通道被形成為使得過渡通道的基部位于平面內(nèi)。一方面，由此實現(xiàn)了流體到出口開口的有效的流入，而另一方面，例如借助于去毛刺法能夠以非常簡單且高性價比的方式制成過渡通道。
[0012]為了改善流動，優(yōu)選地，將過渡通道和出口開口之間的過渡區(qū)域形成為弧形偏轉(zhuǎn)輪廓部。由此能夠?qū)崿F(xiàn)從過渡通道到出口開口中的軟過渡。
[0013]進(jìn)一步優(yōu)選地，機(jī)械密封設(shè)備僅包括一個出口開口。由此，僅一個出口開口需要設(shè)置在殼體組件中，以便在殼體組件中保留足夠的空間用于其它的元件和開口，例如用于安裝殼體或附加的流體通道等。
[0014]優(yōu)選地，出口開口包括主區(qū)域和入口區(qū)域，其中入口區(qū)域與主區(qū)域成角度地配置，并且主區(qū)域的中心軸線和入口區(qū)域的中心軸線位于與機(jī)械密封設(shè)備的縱向軸線垂直的公共的平面內(nèi)?？蛇x地，入口區(qū)域還可以被設(shè)置成在機(jī)械密封設(shè)備的軸向上相對于沿著徑向延伸的主區(qū)域傾斜。
【附圖說明】
[0015]以下將參照附圖詳細(xì)地說明本發(fā)明的優(yōu)選的示例性實施方式。將相同的附圖標(biāo)記賦予相同的組件或以功能相同的方式運作的組件。在附圖中:
[0016]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施方式的機(jī)械密封設(shè)備的示意圖；
[0017]圖2示出了沿著圖1的線I1-1I截取的示意性截面圖；
[0018]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施方式的機(jī)械密封設(shè)備的出口開口的示意性截面圖；
[0019]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第三示例性實施方式的機(jī)械密封設(shè)備的出口開口的示意性截面圖；
[0020]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實施方式的機(jī)械密封設(shè)備；以及
[0021]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的第五示例性實施方式的機(jī)械密封設(shè)備。
【具體實施方式】
[0022]以下將參照圖1和圖2詳細(xì)地說明根據(jù)本發(fā)明的第一示例性實施方式的機(jī)械密封設(shè)備I。
[0023]如圖1所示，該機(jī)械密封設(shè)備I包括具有旋轉(zhuǎn)滑環(huán)3和固定滑環(huán)4的機(jī)械密封件2。兩個滑環(huán)在它們之間限定了密封間隙5。
[0024]固定滑環(huán)4被固定到殼體組件6。
[0025]旋轉(zhuǎn)滑環(huán)3經(jīng)由傳動元件(entrainment element) 10連接到軸13。由此，傳動元件10將來自軸13的轉(zhuǎn)矩傳遞到旋轉(zhuǎn)滑環(huán)3。
[0026]此外，具有葉片12的內(nèi)部輸送裝置11配置在軸13上。內(nèi)部輸送裝置11與軸13—起轉(zhuǎn)動，并且內(nèi)部輸送裝置11用于將流體輸送到機(jī)械密封件2。流體可以例如是密封介質(zhì)或冷卻劑。在圖1和圖2中通過箭頭表示流體流。
[0027]在殼體組件6中還設(shè)置有出口開口7。出口開口 7被定向為沿著滑環(huán)的徑向Z-Z并且用于排出流體。在這種情況下，在殼體組件6形成內(nèi)側(cè)筒狀周緣區(qū)域60。在這種情況下，出口開口7從內(nèi)側(cè)筒狀周緣區(qū)域60沿徑向向外延伸。出口開口7設(shè)置在旋轉(zhuǎn)滑環(huán)3的徑向外側(cè)且在該旋轉(zhuǎn)滑環(huán)3的上方。
[0028]在出口開口7的區(qū)域中，在內(nèi)側(cè)筒狀周緣區(qū)域60處還形成了具有開口過渡通道8的流入?yún)^(qū)域17?？梢栽趫D2中詳細(xì)地觀察過渡通道8。過渡通道8沿周向延伸并且通到出口開口7中。過渡通道8包括從筒狀周緣區(qū)域60到過渡通道8中的進(jìn)入?yún)^(qū)域80以及到出口開口7的過渡區(qū)域81(參見圖2)。過渡通道8的基部82形成為平坦的?？梢越柚诶缛ッ谭?chip-removing method)在殼體組件6的內(nèi)側(cè)筒狀周緣區(qū)域60處制成過渡通道8。應(yīng)該注意，基部82還可以被設(shè)置成弧形。
[0029]因而，沿著周向定向的過渡通道8允許流體更好地流入到出口開口7中。特別地，過渡通道8允許流體定向地流入徑向的出口開口7中，因此能夠減小流動損耗。因此，與未設(shè)置過渡通道8的出口開口相比，通過設(shè)置過渡通道8，采用具有相同直徑的出口開口7可實現(xiàn)流通量的顯著增加。因此，利用同樣的輸送裝置11能夠增大輸送能力，或者可以設(shè)置輸送能力減小(reduced conduct1n)的內(nèi)部輸送裝置11，由此特別地能夠降低內(nèi)部輸送裝置11的能耗。
[0030]根據(jù)本發(fā)明，能夠在其它方面尺寸不變的情況下增加流體的流動體積，因此，例如，能夠?qū)崿F(xiàn)機(jī)械密封件2的改善的冷卻。根據(jù)本發(fā)明，還可以在殼體組件6中僅精確地設(shè)置一個出口開口7，因此，殼體組件6的剩余的結(jié)構(gòu)空間能夠用于其它目的，例如用于設(shè)置附加的流體通道和/或緊固元件等。
[0031]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的第二示例性實施方式的機(jī)械密封設(shè)備的截面。與第一示例性實施方式相比，第二示例性實施方式的機(jī)械密封設(shè)備可自由轉(zhuǎn)動(independent ofrotat1n)。在這方面，在徑向的出口開口 7處設(shè)置有第一過渡通道8和第二過渡通道9。在出口開口 7處對稱地設(shè)置過渡通道8和9。
[0032]如圖3所示，兩個過渡通道8、9彼此相對地位于出口開口7處并且兩者均沿周向定向。因此，無論轉(zhuǎn)動方向如何，均能實現(xiàn)對到徑向的出口開口7的流入的改善。兩個過渡通道
8、9直接通到徑向的出口開口7中。同樣地，第二過渡通道9包括平坦的基部92、從內(nèi)側(cè)筒狀周緣區(qū)域60到過渡通道9中的進(jìn)入?yún)^(qū)域90以及到出口開口7的過渡區(qū)域91。
[0033]因此，在第二示例性實施方式中，無論機(jī)械密封件的轉(zhuǎn)動方向如何，都能夠獲得到徑向出口孔7的改善的入射流。兩個過渡通道8、9相對于出口開口 7對稱地形成。
[0034]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的第四示例性實施方式的機(jī)械密封設(shè)備的截面。在第四示例性實施方式中，出口開口7包括主區(qū)域70、第一入口區(qū)域71和第二入口區(qū)域72。主區(qū)域70被相對于滑環(huán)沿徑向定向。在這種情況下，第一入口區(qū)域71與主區(qū)域70成角度α地配置，第二入口區(qū)