[发明专利]具有改良的辅助密封件的机械密封设备

说明书

技术领域

本发明涉及具有改良辅助密封件的机械密封设备。

背景技术

已知的机械密封设备中的一系列问题为辅助密封件的问题，该辅助密封件经常在密封环的后侧，即与密封间隙相反的一侧执行密封。为此，辅助密封件必须保持轴向可动性，以便在机器的待机或缓慢运行期间特别是对轴和壳体之间的轴向偏移进行补偿并且确保密封。归因于机械密封设备操作期间通常普遍存在的高压和高温，辅助密封件塑性变形，接着可能导致在机器待机情况下归因于温度下降和压力下降而使辅助密封件在套管状部件上不期望的收缩。然而，由此可能减小辅助密封件的轴向可动性，在机器的待机期间或刚重启时可能发生两个密封环之间的泄漏，或者在配置有辅助密封件的密封环后侧可能发生泄漏。DE 20 2007 017 783.6 U1公开了一种机械密封设备，其中，支撑环松弛地配置在辅助密封件和密封环之间，以避免各部分之间的潜在的剪切应力，该剪切应力也是在高温以及特别是高机械应力时由不同部件的不同的热膨胀引起的。此外，支撑环和辅助密封件之间布置有PEEK的膜状中间层。该膜状中间层还将防止分别由密封环和辅助密封件的不同热膨胀系数引起的不利影响。

发明内容

因此，本发明的目标在于提供一种具有辅助密封装置的机械密封设备，其在所有操作状态下，特别是在待机期间或待机之后允许安全并且无泄漏的密封，同时结构简单并且能以简单的方式低成本生产。

通过具有方案1的特征的机械密封设备实现该目标。从属方案示出本发明的优选改进方案。

因此，本发明的具有方案1的特征的机械密封设备具有在待机或缓慢运行期间或重启的情况下确保辅助密封件的充分轴向可动性的优点。特别地，根据本发明能够防止辅助密封装置在冷却后粘在管状部件上或在管状部件上收缩，这将防止辅助密封装置的轴向可动性。根据本发明这实现为辅助密封装置利用环元件(环元件部分)和辅助密封件(辅助密封件部分)一体地制成。该环元件在此配置于辅助密封件的朝向固定密封环所指的一侧。辅助密封件和环元件在此由不同材料制成并且其间具有不可分离的连接，以提供单件式辅助密封装置。因而，通过将环元件固定到辅助密封件以形成单个部件能够保持辅助密封装置的轴向可动性。此外，环元件在密封环和辅助密封件之间设置轴向的距离，使得能够避免特别是在操作期间可能发生的挤出，即，能够避免辅助密封件的材料被拉入到密封环和环状部件之间的间隙内。

优选地，辅助密封件和环元件之间的连接是通过热方法特别是烧结连接建立的连接。烧结连接提供辅助密封件和环元件之间的不可分离的连接，并且能够以特别简单并且便宜的方式形成。例如，用于辅助密封件和环元件的颗粒或粉末状物质能够被导入模具并且被烧结接合，或者可选地，环元件被烧结于已生产出的辅助密封件，或者辅助密封件烧结于环元件。此外优选地，采用其他方法生产的辅助密封装置可选地也是可能的，例如由至少两种不同材料制成的单件式注射成型部件，或者采用快速原型法(rapid prototyping method)制成，例如借助于激光烧结法，其中特别地，能够借助于层状建立的方式快速并且低成本地生产辅助密封装置。此外可选地，辅助密封件和环元件之间的连接是粘接连接。

此外优选地，机械密封设备包括用于在轴向上对辅助密封装置施力的施力装置。施力装置包括压力环和施力元件，优选地是几个弹簧围绕周向分布，压力环抵靠辅助密封件。

此外优选地，压力环在轴向上从上方至少部分地夹持辅助密封装置的辅助密封件。特别地，即使在强烈的温度变化的情况下，另外通过压力环也能够由此将辅助密封装置保持在适当位置。压力环仅松弛地位于辅助密封装置上。根据本发明的另一个优选变形，压力环在轴向上借助于轴向突起从下方夹持辅助密封件的一部分。由此通过压力环将辅助密封件保持在适当位置，这能够抵消辅助密封件的收缩趋势。特别优选地，压力环从上方和下方夹持辅助密封件的一部分。

此外优选地，压力环借助于后夹持部从后方夹持辅助密封件。

根据本发明的另一个优选变形，辅助密封装置的环元件具有在轴向上延伸的环状延伸部。该环状延伸部从上方夹持辅助密封件，优选地在轴向上至少部分地夹持径向最外部。由此能够确保，环元件优选地在辅助密封件的整个径向高度的上方延伸，并且另外在轴向上从上方夹持辅助密封件。由此能够防止特别是可能发生的并且将导致固定密封环的倾斜的倾斜力。

根据本发明的可选的变形，辅助密封装置的辅助密封件在朝向固定密封环所指的一侧具有轴向突出的肩部。此外，环元件包括轴向延伸的环状延伸部，其从上方夹持辅助密封件的突出肩部。