[发明专利]用于水力机械的端面机械轴封和用于该轴封中的密封环组件

说明书

本发明涉及用于大型水力机械，如水轮机和水泵中的端面机械轴封，这种轴封能防止流体沿机械的转轴泄漏。本发明还涉及到用于这种轴封中的套装型密封环组件。

在1973年8月出版的《水力》（Water    Power）第309-314页中，和在日本实用新型公开NO.12678/1983（在后审查公开NO.14377/1987）中，公开了一种用于大型水力机械中的典型的传统端面轴封。

这种已知的轴封示于图10中，它有一个固定在水力机械的转轴51上并提供座面的环形法兰55，一个围绕法兰55的环形壳56，一个可沿转轴51轴向运动的环形密封环夹持件53，一个环形密封环52，一个用来将密封环52紧固在密封环夹持件上的夹紧环54，和多个用来将夹紧环固定到密封环夹持件上、以便将密封环夹紧在夹紧件和密封环夹持件之间的螺栓57。密封环52由多个分块（以下称为环块）组成，每个环块都呈扇形或弓形。这些环块被夹持在密封环夹持件53和夹紧件54之间，以构成在周向上为连续的密封环52。在这种轴封中，实质上所有的密封环52的环块都被均匀地夹紧。这是因为，如果各环块的端面彼此不紧密贴合，则密封环的密封端面会变得不平滑并且在周向不连续，就会使内部流体从中漏出。为了避免这种缺陷，实质上所有各环块都被均匀地夹紧，并受到精密加工以便获得所需的轴向厚度。

密封环的各环块通常由纤维加强的塑料、石墨或陶瓷制成。使用这些材料很难达到高的尺寸精度，因此密封环的生产成本提高了。使用这种已知轴封遇到的另一个问题是，由于密封环52的各环块被直接夹紧在密封环夹持件53和夹紧环54之间，因此这些环块因夹紧环54的过度的夹紧力易于被压碎或破碎，特别是当这些环块是由石墨或陶瓷这样较脆的材料制成时，尤其是如此。

因此，本发明的目的是提供一种结构简单但易于提供尺寸精度高的平滑密封端面的套装式密封环组件，由此克服上述先有技术中的问题。

本发明的另一个目的是提供一种用于水力机械中的改进的端面机械轴封，它带有上述的密封环组件。

根据本发明的一个方面，提供了一种用于端面机械轴封中的密封环组件。该组件包括一个环形的密封环套，该环套具有一基本上为环形的端面，端面内成形有一基本上为环形的槽，一个密封环部分地装入该槽中并利用粘合剂固定在环套上。密封环由多个环块组成，每个环块都有基本上为弓形的横截面和基本上为圆柱面的径向内表面和外表面，以及两轴向端面和两侧面。各环块都安置在环形槽中，其中每个环块的一个端面装在槽中，而另一个端面轴向向外地凸出于环套的端面。各环块沿着圆周一个挨一个彼此贴靠地排列，以构成密封环。各环块的另一个端面基本上均处于同一平面上，以提供一个基本上平滑的并沿周向基本上连续的密封表面。

根据本发明的另一方面，提供了一种用于水力机械中的端面机械轴封，该轴封带有上述结构的密封环组件。

本发明具有下列优点：

（1）由于密封环组件是套装式的，因此它能非常容易地安装在轴封上，并易于从中取下;

（2）由于构成密封环的各环块由环套夹持，所以各环块可被安装并压紧，而不会有任何损坏的危险，即使是当环块由石墨或陶瓷这些较脆的材料制造时，也是如此;

（3）密封环的环块不需要精密加工，即，为了使整个密封环组件具有一个平滑的密封面，可以在将环块组装在环套中之后，对环块的端面进行加工，以制成平滑的端面。因此，生产成本显著降低，并且在其工作开始阶段就可实现高度密封效果;

（4）有可能获得大直径的密封环。

从下面的说明中，可更加明白地理解本发明的这些及其它目的、特征和优点。

图1是根据本发明的轴封的一个实施例的局部剖视图。

图2是沿图1中线Ⅱ-Ⅱ的剖视图。

图3是沿图2中线Ⅲ-Ⅲ的放大剖视图。

图4是沿图1中的Ⅳ-Ⅳ线的剖视图。

图5A-5E是表示密封环组件制造过程的透视图。

图6是密封环组件的展开图，示出了密封面，由于各环块的厚度不一致，所以该密封面不是平滑的。

图7是表示改型的密封环组件的与图3类似的图。

图8是根据本发明的轴封的另一个实施例的局部剖视图。

图9是带有本发明的轴封的水轮机的局部垂直剖视图。

图10是前面讨论过的先有技术的局部垂直剖视图。