[发明专利]端面型密封组件

说明书

本发明一般与旋转的机械轴密封有关，特别是与端面型轴密封的改进有关。

泵和包括有转动轴的类似设备都有各种型式的密封以防止沿着轴的泄漏。一种常规的密封型式称为端面密封，典型结构是包括一个固定在轴上以构成径向密封面的转动部件，和一个固定在泵壳上以构成径向密封面的静止部件，使所述两个密封面相对贴合密封接触。通常，密封面借助密封装置的一个弹簧成形部件的作用保持啮合。

可以在3，447，810和4，342，358号的美国专利中找到这种密封型式的实例，这两个专利都属于本发明的受让人。

在这两个专利中公开的密封结构很相似，两者都包括一个安装在泵腔内的不转动密封部件和一个装在旋转轴上的转动密封部件。转动密封部件包括套在轴上的螺旋弹簧，它的作用是把弹簧的负荷加到转动密封环，使其与静止密封件的不转动密封面紧密啮合。这两个密封环限定径向端面，在泵运转时两端面密封啮合。

一般说来，包括不转动密封件的部件装在由泵壳构成的密封腔内。在这些应用中，接近密封部件很受限制。在现有的这些密封装置中，不转动的密封件安装在密封腔的最里面。为了恰当地安装和固定不转动密封部件将需要特殊的工具。各元件的校准一般是非常关键。

转动密封件安装在泵轴上，并定位使其密封环的端面与不转动密封件的密封环相对啮合。因为接近受限制，所以存在于装置中的误差有可能直到泵投入运转时才能显示出来。对密封部件校准不当可能导致泄漏和过早的密封失效。现场替换失效的密封件非常困难，尤其在检修不当时会耗费很多时间。

为了最大限度地延长密封寿命，在安装时必须保持互相匹配的密封环的径向密封面的清洁。在现场替换单个的密封元件时，很难保持端面的清洁度。密封面的污染会产生过早的密封失效。

本发明提供一种新的和改进的密封套，用于转轴和静止壳体之间的介面密封，如离心泵那样。按照本发明，密封套组成一个具有相互连接的转动和不转动部件的完整组件。在安装密封套时拆开或分离转动件与不转动件之间的联接，以便在安装后转动件与轴相连，不转动件固定到壳体上。另外，在不转动件和转动件之间形成转动的密封介面。

为了便于解释本发明，将结合在离心泵中的应用来阐述。但应理解本发明可以应用于要求对轴与壳体接触介面进行转动密封的任何场合。

在优选实施方案中，密封套包括一支持部件，在安装前用它来支承不转动和转动密封件。按照本发明，用一易裂件将不转动密封件连接到支承部件上。

在优选的图示实施方案中，支承部件包括一个用于接纳离心泵叶轮轴的套筒状部件。转动密封件包括一偏压弹簧转动密封环。在优选实施方案中，该密封环连到一波纹管上，它使密封环能相对轴作轴向移动。该波纹管被夹持在支承套筒上，并且还带有一个罩状部件，转动密封环位于罩状部件的圆周边上。弹簧卡在罩状部件和弹簧定心部件之间，由套筒支持，把偏压力加到转动密封环上并推动它与不转动密封件的不转动密封环紧贴连接。

不转动的密封件包括一个卡在壳体上用来支承静止密封环的密封座。在优选的图示实施方案中，易裂的剪切环将支承套筒与密封环座互相连接。在安装时，剪切环沿着一个或几个薄弱线分离以便静止的密封件从套筒上脱开，使转动密封环能相对静止密封环转动。

按照本发明，通过将组件装到轴上实现将密封装置装入机械，例如泵内，向前推进支承部件直到密封座到达它的安装位置。支承部件的进一步前移引起易裂连接分离，结果不转动密封件从支承部件上脱开，使转动密封件能相对不转动件转动。

在优选实施方案中，将支承套筒在轴上推进直到它的一端面与轴上形成的轴肩啻罱游埂＝杷ㄔ淄脖账蚣谐种梦唬佣С刑淄埠妥芊饧ㄔ谥嵘稀?

在公开的实施方案中，密封装置常用于密封离心泵的转轴。在这个实施方案中，将密封设置在由杯形密封板所构成的密封腔内。泵轴一端有螺纹用于螺纹连接叶轮。优选的安装方法是将密封装置放在叶轮轴的一端然后将叶轮螺纹连接到此轴端上。叶轮的内端面搭接到密封装置的一端，当叶轮螺纹连接到轴端时，将沿着泵轴向前推进支承套筒。支承套筒的尺寸是这样的，在完全安装后，它被夹持在叶轮的内端面与泵轴的轴肩之间，并与轴刚性连接。

按照本实施方案，密封腔限定一个凹槽，用于接受不转动密封环座，安装时在套筒和轴肩啮合之前，将环座摩擦置入凹槽内，结果当把套筒推进到它的安装位置时（在此位置它与轴肩搭接）易裂的支承件断裂或分离。

利用本发明，泵轴密封可容易地在现场更换。与先有技术不同，在安装过程，不转动和转动密封部件两者都保持适当的校准状态，因此而保持密封的整体性。