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CN101432554A - 密封装置 - Google Patents

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CN101432554A CNA2007800150717A CN200780015071A CN101432554A CN 101432554 A CN101432554 A CN 101432554A CN A2007800150717 A CNA2007800150717 A CN A2007800150717A CN 200780015071 A CN200780015071 A CN 200780015071A CN 101432554 A CN101432554 A CN 101432554A
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Abstract

用于通过壳体(1)的壳体孔而密封引入转轴(2)的密封装置，所述密封装置包括具有面向通常处于较高压力下的区域的密封唇的至少一个唇式密封件(3、8、14、15)。为了充分延伸应用具有唇式密封件的密封装置的区域，并通过这样做而使用所述密封装置以达到其更经济、在压力峰值下更耐用、更容易安装以及更容易维护的优点，另外在较高压力和压力波动下也实现上述优点，在面向具有较高压力的区域的侧(5)上的唇式密封件(3、8、14、15)处于比出现在所述壳体(1)内部的最高压力更大的恒定压力下，且将节流溢流的间隙(7、10)设置在此区域和所述壳体内部之间。

Description

密封装置
技术领域
本发明涉及用于通过壳体中的钻孔而密封引入转轴的密封装置，所述密封装置包括具有密封唇的至少一个唇式密封件，所述密封唇面向通常处于较高压力下的区域，以及壳体，该壳体具有壳体孔以用于密封引入转轴并具有用于面向所述壳体孔的轴线的密封装置的至少一个底座，优选为至少一个唇式密封件。
背景技术
唇式密封件被用于很多应用中，其中，转轴在密封装置中进入壳体或离开壳体，例如用于EP335368A1公开的船舶发动机中的螺旋桨传动轴上。这里，根据EP1055849A2的密封圈中，所述密封唇面向通常处于低压的区域。在后种情况下，进行测量以在所述密封唇的两侧保持相同压力，然而，不能将此压力保持为恒定水平。例如，可从DE4039666A1获知完全没有处于压力下的唇式密封件。
也可将非常简单和廉价的、用于密封轴的唇式密封件用于造纸业中的小精炼机中，然而，这里所述的密封唇通常面向处于较高压力下的区域，以防止介质从所述精炼机溢出。在这些用于制造纸浆的工艺中切碎木片的装置中，存在更大和更小的压力波动。然而，由于唇式密封件对压力中的高波动很敏感并且很容易开始泄漏，因此只能在低压或低压力波动下使用唇式密封件。至于精炼机，内外压力之间的比率大约在1.2到1.5-1。
但是，在DE102005019654A1中描述了另一应用，该应用需要至少两个串联安装的唇式密封件。这里，将加压装置压入唇式密封件之间的空间中，但是不能找到怎样维持此压力或此压力有多恒定的指示；也因为本技术领域的情况是完全集中在密封问题上，从而导致了唇式密封件上的污染。另一方面，最接近所述壳体内部的唇式密封件只是使用大量的加压装置进行冲洗的附加测量装置，所述加压装置以小节流流入所述壳体内部，从而将来自所述唇式密封装置的所述区域的污物除去。
在具有较高压力的大精炼机中，且当出现大压力波动时通常使用轴面密封件。轴面密封件非常昂贵，同时也由于硬-硬组合而易碎并在较高压力力峰值下会破裂，这就意味着工厂必须立即停产。将要提及的另一密封方法是熟知已久的密封箱。密封箱的缺点就是它们总是有些泄漏，并难以调节以在密封和泄漏之间折衷，而且对需要润滑和冷却所述密封件的所述轴的转动也没有太大的阻力。
发明内容
因此本发明的目的在于充分延伸具有唇式密封件的密封装置的应用区域，并通过这样做而使用所述密封装置以实现其更经济、在压力峰值下更耐用、更容易安装以及更容易维护的优点，另外在较高压力和压力波动下也实现上述优点。
为实现任务，在开始所描述的根据本发明的所述密封装置的特征在于，在面向具有较高压力的区域的侧的唇式密封件处于比在所述壳体中出现的最大压力更大的恒定压力下，以及对溢流节流的间隙设置在此区域和所述壳体内部之间。由此，通过所述密封装置在任何情况下保持恒定压差，从而导致泄漏的压力波动不会影响所述唇式密封件，从而保持了密封性。
根据本发明的有利实施例，能够串联设置至少两个唇式密封件。在面向通常处于较高压力下的所述区域的所述侧的每个唇式密封件承受不会超过能够预置的最大值的恒定压力。其中，在最里面的唇式密封件上的所述最大值大于出现在所述壳体内部的最高压力，且在每个唇式密封件处的所述最大压力的压差不超过能够预置的值。因此，在所述装置中的每个唇式密封件处始终存在恒定压差。其中，不会由于级联设置而超过每个唇式密封件的最大压力。唇式密封件能够抵抗高达大约2巴的恒定压差，从而也能够通过包括串联的多级而密封超过2巴的压差。由此，能够密封具有非常大的直径(大约2m)并具有高速(大约1500r.p.m)的轴，在轴和密封件之间具有大约15m/s到25m/s的相对速度。
为了能容易并安全地将压力施加到所述唇式密封件或每个唇式密封件，所述唇式密封件或每个唇式密封件被优选地安装在面向在所述壳体孔内部的转轴的槽型凹口中并在每种情况下在一个或多个唇式密封件的面向通常处于较高压力下的区域的侧具有至少一个能被连接至压力源的通道。通过介质的压控供给，不用任何移动部件就能够容易地实现所述唇式密封件的恒定加压，从而具有最佳功能可靠性，所述介质优选为在所述工艺中使用的至少一种介质。然后，由于在所述唇式密封件和具有较高压力的所述区域之间的狭窄通道，而分别产生压力积聚和在那里出现压力下降。附加优点是此实施例的冲洗效应，由于所引入的介质冲回可能已经进入轴和壳体之间的间隙的任何微粒，从而保护所述密封装置、所述轴和所述壳体以耐磨。
还能够通过独立于所述密封装置的安装区域的具体设置的介质供给来积聚压力。例如，如果密封箱或轴面密封件由根据本发明的装置替代，则根据本发明的另一有利实施例，也可将节流圈设置在所述壳体孔内部的凹口内。至少最接近于通常处于较高压力下的所述区域的唇式密封件在面向通常处于较高压力下的所述区域的所述侧。因此，在此状态下，在所述节流圈提供已节流的溢流介质，该已节流的溢流介质来自所述唇式密封件和具有较高压力的所述区域之间的区域，且从而提供压力积聚和所述唇式密封件的加压。可独立于所述唇式密封件设计节流圈。所述节流圈可以非常软，且其材料能适应内腔中的化学条件。
根据第一实施例，此设计的特征在于，能够连接至所述压力源的至少一个通道引导到该节流圈和所述唇式密封件之间的区域。
根据本发明的另一实施例，所述节流圈能够设置有至少一个优选为径向的孔，且通过所述节流圈中的此至少一个径向孔将能被连接至所述压力源的所述通道连接至节流圈和唇式密封件之间的区域。
根据本发明的另一实施例，如果在远离通常处于较高压力下的区域而定位的两个唇式密封件之间通道从中间腔引导到外部，则通过该通道将从通常处于较高压力下的区域溢出的介质排出，也能够以顺序方式将溢出的任何介质或工艺流体排出。
这样的设计有利的是，如果用于排出溢出介质的所述通道设置有用于此介质的传感器装置或连接至一传感器装置，则这样的设计还能检查和监控所述密封装置的密封性。
为了执行开始所拟定的任务，根据本发明，所述壳体必须具有至少一个能连接至压力源的通道并且引导到与通常处于较高压力下的区域更接近的所述或每个底座的区域。由此，为了通过所述装置保证最佳恒定密封性，可在调节为恒定值的压力下将所述唇式密封件插入之前装入用于对此密封装置加压的介质。
然而，如果用于排出从通常处于较高压力下的区域溢出的介质的另一通道开始于远离通常处于较高压力下的区域而定位的所述底座的一部分，则可安全地引导穿过所述唇式密封件溢出的任何介质或工艺流体的排出。
有利的是，将用于此介质的传感器装置设置在用于介质溢出的排出的所述另一通道中。
在下面的描述中，通过附图中所示的实施例更详细地描述本发明。
附图说明
图1示出了具有单唇式密封件的密封装置的剖面图。
图2是根据本发明的具有两个唇式密封件和一个节流圈的密封装置的剖面图。以及
图3示出了根据本发明的具有四个串联设置的唇式密封件的另一实施例的剖面图。
具体实施方式
图1示出了具有根据本发明的密封装置的壳体1的剖面图，该密封装置旨在通过壳体1中的开口密封引入转轴2。在所示的非常简单的实例中，所述密封装置包括具有面向通常处于较高压力下的区域的密封唇3a的单唇式密封件3。
唇式密封件3安置在壳体1中的所述开口的突起1a上并通过压圈4抵压在该突起1a上。周向槽形区域5形成在突起1a和具有狭窄间隙地围绕轴2的壳体1开口的一部分之间。壳体1中的孔6引导到此区域5，该区域5在通常面对较高压力的唇式密封件3的所述侧，从而可将区域5连接至压力源。用于加压的该介质优选为已用于所述工艺的介质或者是出现在通常处于较高压力下的所述侧的介质。
经由孔6供应的介质在流过壳体1和轴2之间的间隙时显著地被节流，从而可积聚比通常存在于唇式密封件3的该侧的压力更大的压力。通过外部装置将该较高压力调节为恒定值，其中，该值应该在任何情况下都比出现在所述壳体内部的最高压力更大。由于唇式密封件3的与区域5相反的侧存在恒定压力，通常是环境压力，所以在唇式密封件3处存在恒定压差，从而一直能以恒定水平保持其最佳密封效果。另外，通过从唇式密封件3流过间隙7的所述介质使唇式密封件3保持清洁，且将进入间隙7的任何污物清除。
图2示出了本发明的另一实施例，该实施例有利于所述密封装置的两侧之间的较高压力差。用相同的标号表示与图1中相同的部件。这里，串联安装两个唇式密封件3和8。
此实施例通过实例示出了将节流圈9插在通常处于较高压力下的所述侧的壳体1的所述侧上的突起和第一唇式密封件3之间。将非常狭窄的间隙10设置在节流圈9的面向通常处于较高压力下的区域的侧和轴2之间，通过该间隙10，能够从压力源穿过壳体1中的孔6和节流圈9中的至少一个优选为径向的孔9a供应所述介质。具有与上述相同的功能，此介质当通过该间隙10排出时被节流，从而被调节为恒定值的压力接着出现在所述唇式密封件的前面，且该压力大于节流圈9的与唇式密封件3相反的侧的压力。
可通过壳体1中的另一孔11将相同或不同的介质供应到两个唇式密封件3和8之间的区域12，并且也可通过外部装置将其调节为恒定值，但是该值小于通过孔6施加的压力的值。这里，将间隔圈13插在两个唇式密封件3和8之间，该间隔圈13具有至少一个也优选为径向的孔13a，所述介质通过该孔13a进入区域12。调整通过孔6和11所施加的压力，使得每个唇式密封件上的压差不会超过能够预置的最大值，并且该压差通常在2巴的范围内。因此，为了在尽快能长的周期中以该方式来保证最佳密封性，还可通过串联设置多个唇式密封件来以很高的总体主导压差保持每个唇式密封件的最大差压。
图3示出了根据本发明的密封装置的另一扩展实施例。这里，现在设置了四个唇式密封件3、8、14和15，最接近通常处于较高压力下的区域的唇式密封件3安置在壳体1的突起上，而通过间隔圈13、16和17彼此隔开的每个其它密封件8、14和15压在密封件3上。间隔圈13、16和17中的每一个具有至少一个优选为径向的孔13a、16a和17a。因此，可通过壳体中的孔6、11和18将来自压力源的介质分别供给到唇式密封件3和8之间、唇式密封件8和14之间的区域中，且这些区域通过此方式能够承受调节为恒定的压力。
不将距离通常处于较高压力下的所述区域最远的孔19用作进一步加压的实例，而是作为通过唇式密封件3、8和14，将已经从通常处于较高压力下的所述区域溢出的介质或其它流体排出到最外面的唇式密封件15前面的区域20中的实例。如果将用于所述介质和/或其它工艺流体的传感器装置(未示出)设置在孔19自身中或接近该孔19，则可以检测所述密封装置的任何泄漏。
另外或作为用于加压所述唇式密封件的介质的替代，可将润滑脂或其它润滑剂施加在任两个密封件之间以使唇式密封件保持柔顺。

Claims (8)

1.通过壳体(1)中的钻孔而密封引入转轴(2)的密封装置，根据预期的目的，所述密封装置包括具有密封唇的至少一个唇式密封件(3、8、14、15)，所述密封唇面向在操作期间处于较高压力下的区域，其特征在于，在面向具有较高压力的所述区域的侧(5)的唇式密封件(3、8、14、15)处于恒定压力下，该恒定压力大于出现在壳体(1)内部的最高压力，并且其特征在于，对溢流节流的间隙(7、10)设置在此区域和所述壳体内部之间。
2.根据权利要求1所述的密封装置，其特征在于，串联设置至少两个唇式密封件(3、8、14)，其中面向通常处于较高压力下的所述区域的所述侧的每个唇式密封件(3、8、14)承受不超过能够预置的最大值的恒定压力，其中在最里面的唇式密封件(3)处的所述最大值大于出现在所述壳体(1)内部的最高压力，且在每个唇式密封件(3、8、14)处的所述最大压力的压差不超过能够预置的值。
3.根据权利要求1或2所述的密封装置，其特征在于，所述唇式密封件或每个唇式密封件(3、8、14、15)优选地安装在面向在所述壳体孔内部的转轴(2)的槽型凹口中，以及在每种情况下在一个或多个唇式密封件(3、8、14)的面向通常处于较高压力下的所述区域的所述侧(5)具有至少一个能够被连接至压力源的通道(6、11、18)。
4.根据权利要求3所述的密封装置，其特征在于，在所述壳体孔内部的所述凹口中设置节流圈(9)，至少最接近于通常处于较高压力下的所述区域的所述唇式密封件(3)在面向通常处于较高压力下的所述区域的所述侧。
5.根据权利要求4所述的密封装置，其特征在于，将能够连接至压力源的至少一个通道(6和9a)引导到此节流圈(9)和所述唇式密封件(3)之间的所述区域(5)。
6.根据权利要求4所述的密封装置，其特征在于，所述节流圈(9)设置有至少一个优选为径向的孔(9a)，以及通过所述节流圈(9)中的此至少一个径向孔(9a)，能够连接至所述压力源的所述通道(6)被连接至节流圈(9)和唇式密封件(3)之间的所述区域(5)。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的密封装置，其特征在于，在远离通常处于较高压力下的所述区域而定位的两个唇式密封件(14和15)之间，通道(17a、19)从中间腔引导到外部，通过所述通道(17a、19)将从通常处于较高压力下的所述区域溢出的介质排出。
8.根据权利要求7所述的密封装置，其特征在于，将用于此介质的传感器装置设置在用于排出溢出介质的所述通道(17a、19)中或连接至所述通道(17a、19)。
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