CN101178125A - 滑动环密封件、滑动环密封结构及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种滑动环密封件,所述密封件包围一待密封的轴(0),并包括一对置环(2),其中轴(0)构成滑动环密封件的组成部分并设计成与对置环(2)相互合并成一体的而且材料相同。
Description
技术领域
本发明涉及一种滑动环/转动环密封件(Gleitringdichtung),一种滑动环密封结构及其应用。
背景技术
滑动环密封件和滑动环密封装置的布置结构是公知的,例如从DE 4415 115 C1中。滑动环密封件包括一个对置环/固定环(Gegenring)和一个调节环,所述对置环和调节环不可相对旋转地彼此连接并且不可相对旋转地在周向侧包围待密封的轴。其中,调节环通过多个在周向上均匀分布的螺旋状固定元件不可相对旋转地与轴连接,这里不仅对置环相对于调节环而且调节环相对于轴都通过由弹性材料制成的O型环来密封。为了保证对置环不可相对转动地配设给调节环,设有在轴向方向上延伸的杆状随动件(Mitnehmer)。
发明内容
本发明的目的是,这样来改进在现有技术中已知的滑动环密封件和滑动环密封结构,使得它们具有明显更简单、零件更少的结构并因此在制造技术和经济性方面可更简单、成本更低廉地制造。发生装配误差/错误的危险应当减小至最低。
按照本发明,所述目的通过权利要求1和8的特征来实现。从属权利要求涉及有利的结构方案。
为了实现所述目的,设想一种滑动环密封件,该密封件包围待密封轴,该滑动环密封件包括一个对置环,其中轴构成滑动环密封件的组成部分并设计成与对置环相互合并(übergehend)为一体的并且材料相同。这里有利的是,对置环与轴构成一个单元,该单元由于其整体的结构不再需要单独的用于密封的密封环。此外,与现有技术中的所述滑动环密封件不同,不需要调节环相对于轴和调节环相对于对置环的防止转动的装置,所述防止转动的装置用于保证轴和对置环不可相对转动地彼此相配。
此外,有利的是,因为与力锁合(kraftschlüssig)和/或形状锁合(formschlüssig)地固定有单独制造的零件-例如调节环或对置环-的轴相比,整体的单元可以明显更简单地被平衡,从而简化了滑动环密封件和滑动环密封结构的制造。
由对置环和轴构成的单元优选地由经硬化的钢制成。这种单元可以经济地制造,因为它可以优选地通过去除材料的方式/切削(spanabhebend),特别是通过车削加工制造。为了达到所要求的密封效果,需要对置环的密封面具有高的质量,这种表面质量在使用加工方法“硬车削(Hartdrehen)”时可仅以小的进给量进行加工来达到。将高质量的车床和硬质工具钢相结合就可以制造出这样的表面,该表面在制造明显简化的情况下仍具有与研磨或抛光表面一样好的使用性能。
对置环具有一第一密封面,该密封面在轴向方向上弹性易挠(nachgiebig)地、密封贴靠地接触滑动环的第二密封面。
第一密封面至少具有0.1至0.3的表面粗糙度Ra。这样的表面粗糙度可以通过上述的硬车削来达到,并且这种表面粗糙度对于在滑动环密封件中的应用完全足够实现良好的密封性。
第一密封面可以具有在周向上均匀地彼此相邻设置的用于输送气体的凹部,所述凹部基本上沿径向延伸;所述凹部优选是弧形的。当上述滑动环密封件或者上述滑动环密封结构用于燃气轮机时,这特别合理的。在对置环的密封面上设置起输送气体作用的凹部是公知的,例如由EP1 054 196A2。通过所述起输送气体作用的凹部可保证,待密封的气体介质基本上保持不包含非气态组成部分,例如油颗粒。通过所述起输送气体作用的凹部可以实现,在滑动环密封件的所有运行状态下在对置环和滑动环的密封面之间都存在足够稳定的气垫,这时通过这种用于输送气体的凹部的结构形式使泄漏损失最小化,并且从待密封空间向周围环境方向的泄漏流可阻止非气态组成部分进入滑动面之间。起输送气体作用的凹部用于以气体润滑的滑动环密封件中。
附图说明
下面借助于示意性示出的图1和2对一个实施例进行详细说明。
附图表示:
图1:滑动环密封结构的纵向剖视图;
图2:包括滑动环和轴的单元沿图1中A-A截面的剖视图;
图3:对称结构形式的滑动环双重密封件的实施例;
图4:前后顺序布置的滑动环双重密封件;
图5:同轴布置的滑动环密封件;和
图6:贴靠在推力轴承上的滑动环密封件。
具体实施方式
在图1中示出了一根据本发明的滑动环密封结构的实施例,该结构包括本发明的滑动环密封件。待密封的轴0和对置环2被设计成相互合并成一体的而且材料相同,并共同构成单元11。对置环2和轴0由硬化钢制成并通过硬车削(Hartdrehen)切削制造而成。
为了切削制造单元11,仅以小的进给量进行车削,以便能制造出表面粗糙度Ra为0.1至0.3的、对置环2的第一密封面12。这样的表面粗糙度可通过成本低廉的生产工艺“硬车削”形成并且足够光滑以保证滑动环密封件具有好的使用性能。
滑动环1具有第二密封面13,该第二密封面在轴向方向上弹性易挠地并且密封贴靠地接触对置环2的第一密封面12。在这里示出的实施例中,滑动环1设置在壳体3内,待密封的轴0穿过该壳体。滑动环1通过一O形圈4相对于壳体3密封。相对于与轴0一起回转的对置环2,壳体3和滑动环1静止不动。
对置环2的第一密封面12在滑动环1的第二密封面13上的弹性压靠通过一支承在壳体3内部的压力弹簧5来实现。
这样具有突出的优点,即,通过单元11整体的、材料统一的结构形式,在该区域内不必设置需要单独制造和装配的密封件,以相对于对置环2密封轴0。单元11可简单并且成本低廉地制造、装配,而且具有总体上紧凑的尺寸-特别是在轴向上。
在图2中示出了图1中的A-A剖面的剖视图,其中,为了清楚起见,仅示出了由对置环2和轴0组成的单元11。第一密封面12设置有在周向14上均匀地彼此相邻布置的用于输送气体的凹部8,所述凹部基本上弧形地沿径向延伸。用于输送气体的凹部8使得,在轴0旋转时气体被泵送到密封面12、13之间,并由此在所述密封面12、13之间形成导致密封面12、13分开的压力,此时在密封面12、13之间形成一气垫。
通过一与旋转运动同步地进行往复运动的车刀制造用于输送气体的凹部8。所述运动对应于凹部8在一圆周线上的深度分布。在一次回转中,车刀以对应于凹部8数量的次数切入工件。通过在端面车削的过程中使同步的往复运动在相位上偏移,由此制造出弧形的而非直的凹部8。原则上可以通过适当的对车刀运动的控制制造出各种任意三维(3D)形状的凹部8。这种控制可以通过快速的CNC-轴来实现。由快速CPU进行协调。
关键的是,在一次夹紧中制造凹部8和对置环2的第一密封面12,因为只有这样才能达到所要求的精度。凹部8设计成使得在对置环2的圆周上形成一个密封坝(Dichtdamm)9。
在图3中示出了一对称结构形式的滑动环双重密封件,其中两个滑动环1.1、1.2贴靠在共同的对置环2上,与图1所示一样,该对置环也设计成与轴0相互合并成一体的并且材料相同。
在图4中示出了一滑动环双重密封件,其中两个分别对应于图1中的滑动环密封件的滑动环密封件在功能技术上串联地相继设置。
在图5中示出了一同轴布置的滑动环密封件。除了在图1中示出的滑动环密封件之外,还设有第二滑动环1.2,该第二滑动环在外周侧以一定的径向距离被第一滑动环1.1包围。两个滑动环1.1、1.2彼此同轴布置,并都以它们的第二密封面13.1、13.2密封地贴靠在对置环2的第一密封面12上。
在图6中示出了如图1所示的滑动环密封件,该滑动环密封件贴靠在推力轴承10上。
Claims (9)
1.一种滑动环密封件,所述滑动环密封件包围待密封的轴(0),包括一对置环(2),其中轴(0)构成滑动环密封件的组成部分,并设计成与对置环(2)相互合并成一体的并且材料相同。
2.按权利要求1所述的滑动环密封件,其特征在于,所述对置环(2)与所述轴(0)构成一个单元(11),该单元由硬化钢制成。
3.按权利要求2所述的滑动环密封件,其特征在于,所述单元(11)通过去除材料的方式制造而成。
4.按权利要求2或3所述的滑动环密封件,其特征在于,所述单元(11)通过车削制造而成。
5.按权利要求1至4中任一项所述的滑动环密封件,其特征在于,所述对置环(2)具有第一密封面(12),该第一密封面在轴向上弹性易挠地、密封贴靠地接触滑动环(1)的第二密封面(13)。
6.按权利要求5所述的滑动环密封件,其特征在于,所述第一密封面(12)具有0.1至0.3的表面粗糙度Ra。
7.按权利要求5或6所述的滑动环密封件,其特征在于,所述第一密封面(12)具有在周向(14)上均匀地彼此相邻设置的、起输送气体作用的凹部(8),所述凹部基本上沿径向延伸。
8.滑动环密封结构,包括按权利要求1至7中任一项所述的滑动环。
9.用于制造按权利要求1至8中任一项所述的滑动环密封件或滑动环密封结构的方法,其特征在于,包括轴(0)和对置环(2)的单元(11)与对置环(2)内用于运输气体的凹部(8)仅在一次夹紧中通过车削制造。
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