專利名稱：機(jī)械密封裝置，和泵的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明整體涉及機(jī)械密封裝置，它包括或構(gòu)成設(shè)備的一部分，該 部分是伸展通過要密封通道的轉(zhuǎn)軸。特別是，本發(fā)明涉及按照權(quán)利要
求1的序言的機(jī)械密封裝置，和涉及按照權(quán)利要求13的序言的泵。
背景技術(shù)：
在各種各樣的應(yīng)用中可以使用這樣的機(jī)械密封裝置。例如，用于
泵打液體的泵中可以使用這樣的機(jī)械密封裝置。通過在第1密封元件 徑向外側(cè)裝設(shè)的外周邊螺紋可將第1夾持元件連接在泵的殼體。在操 作時，可能將在泵殼體中存在的可能的應(yīng)力通過螺紋傳送給第1密封 元件，因而產(chǎn)生不平的狀態(tài)和導(dǎo)致泄漏。
借助裝設(shè)在第1密封元件的外周邊表面和第l夾持元件的內(nèi)表面 之間的彈性體元件，有可能糾正這個問題。這樣的解決方案公開在美
國專利US國A-3,291,493號中。
但是，用這個解決辦法常常由橡膠制成的彈性體元件會與要泵打 的液體接觸。由于衛(wèi)生的原因，在泵的液體和彈性體元件的橡膠之間 這樣的接觸在許多應(yīng)用中是不希望的，如在醫(yī)療的應(yīng)用或在食品工業(yè)中。
US-A-3,291，493公開了包括第1機(jī)械部分和第2機(jī)械部分的一種 機(jī)械密封裝置。將第1密封環(huán)連接在第1機(jī)械部分和將第2密封環(huán)連 接在第2機(jī)械部分。第2密封環(huán)被圍繞該密封環(huán)內(nèi)角伸展的塾片元件包圍。
US-A-5，758，880公開了有相同解決辦法的一種機(jī)械密封裝置，其 中由圍繞該密封元件的角伸展的彈性體元件支持陶瓷的密封元件。
EP-A-798499公開了別的機(jī)械密封裝置，它包括安裝在軸上的轉(zhuǎn) 動的密封元件，和通過彈性體環(huán)由夾持組件支持的相對的靜止的密封 元件。在這種情況下該彈性體環(huán)也圍繞靜止的密封元件的內(nèi)角伸展。
GB-A-2044862公開了一種機(jī)械密封裝置，它有轉(zhuǎn)動的密封元件 和通過O型環(huán)支持在殼體中的相對的靜止密封元件。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是要糾正上面討論的各種問題。特別是，目的在于 一種機(jī)械密封裝置，它能防止將在夾持元件和殼體之間連接的應(yīng)力傳 送到密封表面，和它能避免彈性體元件和要密封的介質(zhì)之間的接觸。
通過起初定義的機(jī)械密封裝置達(dá)到了這個目的，它的特征在于第 1密封元件的相反的背表面緊緊地靠著第1夾持元件的支持表面。
由于第1密封元件相反的背表面緊緊地或密封地緊靠著第1夾持 元件的支持表面，有效地防止要密封的任何介質(zhì)到達(dá)彈性體元件，該 彈性體元件徑向設(shè)置在第1密封元件的相反的背表面和第1夾持元件 的支持表面之間的緊靠區(qū)域的外側(cè)。同時，彈性體元件允許第1密封 元件沿著徑向平面進(jìn)行少許的運(yùn)動，從而可以減少或防止任何可能的 應(yīng)力從第1夾持元件的連接傳送到任何組件，例如象殼體的外部組件。
按照本發(fā)明的實(shí)施例，外周邊表面和內(nèi)表面對轉(zhuǎn)動軸線是同心的。
按照本發(fā)明別的實(shí)施例，相反的背表面和支持表面伸展在相對轉(zhuǎn) 動軸線的徑向平面中。借助這樣的徑向表面，可以使背表面和支持表 面之間的緊靠變得非常緊密從而沒有介質(zhì)可以通過緊靠的區(qū)域。
按照本發(fā)明別的實(shí)施例，第1密封元件包括環(huán)繞的凹槽，其中彈 性體元件包括伸入到該凹槽中的環(huán)形突緣。因此這樣的彈性體元件環(huán) 形突緣將嚙合在環(huán)繞的凹槽中，從而在該機(jī)械密封裝置操作期間將彈 性體元件牢固地夾持在第1密封元件的外周邊表面和第1夾持元件的 內(nèi)表面之間。有利地，環(huán)繞的凹槽從外周邊表面向內(nèi)伸展。原理上可 將環(huán)繞的凹槽裝設(shè)在外周邊表面上的任何位置。按照優(yōu)選的實(shí)施例， 在由相反的背表面和外周邊表面之間形成的角處設(shè)置環(huán)繞的凹槽。
按照本發(fā)明別的實(shí)施例，第1夾持元件包括鎖定機(jī)構(gòu)，它適合將 彈性體元件固定在外周邊表面和內(nèi)表面之間，和適合固定背表面緊緊 壓著支持表面。作為環(huán)繞突緣和環(huán)形凹槽的替代或補(bǔ)充可以裝設(shè)這樣 的鎖定機(jī)構(gòu)。有利地，鎖定機(jī)構(gòu)可以包括從內(nèi)表面軸向突出的鎖定突 緣并使突緣朝外周邊表面彎曲。通過這樣彎曲的突緣，將使彈性體元
置中。:有，第i密封元;的外周邊表面可以;朝向第i密封表面的傾斜表面部分，其中可以設(shè)置鎖定突緣在傾斜表面部分相對面和外側(cè)。
按照本發(fā)明別的實(shí)施例，第1和第2密封元件由選自包括金屬材 料、陶瓷材料、碳化物材料和氮化物材料的一組材料中的一種材料制成。
按照本發(fā)明別的實(shí)施例，第1夾持元件由硬的、非彈性材料制成。 ;按照本發(fā)明別的實(shí)施例，使第1夾持元件通過螺紋嚙合嚙合在殼體中。
借助起初定義的泵也達(dá)到了該目的，它的特征在于第1密封元件 的相反的背表面緊緊地靠著第1夾持元件的支持表面。第1部分可以 包括借助螺紋嚙合與第1夾持元件嚙合的殼體，和第2部分可以包括軸。


現(xiàn)在通過實(shí)例對各實(shí)施例的描述和參考附圖更詳細(xì)地解釋本發(fā)明。
圖l公開穿過按照本發(fā)明第1實(shí)施例的機(jī)械密封裝置的剖面圖。 圖2公開穿過按照本發(fā)明第2實(shí)施例的機(jī)械密封裝置的剖面圖。 圖3公開穿過按照本發(fā)明第3實(shí)施例的機(jī)械密封裝置的剖面圖。
具體實(shí)施例方式
圖1公開的機(jī)械密封裝置包括第1部分1和第2部分2。在公開 的實(shí)施例中，機(jī)械密封裝置是包含在泵內(nèi)。在下面的描述中，將描述 這種泵的應(yīng)用，盡管應(yīng)注意到該機(jī)械密封裝置也可使用在其他的應(yīng)用 中，包括伸展通過在殼體或類似物中通道的轉(zhuǎn)軸，如混合器或攪拌器。
在公開的各實(shí)施例中，第1部分1是基本上靜止的，而第2部分 2是圍繞轉(zhuǎn)動軸線X轉(zhuǎn)動的。但是請注意，第l部分l可以是轉(zhuǎn)動的 而第2部分2可以是l爭止的或基本上靜止的。也可以讓第1部分1和 第2部分2兩者都以不同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動。
第1部分包括第1密封元件11和用于夾持第1密封元件11的第 1夾持元件12。第1密封元件1構(gòu)成第1密封表面13、相反的背表面 14和外周邊表面15。第1密封表面13和相反的背表面14是互相平行的和平行于相對于轉(zhuǎn)動軸線X的徑向平面。第1夾持元件12有支 持表面16和內(nèi)表面17。外周邊表面15和內(nèi)表面17相對轉(zhuǎn)動軸線X 是同心的。
第1部分1還包括殼體或被安裝在殼體18內(nèi)。在各實(shí)施例中公 開的殼體18是靜止的或基本上靜止的。通過用19示意表示的螺紋嚙 合，將第1夾持元件12連接到殼體18。第1夾持元件12包括與通過 殼體18的一個開口的內(nèi)螺紋嚙合的外周邊螺紋。
第2部分2包括構(gòu)成第2密封表面22的第2密封元件21。第2 部分2還包括轉(zhuǎn)軸或被安裝在轉(zhuǎn)軸23上。第2密封元件21相對轉(zhuǎn)軸 23沿著轉(zhuǎn)動軸線X可以軸向移動，但是通過任何合適的連接元件24 在外周邊方向?qū)⑺潭ㄔ谵D(zhuǎn)軸23上。
在操作時，有第1密封元件11的第1部分1和有第2密封元件 21的第2部分2相對轉(zhuǎn)動的軸線X是互相轉(zhuǎn)動的關(guān)系，從而在互相 轉(zhuǎn)動時使第1密封表面13緊緊地和密封地緊靠在第2密封表面22處 于相對轉(zhuǎn)動軸線X的一個徑向平面中。通過彈簧元件25迫使第2密 封元件21朝向第1密封元件11。
在公開的泵的應(yīng)用中，軸23帶著示意表示的泵的葉輪26。
如在各圖中清楚可見那樣，第1密封元件11的相反的背表面14 緊靠在第1夾持元件12的支持表面16。優(yōu)選地，表面14和16是平 的，或基本上是平的，并這樣構(gòu)形的以便達(dá)到緊緊地靠著，即表面14 和16互相緊緊地或 密封地緊靠著。由于彈簧元件25,將迫使相反的 背表面14和支持表面16互相緊靠著。
第1部分1還包括彈性體元件30,將它裝設(shè)在第1密封元件11 的外周邊表面15和第1夾持元件12的內(nèi)表面17之間。第1密封元 件11包括環(huán)繞的凹槽31,它從外周邊表面15向內(nèi)伸展和在第1實(shí)施 例中將它設(shè)置在相反的背表面14和外周邊表面15之間的角。彈性體 元件30包括環(huán)形突緣32，它與環(huán)繞的凹槽31互補(bǔ)并向內(nèi)伸展到槽 31內(nèi)。在第1實(shí)施例中，，彈性體元件30將緊靠著第1夾持元件12的 支持表面16和內(nèi)表面17。由于凹槽31和環(huán)形突緣32,彈性體元件 30將被固定在第1密封元件11的外周邊表面15和第1夾持元件12 的內(nèi)表面17之間形成的環(huán)繞的環(huán)形空間內(nèi)。
另外，第1夾持元件12可以包括適合將彈性體元件30固定在外周邊表面15和內(nèi)表面17之間的鎖定機(jī)構(gòu)40。在第1實(shí)施例中鎖定機(jī) 構(gòu)40是從內(nèi)表面17軸向突出的鎖定突緣41。當(dāng)將第1密封元件11 和彈性體元件30安裝在第1夾持元件12內(nèi)時，將鎖定突緣41稍微 彎向第1密封元件11的外周邊表面15。鎖定突緣41的這種彎曲進(jìn)一 步將彈性體元件30固定在外周邊表面15和內(nèi)表面17之間的環(huán)形空 間內(nèi)。優(yōu)選地，外周邊表面15可以有傾斜的表面部分15，朝第1密封 表面13傾斜。將鎖定突緣41設(shè)置在傾斜表面部分15，的對面和外面 用于與傾斜表面部分15，基本平行地伸展。
.可以用任何合適的彈性聚合物材料、合成橡膠或天然橡膠制造彈 性體元件30。
第1密封元件11和第2密封元件12優(yōu)選地用選自包括金屬材料、 陶瓷材料、碳化物材料和氮化物材料的材料組中的一種材料制成。第 1夾持元件12優(yōu)選地用硬的、非彈性材料、如金屬材料制成。
圖2公開了第2實(shí)施例，它與第1實(shí)施例的不同之處僅在于彈性 體元件30的環(huán)形突緣32在離相反的背表面14 一段距離處伸向外周 邊表面15。
圖3公開了第3實(shí)施例，它與第1實(shí)施例的差別在于代替鎖定突 緣41的鎖定機(jī)構(gòu)40,它包括沿著相對轉(zhuǎn)動軸線的一個徑向平面伸展 的鎖定環(huán)42，該環(huán)通過任何合適的連接，如幾個螺釘43附連到第1 夾持元件12。按照第3元件，它還可以免除第1密封元件11外周邊 表面15的傾斜表面部分15，。
本發(fā)明不受公開的各實(shí)施例的限制但可以在下面權(quán)利要求書的 范疇內(nèi)改變和修改。
請注意第1密封元件、第1夾持元件和彈性體元件作為替代物可 以是轉(zhuǎn)動的和連接在轉(zhuǎn)軸，而將第2密封元件連接在靜止的殼體。
權(quán)利要求
1.一種機(jī)械密封裝置，包括包括第1密封元件(11)和用于夾持第1密封元件(11)的第1夾持元件(12)的第一部分(1)，其中第1密封元件(11)形成有第1密封表面(13)、相反的背表面(14)和外周邊表面(15)，和其中第1夾持元件(12)具有支持表面(16)和內(nèi)表面(17)，和包括形成有第2密封表面(22)的第2密封元件(21)的第2部分(2)，其中第1部分(1)和第2部分(2)相對轉(zhuǎn)動軸線(X)是互相轉(zhuǎn)動的關(guān)系從而使第1密封表面(13)在相對轉(zhuǎn)動軸線(X)的徑向平面中密封地緊靠著第2密封表面(22)，和其中在第1密封元件(11)的外周邊表面(15)和第1夾持元件(12)的內(nèi)表面(17)之間裝設(shè)彈性體元件(30)，其特征在于第1密封元件(11)的相反的背表面(14)緊緊地靠著第1夾持元件的支持表面(16)。
2. 按照權(quán)利要求1所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于外周邊表面 (15)和內(nèi)表面(17)相對轉(zhuǎn)動軸線(X)是同心的。
3. 按照權(quán)利要求1和2中任一項(xiàng)所述的機(jī)械密封裝置，其特征在 于相反的背表面(14)和支持表面(16)在相對轉(zhuǎn)動軸線(X)的徑 向平面中伸展。
4. 按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于 第1密封元件(11)包括環(huán)繞的凹槽(31)和其中彈性體元件(30) 包括向內(nèi)伸展到凹槽(31)中的環(huán)形突緣(32)。
5. 按照權(quán)利要求4所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于環(huán)繞的凹槽 (31 )從外周邊表面(15)向內(nèi)伸展。
6. 按照權(quán)利要求5所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于將環(huán)繞的凹 槽(31 )設(shè)置在相反的背表面(14)和外周邊表面(15)之間。
7. 按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于 第1夾持元件包括鎖定機(jī)構(gòu)(40)，該鎖定機(jī)構(gòu)(40)適合將彈性體 元件(30)固定在外周邊表面(15)和內(nèi)表面(17)之間。
8. 按照權(quán)利要求7所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于鎖定機(jī)構(gòu) (40)包括從內(nèi)表面(17)軸向突出并彎向外周邊表面(15)的鎖定突緣(41 )。
9. 按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于 外周邊表面(15 )具有向第1密封表面(13 )傾斜的傾斜表面部分(15，)。
10. 按照權(quán)利要求8和9所述的機(jī)械密封裝置，其特征在于在傾 斜表面部分(15，)的外側(cè)和對面裝設(shè)鎖定突緣(41)。
11. 按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)械密封裝置，其特征在 于第1和第2密封元件(11、 21 )是由選自包括金屬材料、陶瓷材料、 碳化物材料和氮化物材料的 一 組材料的材料制成。
12. 按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)械密封裝置，其特征在 于第1夾持元件(12)是用硬的非彈性材料制成。
13. 按照前述權(quán)利要求中任一項(xiàng)所述的機(jī)械密封裝置，其特征在 于借助螺紋嚙合(19)將第1夾持元件(12)接合在殼體(18)中。
14. 一種包括機(jī)械密封裝置的泵，其中該機(jī)械密封裝置包括 包括第1密封元件(11 )和用于夾持第1密封元件(11 )的第1夾持元件(12)的第1部分(1 )，其中第1密封元件(11 )形成有 第1密封表面(13)、相反的背表面(14)和外周邊表面(15),和 其中第1夾持元件(12)具有支持表面(16)和內(nèi)表面(17)，和包括形成第2密封表面(22)的第2密封元件(21 )的第2部分 (2),其中第1部分(1)和第2部分(2)相對轉(zhuǎn)動軸線(X)互相是 轉(zhuǎn)動的關(guān)系從而使第1密封表面(13)在相對轉(zhuǎn)動軸線(X)的徑向 平面中密封地緊靠著第2密封表面(22)，其中在第1密封元件(11 )的外周邊表面(15)和第1夾持元件 (12)的內(nèi)表面(17)之間裝設(shè)彈性體元件(30)，其特征在于第1密封元件(11 )的相反的背表面(14)緊緊地靠 著第1夾持元件的支持表面(16)。
15. 按照權(quán)利要求14所述的泵，其特征在于第1部分包括殼體 (18)。
16. 按照權(quán)利要求15所述的泵，其特征在于借助螺紋連接(19) 將第1夾持元件(12)接合在殼體(18)中。
17. 按照權(quán)利要求14至16中任一項(xiàng)所述的泵，其特征在于第2 部分包括軸(23)。
全文摘要
描述一種機(jī)械密封裝置和包括機(jī)械密封裝置的一種泵。該密封裝置包括第1密封元件(11)和夾持第1密封元件的第1夾持元件(12)。第1密封元件(11)構(gòu)成第1密封表面(13)、相反的背表面(14)和外周邊表面(15)。第1夾持元件有支持表面(16)和內(nèi)表面(17)。構(gòu)成第2密封表面(22)的第2密封元件(21)相對第1密封元件圍繞轉(zhuǎn)動軸線(X)是轉(zhuǎn)動的，從而使第1密封表面(13)在徑向平面中密封地緊靠著第2密封表面(22)。將彈性體元件(30)設(shè)置在外周邊表面(15)和內(nèi)表面之間。相反的背表面緊緊地靠著支持表面。
文檔編號F04D29/12GK101688612SQ200880023827
公開日2010年3月31日 申請日期2008年5月7日 優(yōu)先權(quán)日2007年5月7日
發(fā)明者H·尼德利克 申請人:羅普蘭國際公司