[發明專利]具有耐磨性不同的迷宮環的迷宮密封裝置

有效

• 申請號: 201280057702.2
• 申請日: 2012-11-28
• 公開（公告）號: CN103958948B
• 公開（公告）日: 2016-11-23
• 發明（設計）人: A.科恩-特勞特曼;M.索柏林
• 申請（專利權）人: SKF公司
• 主分類號: F16J15/44
• 分類號: F16J15/44;F16J15/453
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 侯宇

本發明的實施例普遍地涉及密封元件并且尤其涉及一種迷宮密封裝置和一種用于運行這種迷宮密封裝置的方法。

迷宮式密封元件已知被用于將相互運動或旋轉的構件相對外界密封。這種密封裝置的常用形式為，法蘭連接在軸承殼體上的軸承蓋或軸承殼體具有多個環形設計的肋片，由此構成迷宮密封裝置的第一迷宮環。為了密封，該第一迷宮環與相鄰的交錯的第二迷宮環配合作用，第二迷宮環可以被設置在軸上。第一和第二迷宮環交錯的肋片共同構成所謂的密封迷宮。

迷宮密封裝置例如可以用作無接觸的軸密封裝置。迷宮密封裝置的密封功能以通過布置迷宮環的交錯的、也就是相互嵌入的肋片而形成的密封路徑的延長為基礎，這導致在軸和固定殼體上的相對旋轉的環之間形成交織的和變窄的縫隙。由于在兩個迷宮環之間的長長的交織的或彎折的縫隙(密封迷宮)中相對較高的流動阻力，僅有相對很少的可容忍的液體量(泄漏質量流)能通過迷宮密封裝置流入或流出。必要時可通過附加使用的定向的質量流(例如阻隔介質、如氮)阻止外部的污染。

為了迷宮密封裝置更高的效率，對相關構件(即迷宮環)的制造公差要求很高的精度。由于確定的使用條件和/或構件太過不精確的制造，迷宮環的軸部分和殼體部分可能在迷宮密封裝置運行時不期望地接觸。例如迷宮密封裝置的兩個迷宮環可能在運行時由于外部負載作用接觸。由此不能排除密封裝置持續受損直至形成火花進而導致火災的危險。

為了避免這種由于制造公差導致的迷宮環的不期望接觸，可以在密封裝置的制造直徑較大時增大例如公差或縫隙。但是這會導致這樣的缺點，即迷宮密封裝置的密封效果進而其效率降低。

因此本發明所要解決的技術問題在于，提供一種相對現有技術改進的迷宮密封裝置方案。

本發明認識到，迷宮密封裝置的相互嵌入的迷宮環的至少部分或區段可以具有不同的耐磨強度。耐磨性比其它區域小的區域形成迷宮密封裝置的有針對性的磨損區域。例如可在迷宮密封裝置中涂覆具有較小耐磨強度的材料，其在兩個迷宮環(例如由于外部負載作用)無意接觸時導致具有較小耐磨強度的材料有針對性地磨損。

按照本發明的若干實施例，至少已被磨損的磨損區域或部分能夠在達到預定的磨損度后被更換。在此，磨損度例如可根據流入或流出迷宮密封裝置的泄漏質量流的可容忍量來確定。

按照本發明的一個方面規定一種迷宮密封裝置。所述迷宮密封裝置具有第一迷宮環和第二迷宮環，其中，在迷宮密封裝置的已裝配狀態中，第一迷宮環和第二迷宮環至少部分重疊地相互嵌入并且可以彼此相對轉動。此外，在已裝配狀態中，第一和第二迷宮環的相互對置的面具有不同的耐磨強度。為此，相互對置的面例如可由不同的材料制成或經過不同的表面處理和/或熱處理。耐磨強度理解為固體抵抗磨損(機械磨損)的阻抗性能。

第一迷宮環例如可以配屬于固定的殼體部分，而第二迷宮環可以設置在旋轉軸上。兩個相互嵌入的迷宮環可以相對轉動。根據密封裝置的實施形式，兩個迷宮環或其環形延伸的肋片可以沿軸向、也就是沿軸旋轉軸線的方向，或沿徑向、也就是垂直于軸旋轉軸線地相互嵌入。對于軸向相互嵌入的肋片，以下稱為軸向迷宮密封裝置，而對于徑向相互嵌入的肋片，稱為徑向迷宮密封裝置。此外，本發明的實施例顯然也可以用在軸向和徑向迷宮密封裝置的組合中。

第一和第二迷宮環的相互對置的面的不同耐磨強度可以例如通過相互對置的面的不同材料硬度實現。換句話說，這意味著第一和第二迷宮環的相互對置的面至少區段性地具有不同的材料硬度。例如第一迷宮環的材料可以具有比第二迷宮環的材料更大的材料硬度，因此在迷宮密封裝置運行時，也就是在軸旋轉和/或負載時，第二迷宮環的耐磨強度較小的材料在兩個迷宮環相遇時會比第一迷宮環的更耐磨的材料更快地磨損。

按照若干實施例，例如第一迷宮環可完全地或部分地由(可能淬火的)鋼制成。在這種實施例中，第二迷宮環可以完全地或部分地由較軟的材料制成，因此當兩個迷宮環在迷宮密封裝置運行中無意接觸時，第二迷宮環有針對性地磨損。可考慮的比鋼軟的材料例如是有色金屬或塑料。換句話表達，這意味著按照若干實施例，第一迷宮環的表面材料可以是(必要時淬火的)鋼，并且第二迷宮環的表面材料是比其更軟的材料，例如選自有色金屬或塑料的組。在此，“有色金屬”是排除貴金屬的非鐵金屬的子集的總稱。這些金屬例如是鎘(Cd)、鈷(Co)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鉛(Pb)、錫(Sn)或鋅(Zn)。這些不貴的或者非稀有的重金屬自身是有顏色的或構成彩色的合金，如黃銅、青銅和炮銅，其中合金同樣算作有色金屬。