[發明專利]密封部件

有效

• 申請號: 201380053213.4
• 申請日: 2013-09-17
• 公開（公告）號: CN104903588B
• 公開（公告）日: 2017-10-24
• 發明（設計）人: J.H.倫克
• 申請（專利權）人: KSB股份公司
• 主分類號: F04D29/16
• 分類號: F04D29/16
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 趙辛,宣力偉

技術領域

本發明涉及一個用于液體的輸送介質的流體機械的流體節流縫的縫隙環、尤其用于葉輪泵葉輪上的節流縫。

背景技術

在不同的實施例中已知由縫隙環構成的、例如用于葉輪泵的節流縫。它們密封旋轉的轉子部件、例如葉輪泵葉輪與靜止的定子、例如外殼之間的縫隙。由于在加工各個部件時必需的誤差存在最小縫隙寬度，它正好防止，部件接觸并由此產生摩擦和磨損。為了減少在上述縫隙上的損失，存在不同的縫隙密封實施例，但是它們按照輸送介質的形式處于或多或少劇烈的磨損。在此區分軸向和徑向的節流縫結構。在軸向可移動的結構部件中只能以明顯的磨損實現相應的軸向密封縫。

US 1037243 A示出一個縫隙密封，它由部分與外殼連接且部分與旋轉部件連接的部件組成。這個結構作為迷宮的前提條件是轉子的最小位移，此外顯示出高磨損并且在裝配和軸向調整轉子時是非常費事的。在要求轉子軸向移動性時使用徑向密封縫，它具有低磨損、高運行可靠性和簡單裝配的優點，但是具有高的損失系數或者說低的流體效率。在此由于節流縫流體效率與磨損和運行可靠性處于互為相反的關系，效率越高，磨損越高且運行可靠性越低。

EP 0905381 A1示出縫隙環在流體機械中的實施例，其中通過低的磨損不僅保證高的流體效率，而且保證高的運行可靠性。EP 0905381 A1涉及一個流體節流的靜止部件，具有在節流縫中自動調整的取決于溫度的阻尼特性。該節流縫由徑向縫隙環構成并且具有徑向在縫隙中的移動性。這個結構可以應用于各種其它的具有液體的輸送介質的流體機械。

US 1037243 A示出一個縫隙密封，它可以由一個或多個部件組成，它們形成定子的一部分。

發明內容

本發明的目的是，實現一個密封部件，它減小葉輪泵的轉子與定子之間的縫隙并且自動動態地調節到最小，其中磨損最小并且保證高的運行可靠性。

這個目的由此實現，在徑向限制縫隙的定子、例如外殼表面上通過現有的縫隙環構成或圍成以介質充滿的徑向環室。這個徑向環室作為緩沖起作用并且這樣校準，使它定心在旋轉零部件徑向上。

通過u形構成的縫隙環包圍該結構空間，u形縫隙環通過u形側腿內側面的配合在定子中導引，其中通過側腿的專用材料選擇根據溫度調整這個配合，并且在運行溫度時實現最小距離或者最窄配合間隙。因此使這個從靜止縫隙環到定子的軸向縫隙非常小。

u形構成的縫隙環與緩沖介質一起形成迷宮密封。所述縫隙環的層受到旋轉的零部件的影響。因為縫隙環懸浮地支承，它在略微偏心的位置時由于不同的壓力比自動地定心在對應于力比平衡的位置。在靜態縫隙環與旋轉零部件之間的縫隙最小，其中總是保持無接觸的節流。

所述縫隙環的工作原理以兩個動態工作部位的作用原理為基礎。第一部位是徑向縫的典型節流路徑，在此穿過轉子縫隙中的液體效應產生由于與縫寬有關的定心徑向力的穩定性。第二部位以緩沖器中的靜止介質充滿，它由縫隙環的幾何形狀靜態地密封。在那里含有的介質可以穿過在u形縫隙環的側腿與外殼之間的節流路徑局部流動，如果由于轉子偏心或者偏轉（如同上段所述那樣）縫隙環偏轉的時候。在介質緩沖器里面局部壓縮時介質自動地又從周圍的流體空間再輸送，由此使緩沖器總是保持相同容積。因此以介質充滿的環室緩沖器具有緩沖特性，因為單位壓力必需作用于介質上，用于通過它擠壓縫隙側腿的軸向縫隙。通過縫隙環的配合和材料選擇對應于所述要求調整這個壓力和相關的緩沖特性。這個擴展結構的另一優點是，流動的介質在縫隙側腿上的節流路徑中的潤滑效果，由此使在縫隙環定心過程期間在偏轉時的摩擦減小到金屬對金屬的正常摩擦值的一小部分，因此通過介質潤滑側腿幾乎不能凍結在定子上并且保證縫隙環總是運行可靠地相對于轉子自動定心。

在本發明的有利擴展結構中，在密封部件中規定，可以調整所述軸向節流縫的配合。如上所述，縫隙環可以在徑向縫隙中對應于作用的復位力自由運動。通過縫隙環在定子上的軸向兩側的節流路徑調整緩沖特性。通過在縫隙環前面與后面之間的壓力差調整穿過軸向縫隙在低壓力室方向上的壓力流，在此以介質和壓力加載環室。夾雜在縫隙中的介質起到靜壓緩沖器的作用。在縫隙中的介質在轉子移動時穿過縫隙環的節流縫頂壓到泵的流體室。縫隙越窄，用于克服節流縫所需的力越大，在縫隙中的靜壓緩沖效果越好。調整軸向節流縫引起靜壓緩沖效果。

在另一擴展結構中，由至少一金屬材料構成密封部件。在這里通過相應的幾何變化、例如壁厚差或應力刻槽可以實現所致力的縫隙環凸起的變形，用于所述的節流效果。