具有精確確定地夾緊的配合環的滑動環密封件的製作方法
2023-05-08 02:15:06
專利名稱：具有精確確定地夾緊的配合環的滑動環密封件的製作方法
技術領域：
本發明涉及ー種滑動環密封件，包括旋轉的配合環和靜止的滑動環，配合環和滑動環分別具有相互貼靠的密封面並且配合環的密封面和滑動環的密封面相對置。
背景技術：
開頭所提類型的滑動環密封件已由EP 1209386A1公開。配合環可以以關於平均滑動面直徑直至200m/s的滑動速度相對於靜止的滑動環旋轉。在高的滑動速度下，基於密封間隙中的粘性摩擦有很高的熱量輸入到滑動環和配合環中。滑動環和配合環中的軸向溫度梯度會引起滑動環和配合環大的變形。在此，密封間隙的幾何形狀可能以不希望的方式或不允許的方式改變、特別是在密封間隙的高度和其V 形擴張方面。在此背景下由EP 1209386A1已知，旋轉的配合環藉助套筒和夾緊元件不可相對旋轉地夾緊在軸上。已知的滑動環密封件的缺點在於旋轉的配合環可在旋轉期間發生不希望的傾斜。這可能導致各密封面之間的密封間隙的幾何形狀產生不希望的改變，以致滑動環密封件不能再在所有所出現的運行狀態中確保可靠的功能。尤其是當滑動環密封件用於具有在壓力、轉速和溫度方面劇烈變化的運行條件的渦輪機、例如壓縮機或燃氣輪機中時，對滑動環密封件的功能和運行可靠性仍存在很高的要求。
發明內容
因此，本發明的任務在於這樣設計和改進開頭所提類型的滑動環密封件，使得該滑動環密封件即使在變化的和不同的轉速、壓力、溫度下也確保可靠的功能和運行可靠性。本發明通過權利要求I的特徵解決了上述任務。據此，開頭所提滑動環密封件的特徵在於配合環具有兩個徑向平面，這兩個徑向平面分別配設一個夾緊凸塊。根據本發明認識到，通過軸向突起的夾緊凸塊可確保確定地夾緊配合環。可出人意料簡單補償及避免出現的傾斜カ矩。在此首先認識到，夾緊在夾緊元件之間的配合環可與夾緊元件發生摩擦接觸。在此出現摩擦力，其引起傾斜カ矩。據此認識到，可以這樣設置夾緊凸塊，使得作用的傾斜カ矩相互抵消。在此已具體發現，夾緊凸塊可限定ー個平面，傾斜カ矩確定地且可抵消地作用在該平面上。由此，即使在有關壓力、轉速和溫度方面的載荷劇烈變化時，配合環也出人意料地在其傾斜特性方面具有高度的穩定性。由此即使運行條件劇烈變化，也可以保持密封間隙的最佳幾何形狀。為徑向平面配設夾緊凸塊意味著夾緊凸塊直接在配合環上構成或者在軸的夾緊元件上構成。因此，開頭所提任務得以解決。
配合環可具有兩個徑向平面，從這兩個徑向平面上分別在軸向上突起ー個夾緊凸塊。夾緊凸塊有利地在配合環上構成，而不是在套筒和夾緊元件上構成。這是因為，用於配合環的材料比用於套筒或夾緊元件的材料更軟。另外，希望夾緊凸塊均勻磨損。夾緊凸塊可構造成環狀的並與配合環同中心。由此，配合環可通過線形壓緊(Linienpressung),苗疋在軸上。夾緊凸塊可由配合環中構造出並與配合環一體地構成。夾緊凸塊可在配合環的兩側在徑向上在相同的高度上構成。由此可確保出現的傾斜カ矩能作用在相同平面上井能有利地相互抵消。就是說，一旦配合環和軸發生徑向相對運動，就會出現傾斜カ矩。通過將夾緊凸塊設置在相同的徑向高度上而抵消所述傾斜カ矩。
一種組件可包括軸和這裡所述類型的滑動環密封件，其中，配合環藉助夾緊元件和套筒與軸不可相對旋轉地連接，第一夾緊凸塊貼靠在套筒上，而第二夾緊凸塊貼靠在夾緊元件上。通過套筒和夾緊元件配合環可被確定地夾緊在軸上。在此所述的滑動環密封件特別適合用於渦輪機、例如壓縮機或燃氣輪機中，因為這種滑動環密封件即使在變化的和不同的轉速、壓力、溫度下也確保可靠的功能。在此所述的滑動環密封件密封氣體或由氣體和液體構成的混合物，並且密封面氣體潤滑的。現在存在各種以有利的方式設計和改進本發明教導的可能性。為此，一方面參見各從屬權利要求，另ー方面參見下面藉助附圖對根據本發明的滑動環密封件的優選的實施例的說明。
結合藉助附圖對優選的實施例的說明，總體上也說明了該教導的優選的實施方式和擴展方案。附圖如下圖I為現有技術的滑動環密封件的剖面圖，其中旋轉的配合件在軸向上沒有夾緊凸塊；圖2為滑動環密封件的軸側部分的剖面圖，其中配合環在兩側具有突起的夾緊凸塊。
具體實施例方式圖I示出現有技術的滑動環密封件。圖I所示的滑動環密封件包括旋轉的配合環I和靜止的滑動環2，配合環I和滑動環2分別具有相互貼靠的密封面la、2a，並且配合環I的密封面Ia和滑動環2的密封面2a相對置。旋轉的配合環I固定地配設於旋轉的軸5井隨該軸旋轉。靜止的滑動環2在殼體6中鬆動地對中設置。圖2示出結構類似於圖I的滑動環密封件的滑動環密封件的軸側的部分，該滑動環密封件包括旋轉的配合環I和靜止的滑動環2，其中，配合環I和滑動環2分別具有相互貼靠的密封面la、2a，配合環I的密封面Ia與滑動環2的密封面2a沿軸向相對置。配合環I具有兩個沿軸向相對置的徑向平面lb、lc，從其上在軸向上各突起ー個夾緊凸塊ld、le。夾緊凸塊Id、Ie從配合環I的兩側突起。夾緊凸塊Id、Ie構造成環狀的並與配合環I同心。但夾緊凸塊也可僅部分地在徑向平面lb、lc上構成。徑向平面lb、lc相對於密封面Ia以及與密封面Ia相反的徑向平面沿軸向向內錯開。夾緊凸塊ld、le在配合環I的兩側在徑向上相對於軸5的旋轉軸線在相同的高度上構成。具體而言，圖2示出一個組件的軸側的部分，該組件包括上述類型的滑動環密封件和可旋轉的軸5，其中，配合環I藉助夾緊元件5a和套筒5b與軸5不可相對旋轉連接，並 且第一夾緊凸塊Id貼靠在套筒5b上，而第二夾緊凸塊Ie貼靠在夾緊元件5a上。夾緊凸塊Id、Ie有利地在配合環I上構成，而不是在套筒5b和夾緊元件5a上構成。這是因為用於配合環I的材料比用於套筒5b或夾緊元件5a的材料更軟。另外，希望夾緊凸塊Id、Ie均勻磨損。配合環I由金屬製成並且具有300mm的直徑(內部尺寸)。滑動環2由碳材料製成。關於根據本發明教導的其它有利的實施方式和擴展方案一方面參見說明書的發明內容部分，另ー方面參見後附的各權利要求。
權利要求
1.ー種滑動環密封件，包括旋轉的配合環(I)和靜止的滑動環(2)，配合環(I)和滑動環(2)分別具有相互貼靠的密封面(la、2a)，並且配合環(I)的密封面(Ia)和滑動環(2)的密封面(2a)相對置，其特徵在於，所述配合環(I)具有兩個徑向平面(lb、lc)，這兩個徑向平面分別配設ー個夾緊凸塊(ld、le)。
2.根據權利要求I的滑動環密封件，其特徵在於，所述配合環(I)具有兩個徑向平面(lb、lc)，從這兩個徑向平面上沿軸向分別突起ー個夾緊凸塊(Id、le)。
3.根據權利要求I或2的滑動環密封件，其特徵在於，各夾緊凸塊(Id、Ie)構造成環狀的並與配合環(I)同心。
4.根據權利要求I至3之一的滑動環密封件，其特徵在於，各夾緊凸塊(Id、Ie)在配合環(I)的兩側沿徑向方向在相同的高度上構成。
5.ー種組件，包括根據上述權利要求之一的滑動環密封件和軸(5)，配合環(I)藉助於夾緊元件(5a)和套筒(5b)與軸(5)不可相對旋轉地連接，並且第一夾緊凸塊(Id)貼靠在套筒(5b)上，而第二夾緊凸塊(Ie)貼靠在夾緊元件(5a)上。
全文摘要
本發明涉及一種滑動環密封件，包括旋轉的配合環(1)和靜止的滑動環(2)，配合環(1)和滑動環(2)分別具有相互貼靠的密封面(1a、2a)，配合環(1)的密封面(1a)和滑動環(2)的密封面(2a)相對置，為了實現以下任務，即，這樣設計和改進滑動環密封件，使得該滑動環密封件即使在變化的和不同的滑動速度、壓力、溫度下也確保可靠的功能和運行可靠性，所述滑動環密封件的特徵在於，所述配合環(1)具有兩個徑向平面(1b、1c)，這兩個徑向平面分別配設一個夾緊凸塊(1d、1e)。
文檔編號F16J15/34GK102869909SQ201180020404
公開日2013年1月9日 申請日期2011年4月18日 優先權日2010年4月23日
發明者M·基希霍夫, A·拉克山德, G·萊德雷爾, T·凱勒 申請人:卡爾·弗羅伊登伯格公司