專利名稱：離心泵的密封系統(tǒng)的制作方法
離心泵的密封系統(tǒng)本發(fā)明涉及一種用于輸送熱流體的離心泵，其具有貼合的軸密封機(jī)構(gòu)、用于軸密封機(jī)構(gòu)的密封腔體和用于輸送流體的部分流的回流管路。在DE 42 30 715 Al中記載了這種離心泵，它用作輸送熱流體的饋送泵。從其放泄裝置排出的輸送流體形成輸送流體的部分流。也稱為放泄水的所述部分流用于冷卻滑環(huán)密封件。為此，所述部分流完全地流過(guò)滑環(huán)密封件的密封室，并在這種情況下把在滑環(huán)密封件工作時(shí)產(chǎn)生的摩擦熱量帶走。然后，放泄水從密封室經(jīng)由回流管路排出，回流管路將密封腔體與泵級(jí)連接起來(lái)。這種軸密封冷卻方式僅能在不超過(guò)輸送流體的一定的工作溫度的情況下采用。在DE 195 18 564 Al中記載了一種帶有用于較高工作溫度的密封系統(tǒng)的離心泵。在容納滑環(huán)密封件的密封室與泵內(nèi)室之間設(shè)置有貼靠在泵的旋轉(zhuǎn)部分上的另一密封部件。該密封部件由高聚合的塑料構(gòu)成。為了減少熱量侵入，按照這種構(gòu)造方式，放泄水并不流經(jīng)密封室。為此，密封部件使得密封室相對(duì)于泵內(nèi)室中的熱的輸送流體屏蔽，同時(shí)保證相對(duì)于密封室的壓力平衡。放泄水經(jīng)由回流管路回流至離心泵的抽吸側(cè)。密封腔體整合到冷卻回 路中，冷卻回路的冷卻流體最初由輸送流體得到。通過(guò)與密封腔體連接的單獨(dú)的冷卻回路， 由冷卻流體獲得熱量。為此可以使用外部的冷卻系統(tǒng)。本發(fā)明的目的是，提出一種多級(jí)的離心泵，其中軸密封系統(tǒng)被設(shè)計(jì)用于輸送流體的高于160°C的溫度范圍，且該軸密封系統(tǒng)可以用于饋送泵的整個(gè)溫度范圍。本發(fā)明的目的還在于，省去把外部的冷卻流體輸送到密封室中，并提供一種成本低廉的可靠的密封系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明，該目的的實(shí)現(xiàn)方式為，無(wú)輸送流體從密封腔體中排出，在密封腔體與泵殼之間設(shè)置單獨(dú)的殼體蓋，其中在密封腔體與殼體蓋之間有一個(gè)能減少熱傳遞的接觸面，回流管路連接在殼體蓋和/或泵殼上。在殼體蓋與旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件之間有一個(gè)軸向間隙。旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件可以是泵軸，或者是沿著泵軸移動(dòng)的軸護(hù)套。軸向間隙平行于軸延伸，且環(huán)繞軸。從幾何形狀來(lái)看，該間隙就是一個(gè)空心柱。該間隙節(jié)制泵輸送流體流入到密封室中。該間隙越窄越長(zhǎng)，能進(jìn)入到密封腔室中的放泄水就越少。本發(fā)明優(yōu)選用于多級(jí)的離心泵，其中離心泵具有用于軸向推力的放泄裝置，貼合的軸密封機(jī)構(gòu)布置在放泄裝置之后，其中利用回流管路排出放泄水。在輸送熱流體時(shí)，用于放泄水的回流管路形成附加的熱源，這種熱源會(huì)對(duì)軸密封機(jī)構(gòu)產(chǎn)生不利影響。根據(jù)本發(fā)明，用于放泄水的回流管路的接頭遠(yuǎn)離密封腔體布置。由此可以與根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的裝置相反地使得熱量從回流管路并不直接排出到密封腔體上。新的密封腔體包圍貼合的密封機(jī)構(gòu)。密封機(jī)構(gòu)優(yōu)選是滑環(huán)密封機(jī)構(gòu)。由于分成了殼體蓋與新的密封腔體，實(shí)現(xiàn)了使得密封室相對(duì)于熱的泵殼熱隔離。其實(shí)現(xiàn)方式一方面為，殼體蓋與密封腔體之間的熱傳遞得到了減小。另一方面為，作為放泄水產(chǎn)生的輸送流體已經(jīng)遠(yuǎn)離密封腔體地從泵殼排出。在本發(fā)明的一種特別有利的設(shè)計(jì)中，密封腔體具有凸起。該凸起優(yōu)選以包夾軸的梯段形式在密封腔體的內(nèi)側(cè)面上突伸出來(lái)。該梯段用作將密封腔體相對(duì)于封閉泵殼的殼體蓋定中的定中機(jī)構(gòu)。通過(guò)該凸起的面，使得引起熱傳遞的接觸面被減小到按照強(qiáng)度所必需的程度。其目的是，把接觸面設(shè)計(jì)得盡可能小，以便減少熱量從殼體蓋傳遞到密封腔體中。在本發(fā)明的另一種特別有利的實(shí)施方式中，殼體蓋也具有凸起。在這里，殼體蓋的凸起伸入到密封腔體中。殼體蓋的凸起也是一個(gè)空心柱，它包圍著軸。密封腔體推移到殼體蓋凸起的外殼面上，直至密封腔體的凸起碰到殼體蓋。密封腔體凸起與殼體蓋凸起以傳遞力的方式相互貼靠，也可以相互搭疊。若在凸起的接觸面與殼體蓋之間布置一個(gè)隔熱的密封部件，就會(huì)附加地減小部件之間的熱傳遞。凸起也可以是一個(gè)獨(dú)立部件，其形式為隔熱的、可在密封腔體與殼體蓋之間居中布置的連接部件。由此產(chǎn)生使得這種密封腔體與各種不同類型的泵組合的較大的組合能力。由此也可以在泵檢修的范圍內(nèi)對(duì)舊泵進(jìn)行改裝，進(jìn)而使其適用于另一應(yīng)用領(lǐng)域。按照本發(fā)明的一種特別有利的實(shí)施方式，密封腔體由內(nèi)側(cè)部分和外側(cè)部分組成。 包圍貼合密封件的內(nèi)側(cè)部分由不同于外側(cè)部分的材料構(gòu)成。已表明有益的是，內(nèi)側(cè)部分是個(gè)套管，其與外側(cè)部分以傳遞熱且傳遞力的方式連接，它例如可以縮入(einschrumpfen)。也可以考慮的是，給外側(cè)部分的內(nèi)側(cè)面設(shè)置有保護(hù)性的涂層、鍍層等。在這種情況下，所述涂層或鍍層形成密封腔體的內(nèi)側(cè)部分。密封腔體的外側(cè)部分優(yōu)選具有相對(duì)于內(nèi)側(cè)部分有所改善的導(dǎo)熱性。這樣能把熱量快速地向外排出。這里已表明有益的是，把密封腔體的外側(cè)部分設(shè)計(jì)成銅制體。為此也可以采用其它導(dǎo)熱性能良好的能經(jīng)受住所產(chǎn)生的強(qiáng)度要求的材料。密封腔體的內(nèi)側(cè)部分優(yōu)選由一種特別耐受輸送流體的腐蝕的材料構(gòu)成。按照本發(fā)明的一種實(shí)施方式，密封腔體的內(nèi)側(cè)部分由不銹鋼套構(gòu)成。不銹鋼套可以縮入到外側(cè)部分例如銅制體中。不銹鋼套保證了耐腐蝕性。銅制體負(fù)責(zé)把熱量從密封室充分地排出到泵的外界。在本發(fā)明的一種特別有利的實(shí)施方式中，密封腔體的凸起由密封腔體的內(nèi)側(cè)部分構(gòu)成。僅僅凸起與殼體蓋直接接觸。由于密封腔體的內(nèi)側(cè)部分由導(dǎo)熱性較差的材料例如不銹鋼構(gòu)成，故在該實(shí)施方式中，從熱的殼體蓋傳遞到要保持冷卻的密封腔體上的熱流得到減小。由此實(shí)現(xiàn)改善了密封腔體與殼體蓋的熱隔離。為了使得盡可能少的熱量引入到密封腔體中，也可以用一種導(dǎo)熱性較差的材料來(lái)制造殼體蓋。在此已表明特別有益的是，殼體蓋由一種化學(xué)穩(wěn)定的合金鋼制成。鋼組編號(hào)為45的鋼已表明是有益的。但為此也可以采用其它化學(xué)穩(wěn)定的導(dǎo)熱性較差的材料。為了把熱量盡快地從密封腔體排出，按照本發(fā)明的一種特別有利的實(shí)施方式，密封腔體具有肋，在這些肋之間構(gòu)造有軸向通道。這些通道優(yōu)選設(shè)置在密封腔體的外側(cè)部分中，且朝向密封腔體開口。通道可以在密封腔體中銑削而成，按照一種廉價(jià)的制造方式，把殼體的外側(cè)部分制成鑄造件，其帶有肋和用于通道的溝槽。原則上也可以按如下方式來(lái)構(gòu)造這些通道，即把肋固定在密封腔體上。為此可以把肋單獨(dú)地、成組地或者以帶肋體的形式按照傳遞熱的方式固定在密封腔體上。這可以采用收縮接合、插接和其它已知的技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。為了把熱量從密封腔體盡快地排出去，優(yōu)選讓空氣流過(guò)通道。在此已表明有益的是，在旋轉(zhuǎn)部件特別是泵的耦聯(lián)器上布置鼓風(fēng)輪，鼓風(fēng)輪把氣流輸送經(jīng)過(guò)通道。為了使得空氣還流經(jīng)通道的內(nèi)部區(qū)域，已表明有益的是，在外面用導(dǎo)板將密封腔體包圍。這些導(dǎo)板可以固定在密封腔體上。導(dǎo)板以外殼形式包圍著密封腔體，且負(fù)責(zé)使得空氣流均勻地流過(guò)各個(gè)通道的橫截面。本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點(diǎn)可由借助兩個(gè)附圖對(duì)實(shí)施例的說(shuō)明和由這些附圖本身得到。附圖示出
圖I為離心泵的壓力側(cè)端部的半剖視圖；和 圖2為具有腔體蓋的密封腔體的三維視圖。圖I中所示為多級(jí)離心泵的局部剖視圖。該離心泵包括壓力室I和級(jí)室2。滾輪3安裝在軸4上，且在其整體上形成轉(zhuǎn)子。通過(guò)徑向軸承5和軸向軸承6對(duì)該轉(zhuǎn)子進(jìn)行支撐。轉(zhuǎn)子的軸向推力被放泄裝置7承受。根據(jù)本發(fā)明，在原理上有兩種不同的方案可用來(lái)引出從中流出的放泄水。按照第一種方案，用于放泄水的回流管路8在壓力室I中伸展。按照第二種方案，回流管路8在封閉壓力室I的殼體蓋9中伸展。殼體蓋9密封地與壓力室I連接。 在殼體蓋9與軸護(hù)套10之間形成一個(gè)軸向間隙11。軸向間隙11用作位于泵殼中的輸送流體的節(jié)流件，并防止大量輸送流體流入到密封腔體13的腔室12中。在密封腔體13內(nèi)部設(shè)置有滑環(huán)密封件14。滑環(huán)密封件屬于一種貼合密封件?；h(huán)密封件14由兩個(gè)耐磨損的環(huán)構(gòu)成?；h(huán)15套在軸4或軸護(hù)套10上，而滑環(huán)16則緊緊地貼靠在密封腔體13上。利用彈簧17把滑環(huán)15和滑環(huán)16相互壓緊。密封腔體13由內(nèi)側(cè)部分18和外側(cè)部分19構(gòu)成，該內(nèi)側(cè)部分包圍著滑環(huán)密封件14。外側(cè)部分19是一個(gè)銅制體。內(nèi)側(cè)部分18是縮入到外側(cè)部分19中的不銹鋼套。不銹鋼套18用來(lái)保證耐腐蝕，而銅制體19主要用于散熱。在使得泵與傳動(dòng)機(jī)構(gòu)連接的耦聯(lián)器20上安裝有鼓風(fēng)輪21，它把空氣吹到密封腔體13上?？諝饬鹘?jīng)位于外側(cè)部分的肋之間的通道，把熱量從密封腔體13排出。為了便于引導(dǎo)空氣，密封腔體13的外側(cè)部分19被導(dǎo)板22包圍。由立體圖2可看到位于密封腔體13的外側(cè)部分19中的軸向通道23。這些通道23朝向密封腔體13的外殼面開口。鼓風(fēng)輪21把空氣吹過(guò)通道23。參見

圖1，這里為明了起見未示出的導(dǎo)板27略短于通道23的長(zhǎng)度。該導(dǎo)板位于梯段27上，并改善了通道23中的空氣引導(dǎo)。通道在梯段27上的導(dǎo)板與殼體蓋9之間開口，且用作冷卻的氣流的出口。導(dǎo)板22負(fù)責(zé)使得空氣強(qiáng)制地流過(guò)通道23的內(nèi)部區(qū)域。密封腔體13具有凸起24，該凸起由密封腔體13的內(nèi)側(cè)部分18構(gòu)成。凸起24的豎向環(huán)繞面25用作密封腔體13與殼體蓋9的接觸面。為了使得密封腔體13相對(duì)于泵殼、軸4和壓力蓋9定中，在本例中將內(nèi)側(cè)部分18的凸起24推移到殼體蓋9的直徑較小的凸起26上。利用連接機(jī)構(gòu)28將密封腔體13與壓力蓋9保持在一起。殼體蓋9的凸起26伸入到密封腔體13中。
權(quán)利要求
1.一種用于輸送熱流體的離心泵，具有設(shè)置在軸伸展區(qū)域中的貼合的軸密封機(jī)構(gòu)(14)、用于軸密封機(jī)構(gòu)的密封腔體和用于輸送流體的部分流的回流管路(8)， 其特征在于 無(wú)輸送流體從密封腔體(13)中排出；在密封腔體(13)與泵殼之間設(shè)置單獨(dú)的殼體蓋(9),其中在密封腔體(13)與殼體蓋(9)之間有一個(gè)能減少熱傳遞的接觸面(25);回流管路(8)連接在殼體蓋(9)和/或泵殼(I)上。
2.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于在靜止的殼體蓋(9)與旋轉(zhuǎn)的構(gòu)件(10)之間的間隙(11)節(jié)制輸送流體流入到密封腔體(13)中。
3.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于離心泵具有用于軸向推力的放泄裝置(7)，貼合的軸密封機(jī)構(gòu)(14)布置在放泄裝置(7)之后，其中利用回流管路(8)排出放泄水。
4.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于密封腔體(13)具有凸起(24)，其中該凸起(24)的面(25)形成殼體蓋(9)上的接觸面。
5.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于殼體蓋(9)具有凸起(26)，其中凸起(26)伸入到密封腔體(13)中。
6.如權(quán)利要求1、4或5所述的裝置，其特征在于在殼體蓋(9)與密封腔體(13)之間特別是在凸起(26)上設(shè)置有隔絕的密封部件。
7.如權(quán)利要求4、5或6所述的裝置，其特征在于凸起以隔熱的、可在密封腔體與殼體蓋之間居中布置的連接部件的形式被設(shè)置成獨(dú)立部件。
8.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于密封腔體(13)由內(nèi)側(cè)部分(18)和外側(cè)部分(19)組成，其中內(nèi)側(cè)部分(18)由不同于外側(cè)部分(19)的材料構(gòu)成。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于外側(cè)部分(19)具有相比于內(nèi)側(cè)部分(18)有所改善的導(dǎo)熱性。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于內(nèi)側(cè)部分(18)由相比于外側(cè)部分(19)更耐受腐蝕的材料制成。
11.如權(quán)利要求4和8所述的裝置，其特征在于凸起(24)由內(nèi)側(cè)部分(18)構(gòu)成。
12.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于殼體蓋(9)由化學(xué)穩(wěn)定的合金鋼制成。
13.如權(quán)利要求I所述的裝置，其特征在于密封腔體(13)具有軸向通道(23)。
14.如權(quán)利要求6和13所述的裝置，其特征在于密封腔體(13)的外側(cè)部分(19)具有軸向通道(23)。
15.如權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于通道(23)朝向密封腔體(13)的外殼面開口。
16.如權(quán)利要求I至15中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于在旋轉(zhuǎn)部件特別是耦聯(lián)器(20)上布置鼓風(fēng)輪(21 )，鼓風(fēng)輪把空氣吹到密封腔體(13)上。
17.如權(quán)利要求I至16中任一項(xiàng)所述的裝置，其特征在于密封腔體(13)被導(dǎo)板(22)包圍。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于輸送熱流體的離心泵，其具有貼合的軸密封機(jī)構(gòu)、用于軸密封機(jī)構(gòu)(14)的密封腔體(13)和用于輸送流體的部分流的回流管路(8)。無(wú)輸送流體從密封腔體中排出，在密封腔體(13)與泵殼之間設(shè)置單獨(dú)的殼體蓋(9)。在密封腔體(13)與殼體蓋(9)之間有一個(gè)能減少熱傳遞的接觸面(25)，回流管路(8)連接在殼體蓋(9)和/或泵殼(1)上。
文檔編號(hào)F04D29/041GK102803737SQ201080024488
公開日2012年11月28日 申請(qǐng)日期2010年5月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月4日
發(fā)明者B.布雷希特, U.布魯恩斯, F.塞爾 申請(qǐng)人:Ksb 股份公司