专利名称：标准机械密封的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种可安装在几乎所有类型工业中旋转装置上的机械密封。
背景技术：
机械密封包括将其轴向安装来绕着回转轴转动的“浮动”组件，例如泵，和轴向固定，通常是固定在壳体上的“静态”组件。浮动组件具有朝向静态组件的互补密封表面的扁环形端面，即，他的密封表面。通常利用一个或多个弹簧元件迫使浮动组件朝向静态组件，使两个密封表面靠拢从而共同形成一个滑动表面密封。在使用中，浮动组件和静态组件中的一个旋转。由此这个组件被称作旋转组件。浮动组件和静态组件中的另一个是不旋转的，称作固定组件。
浮动组件是旋转的密封称为旋转密封。如果浮动组件是静止的，则这种密封称为固定密封。
如果在从机械密封制造场所装运前，在旋转和固定组件间装配且预置了滑动密封，工业术语称之为“卡盘密封(cartridge seal)”。如果旋转和固定组件从机械密封制造场所分别运送(未装配)，工业理论称之为“组件密封(component seal)”。
机械密封可使用在所有工业中以在多种不同加工介质和操纵条件下密封。定义邻近加工介质的区域的通用工业术语为“内侧”。定义邻近空气一侧的区域为“外侧”。
像多数行业一样，机械密封行业竞争激烈。
因此，机械密封制造商不断寻求各种增强竞争优势的方法。
一种方法就是通过组件模块化。这能够帮助企业通过他的生产程序减少库存水平，得到规模组件效益。
对于多种类型的机械密封来说，在已知产品装配中最贵组件之一就是密封压盖。通常，密封压盖应用于每种尺寸的单和双密封模式。由于在任一已知产品的范围中超过30种标准密封尺寸和至少两种密封压盖形式，故企业密封压盖的库存成本是相当大的。
此外，由于在加工给定密封压盖的过程中需要大量制造工序，因此密封压盖生产成本非常高。
发明内容
本设计提供了用于超过一种密封模式的标准密封压盖，同时减少了加工密封压盖所需的制造工序的绝对数量，因而具有优势。
其优势还在于，将制造工序的最小数量尽可能简化到只需要最基本和有效的材料切削加工。这样就减少了密封压盖的加工成本。此外，其优势还在于如果密封装置中结合最少量的组件，由此可进一步有助于减少装配成本。
图1显示现有技术中单卡盘机械密封的横截面图。
图2显示现有技术中双卡盘机械密封的横截面图。
图3a和3b分别对应图1和图2，并显示各个现有技术中机械密封压盖设计的强制加工表面。
图4显示本发明的单卡盘机械密封的横截面图。
图5显示本发明的双卡盘机械密封的横截面图。
图6显示本发明的机械密封压盖的横截面图，示出了强制加工表面。
图7显示本发明的机械密封压盖的传动机构的剖面图和端视图。
图8显示本发明的机械密封压盖的局部横截面图，示出了一种机械加工程序。
图9显示本发明的机械密封压盖的部分横截面图，示出了至少一种阻挡介质孔和内部密封压盖凹槽。
具体实施例方式
工程生产技术领域的技术人员应该知道，图3a和3b所示的各个现有技术的设计，需要大量的加工工序和机械装配才能得到强制加工表面。
如图4所示的本发明，旋转和轴向浮动密封表面1在弹簧作用下朝向静态固定密封表面2偏移。旋转密封表面1可在静态密封表面2上滑动。在旋转密封表面1和静态密封表面2之间的界面形成密封区域3。这个密封区域3是主密封，防止加工介质4从加工腔室5中脱离。
除了滑动密封表面3，加工介质4通过与轴7和套管8接触的套筒弹性体6密封。这个密封被称为第一副密封区域9。
第二副密封区域10使用弹性体12形成于固定密封表面2和固定密封压盖11之间。
第三副密封区域13使用弹性体14形成于旋转密封表面1和套筒8之间。
第四副密封区域15使用垫片16形成于密封压盖11和加工腔室5之间。
第四副密封装置和主要滑动密封的界面防止加工介质4的脱离。
密封压盖11中的传动凸缘17可防止固定密封表面2旋转。这里其作为密封压盖11的整体部分来显示，只是为了举例说明的目的，但它也可以是单独的组件。
图5显示本发明的双密封形式。并且，旋转且轴向的浮动密封表面1在弹簧作用下朝向静态固定密封表面2偏移。旋转密封表面1可在静态密封表面2上滑动。旋转密封表面1和固定密封表面2之间的界面形成密封区域3。这个密封区域3是主密封，可防止加工介质4从加工腔室5中脱离。其它副密封点与图4中定义的相同。
朝向密封的外侧，外侧旋转并轴向浮动密封表面18在弹簧作用下向静态固定密封表面19偏移。旋转密封表面18允许在静态密封表面19上滑动。旋转密封表面18和固定密封表面19之间的界面形成密封区域20。该密封区域20是主密封，可防止阻挡介质21从阻挡腔室41中脱离。阻挡介质21由密封区域3密封在组件的内侧。
此外，通过密封压盖11的传动凸缘17防止静态外侧密封表面19旋转。装置中的其它部件与大多数机械密封相同，就不再赘述。
从图4和图5可以清楚知道，在这两种装置中都使用了通用、标准密封压盖11。
图6显示强制密封压盖11的加工表面、横断面22和23，和表面24、25、26、27、28和29。此外，将横断面30、31、32和33，和表面34和35也进行机械加工是可能的。应该注意的是前述表面执行密封或装置设置功能。由此，这些表面通常使用适合的材料切削工艺精确加工，例如车削加工。车削加工是由车床来加工完成的。
车削加工是精确有效且简单的材料切削工艺。优选地，虽然不是根本的，但密封压盖11可设计成不需要诸如铣削的任何其它材料切削工艺。为了举例的目的，通常需要铣削的密封压盖11的所有设计特征，在组件被机械加工前的原材料生产阶段，通过适合的诸如铸造的工序来生产。
为达到这个效果，图7显示了密封压盖11中未经机械加工的传动凸缘17和螺钉定位槽36，它们在原材料生产阶段已经制造，因而没有机械加工。
并且，密封压盖11设计成如需要可以在一个操作中制造完成。
图8显示固定在材料切削机器上的密封压盖11。材料切削设备或车床具有固定装置，典型的如夹具37，其在机械加工期间固定和支撑密封压盖11。所述密封压盖11位于在密封压盖横断面38的夹具37中。
在密封压盖11的加工过程中，至少有一种材料切削工具42，从与夹具37轴向相对的侧面靠近密封压盖11和加工表面22到35。应该注意到的是加工表面24是使用材料切削工具42，从向内辐射的位置靠近密封压盖11进行加工并向外辐射延伸。
有经验的读者应该理解本发明的标准密封压盖11可由单一的机械结构产生，而不需要随后的再固定和机械加工操作。并且，所有机械加工过程可以使用相对简单的车床来完成。
如图9所示，如需阻挡介质21的插孔39，也可使用前述工艺用稍微复杂的4轴机器来加工标准密封压盖。
典型地，多数类型的装置在机械密封装置的长度上具有轴向限制。特别地，具有至少一个阻挡介质孔39的双密封应该具有紧凑的外侧长度。从图9可知，密封压盖11的其它特征还在于至少提供一个未经机械加工的内部凹槽40。该内部凹槽最好在原材料阶段形成。
内部凹槽40使阻挡介质孔39可插入到阻挡介质腔室41，由此使阻挡液体21润滑并冷却密封区域3和20。
对有经验的读者显而易见的是本发明可应用在旋转密封、固定密封、单、双或三机械密封，无论是以卡盘密封或是组件密封的形式来设计皆可。并且本发明既可使用金属组件，又可使用非金属组件。一些类型的设备旋转在壳体上并具有固定轴。可以认为本发明可以类似地应用在这些设计上。
权利要求
1.一种带有密封压盖元件的标准机械密封，其对多于一种的普通密封模式是通用的。
2.如权利要求1所述的机械密封，其中通用的密封压盖元件用于单密封和双密封两种模式。
3.如权利要求1和2所述的机械密封，其中密封压盖元件至少在一项机械加工工序中生产。
4.如权利要求3所述的机械密封，其中密封压盖元件包括材料支撑横断面，其允许所述密封压盖在至少一项机械加工工序中制造。
5.如权利要求4所述的机械密封，其中所述密封压盖元件包括材料支撑横断面，其向外辐射设置，允许所述密封压盖从与支撑横断面轴向相对的端完全加工。
6.如权利要求1或2所述的机械密封，其中密封压盖元件包括内部未经机械加工的凹槽，该凹槽与阻挡介质连通孔邻近。
7.参考附图中图3到图9，基本上根据在此前述的权利要求中任一项的机械密封。
8.如权利要求1和2以及基本上在此所述的机械密封。
全文摘要
一种带有密封压盖元件的标准机械密封，包括超过一种以上的通用密封模式。
文档编号F16J15/34GK1633569SQ03804017
公开日2005年6月29日 申请日期2003年1月14日 优先权日2002年1月14日
发明者A·罗迪斯 申请人:安铱矢密封集团公司