改善了冷却和/或密封介质的流动特性的机械密封设备的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种机械密封设备，其改善了供给到机械密封件的滑环的介质(更特别地冷却和/或密封介质)的流动特性。
【背景技术】
[0002]从现有技术可知机械密封设备的不同设计方式。典型地，冷却和/或密封介质被供给到机械密封设备，该冷却和/或密封介质借助于内部输送装置进行输送。根据DE 10 2011118 294.6可知上述机械密封设备的一个例子，其中在该机械密封设备中使用特斯拉栗作为内部输送装置。其他输送装置包括，例如，栗环。流路从内部输送装置延伸到滑环，在滑环处经由壳体中的排出孔排出流体。在这种情况下，排出孔相对于滑环沿径向设置。然而，供给到机械密封件的流体由于旋转滑环的转动和流体的轴向供给而必须经受数次方向改变，由此可能导致流体的流动损耗。然而，因此内部输送装置必须提供更大的动力。特别地，受旋转滑环的影响在机械密封件的区域中沿周向加速流体，但是随后必须沿径向排出。
【发明内容】
[0003]因而，本发明的目的在于提供一种机械密封设备，其使得被供给到滑环的流体的内部损耗减小，而且设计简单、性价比高且易于制造。
[0004]通过具有方案I的特征的机械密封设备来实现该目的，在从属方案中说明了本发明的优选的发展。
[0005]根据本发明的、具有方案I的特征的机械密封设备的优势在于显著降低了被供给到机械密封件的滑环的流体，例如，密封介质或者冷却介质的流动损耗。在这种情况下，在机械密封设备内实现了低损耗流动，由此特别地能够在具有相同驱动动力的输送装置的情况下增大所供给的流体的质量流量。因此，例如，能够在不导致壳体中的流出孔的尺寸增大或者内部输送装置的动力增大的情况下使滑环上的冷却效果得以改善。根据本发明，除了具有旋转滑环和固定滑环的机械密封件之外，该机械密封设备还包括具有内侧筒状周缘区域的壳体组件。该壳体组件包括:用于排出被供给到滑环的流体的出口开口；以及流入区域。根据本发明，该流入区域使得在出口开口的入口区域中流动损耗降低。该流入区域包括至少一个过渡通道，该至少一个过渡通道沿着周向延伸并且朝向出口开口持续地变深。该过渡通道在壳体组件中的内侧筒状周缘区域上形成，并通向出口开口。
[0006]在特别优选的方式中，出口开口被配置在滑环的径向外侧。在特别优选的方式中，出口开口在径向上位于转动滑环的正上方或者位于密封间隙的正上方。由此通过转动滑环在周向上加速的流体被供给到过渡通道，然后在流动损耗降低的情况下被供给到出口开口中。
[0007]优选地，机械密封设备还包括内部输送装置。在特别优选的方式中，该内部输送装置为栗环或特斯拉栗。在特别优选的方式中，出口开口的(多个)过渡通道在径向上位于内部输送装置的上方。这确保了由内部输送装置输送的流体能够直接流入过渡通道，从而进入出口开口中。优选地，出口开口被配置在内部输送装置的径向外侧且位于内部输送装置的上方。采用进一步优选的方式，还可以设置两个内部输送装置，所述输送装置，例如栗环和特斯拉栗，被一个接一个地连接起来。
[0008]出口开口被进一步优选地定向在与滑环的径向成一定角度的方向，并且过度通道进一步优选地通到出口开口中进而相对于径向倾斜。在特别优选的方式中，出口开口包括相对于滑环的径向倾斜的入口区域和沿着径向延伸的主区域，其中优选地在出口开口的倾斜的入口区域中发生流入。
[0009]根据本发明的进一步优选的实施方式，机械密封设备还包括第二过渡通道，该第二过渡通道沿着周向延伸，朝向出口开口持续地变深并且配置在出口开口的与第一过渡通道相对的一侧。结果，无论转向如何，都能够更有效地排出供给到滑环的流体。两个过渡通道彼此相对地位于出口开口处，因此无论转向如何都能够改善进入出口开口的流入情况。在特别优选的方式中，第一过渡通道和第二过渡通道相对于出口开口对称地配置。
[0010]进一步优选地，出口开口包括第一入口区域和第二入口区域，第一入口区域和第二入口区域两者均通到公共的主区域中。第一入口区域和第二入口区域相对于主区域的中心线对称地配置。在特别优选的方式中，无论转向如何，该设计都同样地适用于流体的流入。两个入口区域优选地对称地形成并且入口区域中的每一个入口区域均包括其自身的过渡通道。
[0011]在特别优选的方式中，过渡通道被形成为使得过渡通道的基部位于平面内。一方面，由此实现了流体到出口开口的有效的流入，而另一方面，例如借助于去毛刺法能够以非常简单且高性价比的方式制成过渡通道。
[0012]为了改善流动，优选地，将过渡通道和出口开口之间的过渡区域形成为弧形偏转轮廓部。由此能够实现从过渡通道到出口开口中的软过渡。
[0013]进一步优选地，机械密封设备仅包括一个出口开口。由此，仅一个出口开口需要设置在壳体组件中，以便在壳体组件中保留足够的空间用于其它的元件和开口，例如用于安装壳体或附加的流体通道等。
[0014]优选地，出口开口包括主区域和入口区域，其中入口区域与主区域成角度地配置，并且主区域的中心轴线和入口区域的中心轴线位于与机械密封设备的纵向轴线垂直的公共的平面内。可选地，入口区域还可以被设置成在机械密封设备的轴向上相对于沿着径向延伸的主区域倾斜。
【附图说明】
[0015]以下将参照附图详细地说明本发明的优选的示例性实施方式。将相同的附图标记赋予相同的组件或以功能相同的方式运作的组件。在附图中:
[0016]图1示出了根据本发明的第一示例性实施方式的机械密封设备的示意图；
[0017]图2示出了沿着图1的线I1-1I截取的示意性截面图；
[0018]图3示出了根据本发明的第二示例性实施方式的机械密封设备的出口开口的示意性截面图；
[0019]图4示出了根据本发明的第三示例性实施方式的机械密封设备的出口开口的示意性截面图；
[0020]图5示出了根据本发明的第四示例性实施方式的机械密封设备；以及
[0021]图6示出了根据本发明的第五示例性实施方式的机械密封设备。
【具体实施方式】
[0022]以下将参照图1和图2详细地说明根据本发明的第一示例性实施方式的机械密封设备I。
[0023]如图1所示，该机械密封设备I包括具有旋转滑环3和固定滑环4的机械密封件2。两个滑环在它们之间限定了密封间隙5。
[0024]固定滑环4被固定到壳体组件6。
[0025]旋转滑环3经由传动元件(entrainment element) 10连接到轴13。由此，传动元件10将来自轴13的转矩传递到旋转滑环3。
[0026]此外，具有叶片12的内部输送装置11配置在轴13上。内部输送装置11与轴13—起转动，并且内部输送装置11用于将流体输送到机械密封件2。流体可以例如是密封介质或冷却剂。在图1和图2中通过箭头表示流体流。
[0027]在壳体组件6中还设置有出口开口7。出口开口 7被定向为沿着滑环的径向Z-Z并且用于排出流体。在这种情况下，在壳体组件6形成内侧筒状周缘区域60。在这种情况下，出口开口7从内侧筒状周缘区域60沿径向向外延伸。出口开口7设置在旋转滑环3的径向外侧且在该旋转滑环3的上方。
[0028]在出口开口7的区域中，在内侧筒状周缘区域60处还形成了具有开口过渡通道8的流入区域17。可以在图2中详细地观察过渡通道8。过渡通道8沿周向延伸并且通到出口开口7中。过渡通道8包括从筒状周缘区域60到过渡通道8中的进入区域80以及到出口开口7的过渡区域81(参见图2)。过渡通道8的基部82形成为平坦的。可以借助于例如去毛刺法(chip-removing method)在壳体组件6的内侧筒状周缘区域60处制成过渡通道8。应该注意，基部82还可以被设置成弧形。
[0029]因而，沿着周向定向的过渡通道8允许流体更好地流入到出口开口7中。特别地，过渡通道8允许流体定向地流入径向的出口开口7中，因此能够减小流动损耗。因此，与未设置过渡通道8的出口开口相比，通过设置过渡通道8，采用具有相同直径的出口开口7可实现流通量的显著增加。因此，利用同样的输送装置11能够增大输送能力，或者可以设置输送能力减小(reduced conduct1n)的内部输送装置11，由此特别地能够降低内部输送装置11的能耗。
[0030]根据本发明，能够在其它方面尺寸不变的情况下增加流体的流动体积，因此，例如，能够实现机械密封件2的改善的冷却。根据本发明，还可以在壳体组件6中仅精确地设置一个出口开口7，因此，壳体组件6的剩余的结构空间能够用于其它目的，例如用于设置附加的流体通道和/或紧固元件等。
[0031]图3示出了根据本发明的第二示例性实施方式的机械密封设备的截面。与第一示例性实施方式相比，第二示例性实施方式的机械密封设备可自由转动(independent ofrotat1n)。在这方面，在径向的出口开口 7处设置有第一过渡通道8和第二过渡通道9。在出口开口 7处对称地设置过渡通道8和9。
[0032]如图3所示，两个过渡通道8、9彼此相对地位于出口开口7处并且两者均沿周向定向。因此，无论转动方向如何，均能实现对到径向的出口开口7的流入的改善。两个过渡通道
8、9直接通到径向的出口开口7中。同样地，第二过渡通道9包括平坦的基部92、从内侧筒状周缘区域60到过渡通道9中的进入区域90以及到出口开口7的过渡区域91。
[0033]因此，在第二示例性实施方式中，无论机械密封件的转动方向如何，都能够获得到径向出口孔7的改善的入射流。两个过渡通道8、9相对于出口开口 7对称地形成。
[0034]图4示出了根据本发明的第四示例性实施方式的机械密封设备的截面。在第四示例性实施方式中，出口开口7包括主区域70、第一入口区域71和第二入口区域72。主区域70被相对于滑环沿径向定向。在这种情况下，第一入口区域71与主区域70成角度α地配置，第二入口区