技术领域
[0001] 本
发明涉及一种单级或多级
离心泵以及一种用于这种离心泵的滑环筒
密封件(Gleitringpatronendichtung)。
背景技术
[0002] 在离心泵中，被视为
现有技术的是，轴的安装有一个或多个
叶轮的压
力侧端部通过滑环密封结构相对于
泵壳体被密封。这种密封结构包括与轴一起旋转的滑环以及固定地设置在壳体上的
配对滑环，它们的滑动面形成密封间隙，该密封间隙在泵运行时通常是通过泵的输送介质被液体润滑。另外，滑环和配对滑环通过密封环相对于轴或泵壳体被密封。在此，该滑环密封部的一个环被设置为可轴向移动并被弹力加载，以使密封间隙保持尽可能地闭合并由此确保密封功能。为了在该密封件失效时不拆卸整个泵，根据现有技术是将这样的密封结构设计为滑环筒密封件：在此设置一套筒，其至少在壳体开口的区域中环绕轴，并借助设置在套筒外侧面上的夹紧装置可松脱地但抗扭地与轴连接。这样的滑环筒密封件当前对于泵而言被视为现有技术，详情请参见格兰富工业泵手册第32页图1.312(编者：格兰富有限责任公司，40699，Erkrath，www.mashining.grundfos.de/media/60727/grundfos_pumpenhandbuch.pdf)，其中详细示出并解释了这种筒密封件的构造。
[0003] 套筒被
焊接在环上，该环具有径向
螺纹孔，套筒通过这些径向
螺纹孔被夹紧固定在轴上。
螺栓的尖端接合在轴的表面中，从而也形成一定程度的形状配合。套筒借助O形环相对于轴被密封。
[0004] 这种结构的缺点在于：在更换筒密封件时，必须对轴中的由螺栓尖端所形成的孔进行
抛光处理，由此使得否则存在的尖锐边缘在安装过程中不会损坏设置在套筒和轴之间的O形环，该O形环在更换筒时必须被推移经过该区域。另一个缺点在于：在组装期间需要非常小心，以确保所有的埋头螺栓等深地穿入到轴中并使套筒相对于轴居中地设置。最后，环和套筒之间的焊接连接造成：这种筒密封件是不可拆卸的，因此不能更换单个的密封件，而是总是必须更换整个筒密封件。
发明内容
[0005] 在此背景下，本发明的目的在于提供一种离心泵，其不会产生上述的缺点，并为此提供一种相应设计的滑环筒密封件。
[0006] 本发明的目的通过一种具有本发明所述特征的离心泵以及一种具有本发明所述特征的用于该泵的滑环筒密封件来实现。有利的设计方案由以下的描述和
附图给出。
[0007] 根据本发明的单级或多级离心泵具有泵壳体，该泵壳体带有可转动地设置在该泵壳体中的轴，在该轴上抗扭地设置有至少一个用于液体输送的叶轮。该离心泵具有滑环筒密封件，该滑环筒密封件设置在轴和被轴穿过的泵壳体开口之间。该滑环筒密封件具有套筒，该套筒至少在所述开口的区域中环绕轴，并借助于设置在套筒外侧上的夹紧装置通过夹紧器件可松脱地和抗扭地与轴连接。根据本发明，该夹紧装置的一个或多个夹紧器件仅抵接(angreifen)在套筒的外侧面上，亦即使得套筒仅仅力配合地与轴连接。
[0008] 因此本发明的基本思想在于：在套筒的外侧面上设置具有夹紧器件的夹紧装置，并通过夹紧将套筒固定在轴上，也就是说，套筒仅是力配合地与轴连接，而不是如同现有技术那样被夹紧器件穿透或者说夹紧器件直接抵接在轴上。由于夹紧器件抵接在套筒的外侧面上，亦即只是间接地作用于轴，使得轴的表面保持不受损，因此在更换滑环筒密封件之后，套筒和轴之间的O形环也可以沿着轴移动，而不会使O形环表面受损并因此损害其密封效果。由于夹紧器件只是抵接在套筒的外侧面上，因此相比于现有技术更容易实现套筒在轴上的居中固定。
[0009] 本发明优选适用于具有竖直设置的转动轴的直列式单级或多级离心泵，但并不局限于此。
[0010] 正如在本发明的一种扩展方案中所提出的那样，使夹紧装置可松脱地与套筒连接是非常有利的。夹紧装置与套筒的这种可松脱连接提供了能够拆卸筒密封件的先决条件，由此使得能够更换可能受损的滑环、
弹簧或滑环筒密封件的其他构件，以便再次修复或者替换这些构件。由此还能够检查可能
泄漏的原因，因为在拆卸时不必须切开滑环筒密封件的构件。
[0011] 根据本发明的一种有利的扩展方案，夹紧装置包括至少两个部分地环绕套筒的夹紧构件，它们通过优选切线地或平行于切线地设置的螺栓彼此连接，从而通过拧紧夹紧构件上的螺栓来施加作用于套筒的夹紧力。考虑到夹紧装置相对于轴的定中心，设置至少两个夹紧构件是适宜的，如果出于某种原因也总是对此不做要求，则基本上也可以考虑仅设置一个夹紧构件。
[0012] 有利地，将相邻夹紧构件之间的螺栓连接设计为，使螺栓的纵向轴线垂直于待连接的夹紧构件的分型面(Teilungsebene)，在此，该分型面优选是径向分型面。
[0013] 根据本发明的一种扩展方案，如果优选两个夹紧构件被设计成相同的话，则在制造和组装技术方面是特别有利的。但是，这种设计也可以在设置有三个或更多个夹紧构件的情况下实现。这降低了制造和仓储成本并且简化了组装，因为这确保了总是只需要构建一种类型的夹紧构件。
[0014] 特别有利地，各个夹紧构件具有至少一个被确定用于
接触套筒的夹爪，该夹爪优选在其内侧被设计为，其适配套筒和/或轴的外轮廓。据此，或者可以在套筒的整个周向上实现尽可能地均匀的加载，由此能够实现相应地大面积的支承夹爪；或者可以使套筒
变形，从而仅通过所限定的套筒的接触区域就能在套筒和轴之间促成力配合，由此可以在不损坏轴的情况下在套筒和轴之间达到更高的
挤压力。
[0015] 套筒在此优选能够由于夹爪而变形，以使套筒的内轮廓至少部分地紧贴到轴的外轮廓上。由此，套筒的内轮廓在横截面上不再是精确的圆形的，而是周向侧只在套筒的紧贴到轴的外轮廓上的限定接触区域上形成与轴的力配合，在这里夹爪从外部作用在套筒上。
[0016] 优选地，套筒包括第一轴向部分和第二轴向部分，其中，夹紧装置的夹紧器件仅抵接在套筒的第一轴向部分的外轮廓上。因此，由前述现有技术已知的对滑环筒密封件的设计在许多部分上基本上保持不变，在此相对于已知的设计，套筒关于第一轴向部分被延长，以形成用于夹紧装置的围接第一轴向部分的夹紧器件的接合面。在此情况下，第一轴向部分可以至少在背向第二轴向部分的端部上具有稍微扩展(例如1-10％)的内轮廓，以易于轴的插入。
[0017] 根据本发明的一种有利的扩展方案，各个夹紧构件具有与套筒间隔开的导向面，该导向面与设置在相邻的夹紧构件上的配对导向面处于有效连接中，在此，这些导向面位于一平面中，该平面平行于最近相邻的螺栓(该螺栓将夹紧构件与所述相邻的夹紧构件连接)的中间纵向轴线，和/或该平面平行于套筒的切线或者与套筒的切线成优选至多3°的锐
角。该导向面和配对导向面确保：在拧紧螺栓连接时，夹爪相对于彼此并相对于套筒进行所限定的运动，并且特别是没有横向力作用到螺栓上。使导向面相对于螺栓(该螺栓将一个夹紧构件与相邻的夹紧构件连接)的纵向轴线成至多3°的锐角地设置的优点在于：在相对于螺栓轴线的横向方向上产生附加的夹紧作用，在此，通过上述的浅角度(flachen Winkel)可以施加相对较大的力。
[0018] 优选地，将所述夹紧构件布置和设计为，使导向面和配对导向面分别设置在将两个夹紧构件相互连接的螺栓与套筒的外周面之间。这种结构是节省空间和有效的，因为靠近套筒进行导向，因此在其作用下形成相对刚性的夹紧构件。
[0019] 根据本发明的一种替代的实施方式，导向面和配对导向面各自在一导向销和接收该销的凹部中形成。然后使导向面有利地延伸经过该销的整个外周，而配对导向面则围绕凹部的整个内周延伸，或者有可能也只是延伸经过销的一部分表面和围绕凹部的一部分表面。这样的布置特别是对于设置有两个优选相同构成的夹紧构件的情况是有利的，然后在各个夹紧构件上配置销和关于轴的轴线错移大约180°配置凹部，该销和凹部形状配合地相互嵌接，使得夹紧构件完全周向地包围套筒。
[0020] 一方面为了实现足够的夹紧作用，这种夹紧作用优选地使套筒仅弹性地变形并力配合地贴靠在轴上，另一方面也为了施加足够的夹紧力，适宜地使一夹爪仅伸展经过套筒的相对较小的周向角度，确切地说在30°至50°之间，优选在40°至45°之间。这些给出的值当然取决于在周向上设置的夹爪的数量及其宽度延伸。已经证实：上述的角度值对于两个在周向上分布的夹爪的情况是有利的，在此特别有利的是：夹紧构件除了在上述周向角度上延伸的夹爪之外还具有另一接触面，该接触面被设置用于夹紧构件接触在套筒上并且其沿周向与夹爪间隔开。该另一接触面优选用于简化在组装时的定中心，即，基本上可以在没有力配合的情况下或者仅在组装期间短暂地进行该另一接触面接触在套筒上。
[0021] 有利地，在同一夹紧构件的夹爪和另一接触面之间设有一间隔区域，该间隔区域关于套筒的周向延展经过80°至110°之间的角度。亦即，有利地，在该夹紧构件的夹爪和另一接触面之间设置有80°至110°之间的区域，该区域与套筒间隔开。
[0022] 有利地，将夹爪的所述至少一个接触面设置为邻近同一夹紧构件的导向面或者配对导向面，而且是背向其设置。这种布置确保了相邻夹爪之间的螺栓连接尽可能地没有横向力。
[0023] 因此根据本发明有利地设置为，沿周向布置夹爪，使得作用于套筒的夹紧力在相对于连接的螺栓的纵向轴线的横向方向上大于沿纵向方向或平行于螺栓指向的夹紧力。
[0024] 根据本发明的用于前述类型的离心泵的滑环筒密封件具有第一滑环，该第一滑环被设置为，抗扭地设置在泵壳体的壳体开口的附近并具有轴向滑动和密封面，该轴向滑动和密封面紧贴在第二滑环的轴向滑动和密封面上，该第二滑环被设置为，抗扭地布置在穿过壳体开口的轴上。滑环筒密封件包括：套筒；设置在套筒上的夹紧装置，该夹紧装置具有夹紧器件；弹簧器件，其与滑动和密封面相互轴向地施加力；以及密封器件，用于相对于轴密封套筒和用于壳体侧的密封。根据本发明，该滑环筒密封件被构造为，夹紧装置的一个或多个夹紧器件仅抵接在套筒的外侧上，亦即，套筒仅力配合地与轴连接。这种布置是特别有利的，因为通过用夹紧装置将滑环筒密封件固定在轴上，完全不会损害轴的表面，使得在更换密封件时通常设置在套筒和轴之间的呈O型环形式的密封环就能够被推开，而没有损坏的
风险。
[0025] 根据本发明，有利地将夹紧装置可松脱地设置在套筒上，从而使得滑环筒密封件能够被拆下，从而可以更换、修理或替换该密封件的单个构件。
附图说明
[0026] 下面参照附图中所示出的
实施例对本发明做更详细的说明。其中：
[0027] 图1以极简的立体图示出了多级直列式离心泵以及所连接的
电动机，[0028] 图2以纵向剖视图示出了带有
电机座的泵壳体头部，
[0029] 图3以极简的纵向剖视图示出了滑环筒密封件，
[0030] 图4示出了滑环筒密封件的侧视图，和
[0031] 图5示出了沿图4中的
切割线V-V的截面。
[0032] 其中，附图标记说明如下：
[0033] 1-离心泵
[0034] 2-泵足部
[0035] 3-护罩/护罩构件
[0036] 4-泵头部
[0037] 5-电机座
[0038] 6-电动机
[0040] 8-压力管路的第二连接法兰
[0041] 9-拉杆
[0042] 10-叶轮
[0043] 11-轴
[0044] 12-联接器
[0045] 13-滑环筒密封件
[0046] 14-载体
[0048] 16-泵壳体中的开口
[0049] 17-O形环
[0050] 18-凸缘
[0051] 19-O形环
[0052] 20-固定的滑环
[0053] 21-旋转的滑环
[0054] 22-套筒
[0055] 22a-套筒的第一轴向部分
[0056] 22b-套筒的第二轴向部分
[0057] 22c-套筒的第一轴向部分的端部
[0058] 23-O形环
[0059] 24-环
[0060] 25-凸子(Mitnehmer)
[0061] 26-凹部
[0062] 27-环
[0064] 29-夹紧装置
[0065] 30-夹紧构件
[0066] 31-螺栓
[0067] 32-夹爪
[0068] α-夹爪延伸经过的角度
[0069] β-夹爪和另一接触面之间的角度
[0071] 34-螺栓31的纵向轴线
[0072] 35-分型面
[0073] 36-滑动面/导向面
[0074] 37-配对滑动面/配对导向面
[0075] 38-凹部
[0077] 40-O形环
具体实施方式
[0078] 在图1中示出的泵是直列式多级离心泵1，其具有竖直的、即直立的转动轴。该泵以已知的方式具有足部2，泵通过该足部站立在地板上并且可以通过该足部在地板侧被固定。圆柱形护罩构件3从泵足部2开始延伸，该护罩构件向上被纳入到泵头部4中，该泵头部具有电机座5，电动机6被固定在该电机座的上法兰上。
[0079] 足部2具有吸入管路的第一连接法兰7以及同轴线地设置在另一侧的压力管路的第二连接法兰8。在护罩3的区域的内部设有泵级，每个泵级包括叶轮10和附接于其上的导向器，以使通过第一连接法兰7上的吸入管路进入到泵壳体中的液体在被
增压的情况下从下向上地流过泵级，在此，最后一级的输出通过环形通道(该环形通道的内壁由导向器的外壁形成，而外壁由护罩3形成)又被引导至足部7中，并从那里被引导至第二连接法兰8上的压力管路中。导向器和护罩3通过四根拉杆9被夹紧在泵头部4和泵足部2之间。叶轮10(在图2中可以看到最后的泵级的叶轮)抗扭地安放在轴11上，该轴在泵头部4的区域中伸出泵壳体，并在那里通过联接器12与电动机6的自由的轴端部相连接。穿过泵头部4的轴通道(Wellendurchführung)是通过滑环筒密封件13实现的，在图3-图5中详细示出了其结构。
[0080] 滑环筒密封件13包括载体14，该载体被构造为环形的并具有外螺纹15，该载体通过外螺纹在加装有O形环17的情况下被固定在泵壳体、特别是泵头部4的开口16的相应
内螺纹中。在这种情况下，载体14的凸缘18围绕开口16地紧贴在泵头部4的顶侧上。在加装有O形环19的情况下，在载体14中抗扭地固定有静止的滑环20，该静止滑环的底侧形成实际的滑动和轴向密封面，而旋转的滑环21的顶侧作为配对接触面紧贴在该滑环上，该滑环被抗扭地但可轴向运动地安放于在壳体开口16的区域中围绕轴11的套筒22上，该套筒与轴11抗扭地连接。套筒22通过O形环23相对于轴11被密封，该O形环23坐落于与套筒22固定连接的环24的内部，该环24具有两个直径相反地设置的凸子25，这些凸子从环24的顶侧向上延伸并接合在环27中的相应凹部26中，该环27与旋转的滑环21抗扭地连接，并且通过设置在环24和27之间的螺旋弹簧28轴向地支承该滑环。在旋转的滑环21、环27和套筒22之间加装有O形环40，该O形环轴向贴靠在滑环21的面向滑动面的侧面上，以及背向对置地贴靠在环27的向上敞开的槽状凹部中并径向向内地贴靠在套筒22上。就此而言，该滑环筒密封件13的结构很大程度上相应于已知的构建于格兰富公司的CR型号泵中的滑环筒密封件，详情请参考其说明。
[0081] 借助于载体14进行滑环筒密封件13的壳体侧的固定。借助于夹紧装置29来实现套筒22的轴侧的固定，该夹紧装置环形地围接(umgreift)套筒22并具有两个相同构成的夹紧构件30，这两个夹紧构件通过两个螺栓31彼此连接，并力配合地固定在套筒22上。在此，该力作用是高的，使得套筒22在夹紧装置29的区域中弹性变形并力配合地按压在轴11上，从而沿轴向方向和转动方向均实现了力配合。通过拧紧螺栓31，夹紧装置29被力配合地固定在套筒22上，并使套筒力配合地固定在轴11上。
[0082] 在图3中，套筒22以上部的第一轴向部分22a从载体15中伸出，并且仅在该上部的第一轴向部分22a中被夹紧装置29围接。下部的第二轴向部分22b被载体14围接。为了易于安装轴11，套筒22的第一轴向部分22a的背向第二轴向部分22b的上端部22c具有稍微扩展(例如1-10％)的内轮廓。
[0083] 夹紧构件30具有夹爪32，这些夹爪适配于套筒22的外轮廓并且紧贴在该套筒上。这些夹爪延伸经过套筒22的43°的周向角度α并彼此直径相反地设置。沿周向方向看，与夹紧构件30的夹爪32邻接的是95°的角度β的区域，该区域与套筒22间隔开的构成，在其之后邻接的是另一接触面33作为支撑面，但是该接触面仅沿周向延伸了几度。由此，对于每个夹紧构件30均形成大约170°的周向延伸，故而在各个端部上保留有几度的自由空间。
[0084] 支撑面33和夹爪32形成所限定的接触面，通过螺栓31施加力，螺栓的纵向轴线34垂直于径向分型面35并平行于套筒22的切线。
[0085] 夹爪32和支撑面33被设置在分型面35附近，并且每个夹爪32背向同一夹紧构件30的滑动面36。滑动面36位于切线方向上或平行于切线方向并平行于螺栓31的轴线34，其与配对滑动面37相接触。彼此贴靠的成对的滑动面36和配对滑动面37形成引导部并确定了夹紧构件30相对于彼此可运动的方向。它们确保螺栓31被尽可能地无横向力地保持，并与夹爪32一起形成横截面大致为楔形的构型，其确保：在夹紧构件30彼此相向运动时，亦即在拧紧螺栓31时，横向力产生于套筒22上，所述横向力大于夹爪上的、取决于螺栓31的
牵引力的纵向力。通过这种方式确保：在以所要求的转矩拧紧螺栓31时精确地施加了使套筒22力配合地固定在轴11上所需要的夹紧力。面36、37可以在需要时倾斜几度，以进一步提高所述夹紧力。
[0086] 替代地、但在该实施例中未示出地，滑动面和配对滑动面也可以分别由销和被配置作为配对件的凹部形成，在这种情况下，夹紧构件在一侧具有销，并在另一侧具有凹部，从而分别由销的周向面形成滑动面，并由凹部的内周面形成配对滑动面。
[0087] 在所示出的实施方式中，夹紧装置29由两个相同的夹紧构件30和两个螺栓31组成，在此，螺栓以其头部贴靠在夹紧构件30的头部支承面上，穿过一孔状的凹部38，并被固定在配置有内螺纹的盲孔39中。为了装配，滑环筒密封件13被推移经过轴11的自由端部，并经由将载体14拧接在泵壳体的开口16中而被固定。然后，在夹紧构件30已经借助螺栓31松散地彼此连接之后，夹紧装置29同样被从上方推移经过轴11，直至夹紧装置29松散地贴靠在载体14的顶侧上。然后以预定的转矩并均匀地拧紧螺栓31，之后夹紧装置29如下所述地力配合地固定在套筒22上：即套筒22朝向轴11弹性地变形并在那里同样被力配合地固定。
[0088] 根据需要，可以在松开螺栓31之后，按照相反的顺序又移除滑环筒密封件13。由于夹紧装置29与套筒22仅是力配合地连接，因此可以将整个滑环筒密封件13拆开，并根据需要通过更换磨损的部件来进行修理。由于套筒22仅是力配合地套(angelegen)在轴11上，因此轴11的表面保持完整，从而使得相对于轴11密封套筒22的O形环23在拆卸或安装滑环筒密封件13期间都不能被损坏。
