專利名稱：用于離心分離機(jī)的密封環(huán)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于在安裝時(shí)插入軸向開口的環(huán)形溝槽的密封環(huán)，該環(huán)形溝槽在離心分離機(jī)的第一轉(zhuǎn)子部件內(nèi)，該離心分離機(jī)具有可相對于第一轉(zhuǎn)子部件運(yùn)動(dòng)的第二轉(zhuǎn)子部件，該第二轉(zhuǎn)子部件具有一接合表面，該接合表面用于貼靠或離開安裝在溝槽內(nèi)的密封環(huán)的密封表面，沿一方向，該密封環(huán)被軸向地壓入溝槽之中。
在美國專利Us4534570中公開了這種容易受到很高載荷的密封環(huán)。在運(yùn)行過程中，為了能夠防止液體經(jīng)過密封環(huán)泄漏到離心分離機(jī)外部，第二轉(zhuǎn)子部件必須被一個(gè)力壓緊，使它的接合表面貼靠在密封表面上。該力產(chǎn)生一超過液體壓力且具有足夠安全系數(shù)的密封壓力。密封環(huán)會(huì)克服該液體壓力，保持密封狀態(tài)。
在離心分離機(jī)內(nèi)，這種密封環(huán)所受的液體壓力通常是很高的，這是由于離心分離機(jī)的轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)很高的結(jié)果。因此，密封所需的力通常也是非常高的。
然后非常重要的是，在使第二轉(zhuǎn)子部件貼靠或者離開密封環(huán)的密封表面的每一次軸向移動(dòng)之后，具有保障的密封環(huán)被牢固地裝入它的溝槽之中。
為此，這種密封環(huán)具有徑向的錐形表面，并且它被壓入第一轉(zhuǎn)子部件的環(huán)形溝槽，該溝槽也具有錐形表面。
然而，這意味著密封力的很大一部分由錐形表面來承受，會(huì)在第一轉(zhuǎn)子部件鄰近的部分引起很高的應(yīng)力集中。
本發(fā)明的目的是實(shí)現(xiàn)前述類型的密封環(huán)，具有保障的該密封環(huán)可以置于第一轉(zhuǎn)子部件內(nèi)的它的溝槽之中，而不在第一轉(zhuǎn)子部件鄰近的部分引起很高的應(yīng)力集中。
如本發(fā)明所述，這是通過以下實(shí)際步驟來實(shí)現(xiàn)的。
密封環(huán)具有靠近第二轉(zhuǎn)子部件的第一環(huán)形部分，在未加載的條件下，該第一環(huán)形部分具有至少與溝槽第一環(huán)形部分的外徑一樣大的外徑，該溝槽的第一環(huán)形部分被布置用來容納密封環(huán)的第一環(huán)形部分，密封環(huán)的第一環(huán)形部分具有一徑向?qū)挾龋辽倥c溝槽第一環(huán)形部分的一個(gè)剖面的徑向?qū)挾纫粯哟?，該溝槽第一環(huán)形部分的剖面的位置最接近于第二轉(zhuǎn)子部件，溝槽具有遠(yuǎn)離第二轉(zhuǎn)子部件的第二環(huán)形部分，該第二環(huán)形部分連接于溝槽第一環(huán)形部分的軸向端部并且具有一外環(huán)凹槽，該外環(huán)凹槽從所述軸向端部開始軸向延伸，并且在此軸向端部處從第一部分的外徑向外沿徑向延伸，溝槽具有一底部，該底部位于溝槽的第二環(huán)形部分遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)子第二部分的端部，密封環(huán)具有遠(yuǎn)離第二轉(zhuǎn)子部件的第二環(huán)形部分，該第二環(huán)形部分連接于密封環(huán)第一環(huán)形部分的軸向端部，并且具有至少一個(gè)凸出部分，該凸出部分至少部分地填塞溝槽第二環(huán)形部分內(nèi)的外環(huán)凹槽，并且至少貼靠于該外環(huán)凹槽最接近于所述軸向端部的內(nèi)表面上，密封環(huán)第一環(huán)形部分的軸向端部和溝槽第一環(huán)形部分的軸向端部基本上被置于同一軸向面內(nèi)，溝槽還具有內(nèi)環(huán)凹槽，它從溝槽的底部軸向延伸到所述剖面，并且在剖面遠(yuǎn)離第二轉(zhuǎn)子部件的端部從該剖面的內(nèi)徑向內(nèi)沿徑向延伸，在安裝條件下密封環(huán)被徑向地置于內(nèi)環(huán)凹槽的外側(cè)，以及一旦第一轉(zhuǎn)子部件、密封環(huán)的第一環(huán)形部分和密封環(huán)的第二環(huán)形部分中至少一個(gè)彈性形變，內(nèi)環(huán)凹槽使得密封環(huán)在軸向截面里能夠被轉(zhuǎn)到相對于插入和取出方向傾斜的位置，密封環(huán)垂直于插入和取出方向的最大尺寸小于溝槽垂直于插入和取出方向的最小尺寸。
因此，保持力是通過由形狀鎖定來實(shí)現(xiàn)的，它代替了通過夾緊連接來實(shí)現(xiàn)，并且，通過將密封環(huán)壓在溝槽底部把密封力從密封環(huán)傳遞到第一轉(zhuǎn)子部件，這使得應(yīng)力集中大大降低了。
在一優(yōu)選的實(shí)施例中，密封環(huán)的第一和第二環(huán)形部分成形為一單獨(dú)的整體件。密封環(huán)的第二環(huán)形部分上的凸出部分基本上沿著密封環(huán)的整個(gè)周邊相配合地延伸。
在本發(fā)明的一個(gè)特殊實(shí)施例中，所述剖面的徑向?qū)挾葴p小距第二轉(zhuǎn)子部件的距離。
因此，液體和污染物泄漏到溝槽之中的情況就可以避免了。
所示的轉(zhuǎn)子部件可繞一回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，密封環(huán)繞該回轉(zhuǎn)軸線同軸地延伸。
在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，密封環(huán)是由聚合物制成的，例如聚醚醚酮或者聚甲醛。
以下將參考附圖對本發(fā)明進(jìn)行更為仔細(xì)的描述，其中

圖1示意性地表示了離心分離機(jī)的一部分的軸向剖視圖，它提供了一個(gè)如本發(fā)明所述的密封環(huán)的實(shí)施例，和圖2更為詳盡地表示了此密封環(huán)。
在圖1中表示了一離心分離機(jī)的轉(zhuǎn)子的一部分，它設(shè)置了根據(jù)本發(fā)明的密封環(huán)1.該轉(zhuǎn)子可以繞未示出的回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，其具有第一轉(zhuǎn)子部件2和第二轉(zhuǎn)子部件3。這兩個(gè)轉(zhuǎn)子部件2和3一起限定了分離室4。第二轉(zhuǎn)子部件可以沿軸向移動(dòng)，從而使接合表面5貼靠或離開密封環(huán)1的密封表面6。該密封環(huán)被插入一圍繞著回轉(zhuǎn)軸線的環(huán)形溝槽7，回轉(zhuǎn)軸線并未示出。
根據(jù)本發(fā)明的密封環(huán)1和溝槽7的詳細(xì)設(shè)計(jì)從圖2可以明顯看出。
密封環(huán)1具有靠近第二轉(zhuǎn)子部件3的第一密封部分8，在未加載的條件下，第一環(huán)形部分8具有至少與溝槽7的第一環(huán)形部分9的外徑一樣大的外徑，該溝槽7的第一環(huán)形部分9被布置用來容納密封環(huán)1的第一環(huán)形部分8。
密封環(huán)的第一環(huán)形部分8具有一徑向?qū)挾?，它至少與溝槽7第一環(huán)形部分9的軸向剖面10的徑向?qū)挾纫粯哟螅摐喜?的第一環(huán)形部分9的位置最接近于第二轉(zhuǎn)子部件3。溝槽7具有遠(yuǎn)離第二轉(zhuǎn)子部件3的第二環(huán)形部分11和底部13，該底部位于溝槽7的第二環(huán)形部分11遠(yuǎn)離第二轉(zhuǎn)子部件3的端部。該第二環(huán)形部分11連接于溝槽7第一環(huán)形部分9的軸向端部并且具有一個(gè)外環(huán)凹槽12。該外環(huán)凹槽12從所述軸向端部開始軸向延伸，并且在此軸向端部處從第一部分9的外徑向外沿徑向延伸。
密封環(huán)具有遠(yuǎn)離第二轉(zhuǎn)子部件的第二環(huán)形部分14，該第二環(huán)形部分14連接于密封環(huán)第一環(huán)形部分8的軸向端部，并且具有一凸出部分15，該凸出部分至少部分地填塞溝槽7第二環(huán)形部分11內(nèi)的外環(huán)凹槽12，并且它至少要貼靠于該外環(huán)凹槽12最接近于所述軸向端部的內(nèi)表面上。密封環(huán)1的第一環(huán)形部分8的軸向端部和溝槽7的第一環(huán)形部分9的軸向端部基本上被置于同一軸向面內(nèi)。溝槽7還具有內(nèi)環(huán)凹槽16，它從溝槽7的底部軸向延伸到所述剖面10，并且在剖面10遠(yuǎn)離第二轉(zhuǎn)子部件3的端部，從該剖面10的內(nèi)徑向內(nèi)沿徑向延伸，該內(nèi)環(huán)凹槽16是空的。
一旦第一轉(zhuǎn)子部件2、密封環(huán)的第一環(huán)形部分8和密封環(huán)的第二環(huán)形部分14中至少一個(gè)彈性形變，內(nèi)環(huán)凹槽16被布置成使得在軸向截面里密封環(huán)1能夠被置于在在插入和取出方向上相對于溝槽7傾斜的位置，密封環(huán)1垂直于插入和取出方向的最大尺寸小于垂直于插入和取出方向的溝槽7的最小尺寸。
這些元件中的哪一個(gè)變形或者主要變形取決于它相對另一元件的剛度。明確的是，通過變形使密封環(huán)轉(zhuǎn)到傾斜位置成為可能，因此密封環(huán)可以被插入或取出于溝槽中。如果密封環(huán)由剛性金屬材料制成，例如改為使用青銅材料，那么主要使第一轉(zhuǎn)子部件2變形。如果密封環(huán)由聚合物制成，例如改為使用聚醚醚酮或者聚甲醛，那么通過壓縮其第二環(huán)形部分14使密封環(huán)1主要變形。
在所表示的實(shí)施例中，密封環(huán)1成形為一單獨(dú)的整體件，它繞著回轉(zhuǎn)軸線延伸。相配合地，凸出部分沿著密封環(huán)整個(gè)周邊延伸。
權(quán)利要求
1.一種用于在安裝時(shí)插入離心分離機(jī)第一轉(zhuǎn)子部件(2)上的軸向開口的環(huán)形溝槽(7)內(nèi)的密封環(huán)(1)，該離心分離機(jī)具有可相對于第一轉(zhuǎn)子部件(2)運(yùn)動(dòng)的第二轉(zhuǎn)子部件(3)，該第二轉(zhuǎn)子部件具有一接合表面(5)，該接合表面(5)用于貼靠或離開安裝在溝槽(7)內(nèi)的密封環(huán)(1)的密封表面(6)，沿一方向，該密封環(huán)被軸向地壓入溝槽(7)之中，其特征是密封環(huán)(1)具有靠近第二轉(zhuǎn)子部件(3)的第一環(huán)形部分(8)，在未加載的條件下，該第一環(huán)形部分具有至少與溝槽(7)第一環(huán)形部分(9)的外徑一樣大的外徑，該溝槽的第一環(huán)形部分被布置用來容納密封環(huán)(1)的第一環(huán)形部分(8)，密封環(huán)(1)的第一環(huán)形部分(8)具有一徑向?qū)挾龋辽倥c溝槽(7)第一環(huán)形部分(9)的一個(gè)剖面(10)的徑向?qū)挾纫粯哟?，該溝?7)第一環(huán)形部分(9)的位置最接近于第二轉(zhuǎn)子部件(3)，溝槽(7)具有遠(yuǎn)離第二轉(zhuǎn)子部件(3)的第二環(huán)形部分(11)，該第二環(huán)形部分(11)連接于溝槽(7)第一環(huán)形部分(9)的軸向端部并且具有一外環(huán)凹槽，該外環(huán)凹槽從所述軸向端部開始軸向延伸，并且在此軸向端部處從第一部分(9)的外徑向外沿徑向延伸，溝槽具有一底部(13)，該底部位于溝槽(7)的第二環(huán)形部分(11)遠(yuǎn)離第二轉(zhuǎn)子部件(3)的端部，密封環(huán)(1)具有遠(yuǎn)離第二轉(zhuǎn)子部件(3)的第二環(huán)形部分(14)，該第二環(huán)形部分(14)連接于密封環(huán)(1)第一環(huán)形部分(8)的軸向端部，并且具有至少一個(gè)凸出部分(15)，該凸出部分至少部分地填塞溝槽(7)第二環(huán)形部分(11)內(nèi)的外環(huán)凹槽(12)，并且至少貼靠于該外環(huán)凹槽(12)最接近于所述軸向端部的內(nèi)表面上，密封環(huán)(1)第一環(huán)形部分(8)的軸向端部和溝槽(7)第一環(huán)形部分(9)的軸向端部基本上被置于同一軸向面內(nèi)，溝槽(7)還具有內(nèi)環(huán)凹槽(16)，它從溝槽(7)的底部(13)軸向延伸到所述剖面(10)，并且在剖面(10)遠(yuǎn)離第二轉(zhuǎn)子部件(3)的端部從該剖面(10)的內(nèi)徑向內(nèi)沿徑向延伸，在安裝條件下密封環(huán)(1)被徑向地置于內(nèi)環(huán)凹槽(16)的外側(cè)，以及一旦至少第一轉(zhuǎn)子部件(2)、密封環(huán)(1)的第一環(huán)形部分(8)和密封環(huán)(1)的第二環(huán)形部分中至少一個(gè)彈性形變，內(nèi)環(huán)凹槽(16)使得密封環(huán)(1)在軸向截面里能夠被轉(zhuǎn)到相對于插入和取出方向傾斜的位置，密封環(huán)垂直于插入和取出方向的最大尺寸小于溝槽(7)垂直于該插入和取出方向的最小尺寸。
2.如權(quán)利要求1所述的密封環(huán)，其特征是它的第一和第二環(huán)形部分(分別為8和14)成形為一單獨(dú)的整體件。
3.如權(quán)利要求1或2之中任何一項(xiàng)所述的密封環(huán)，其特征是密封環(huán)(1)的第二環(huán)形部分(14)上的凸出部分(15)基本上沿著密封環(huán)(1)的整個(gè)周邊延伸。
4.如權(quán)利要求1至3之中任何一項(xiàng)所述的密封環(huán)，其特征是所述剖面(10)的徑向?qū)挾葴p小距第二轉(zhuǎn)子部件(3)的距離。
5.如前述權(quán)利要求之中任何一項(xiàng)所述的密封環(huán)，其特征是轉(zhuǎn)子部件(2和3)可繞一回轉(zhuǎn)軸線旋轉(zhuǎn)，密封環(huán)(1)繞該回轉(zhuǎn)軸線同軸地延伸。
6.如前述權(quán)利要求之中任何一項(xiàng)所述的密封環(huán)，其特征是它是由聚合物制成的。
7.如權(quán)利要求6所述的密封環(huán)，其特征是它是由聚醚醚酮制成的。
8.如權(quán)利要求6所述的密封環(huán)，其特征是它是由聚甲醛制成的。
全文摘要
用于離心分離機(jī)的密封環(huán)(1)和用于該密封環(huán)的軸向開口的溝槽(7),密封環(huán)位于第一轉(zhuǎn)子部件(2)和可相對于第一轉(zhuǎn)子部件軸向移動(dòng)的第二轉(zhuǎn)子部件(3)之間,密封環(huán)(1)緊密地貼靠著該第二轉(zhuǎn)子部件(3)。密封環(huán)(1)和溝槽(7)都具有靠近第二轉(zhuǎn)子部件(3)的第一環(huán)形部分(分別為8和9)和遠(yuǎn)離第二轉(zhuǎn)子部件(3)的第二環(huán)形部分(分別為14和11)。溝槽的第二部分(11)具有外環(huán)凹槽(12)和內(nèi)環(huán)凹槽(16),而密封環(huán)(1)的第二環(huán)形部分(14)具有至少一凸出部分(15),它被布置用于至少部分地填塞溝槽(7)的外環(huán)凹槽。密封環(huán)(1)和溝槽(7)是如此地互相定形和互相適應(yīng),以致于密封環(huán)通過它的形狀鎖定保持在溝槽(7)之中,并且,通過將密封環(huán)(1)壓在溝槽底部(13)把密封力從密封環(huán)(1)傳遞到第一轉(zhuǎn)子部件(2)。所以一旦其自身和/或第一轉(zhuǎn)子部件(2)彈性形變,密封環(huán)(1)可以被插入和取出于溝槽之中。
文檔編號B04B1/00GK1343138SQ0080472
公開日2002年4月3日 申請日期2000年3月8日 優(yōu)先權(quán)日1999年3月9日
發(fā)明者S·赫丁 申請人:阿爾法拉瓦爾有限公司