具有自調(diào)整節(jié)流縫的縫隙環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一個用于液體的輸送介質(zhì)的流體機(jī)械的流體節(jié)流縫的縫隙環(huán)、尤其用于葉輪泵葉輪上的節(jié)流縫。
【背景技術(shù)】
[0002]在不同的實施例中已知由縫隙環(huán)構(gòu)成的、例如用于葉輪泵的節(jié)流縫。它們密封旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子部件、例如葉輪泵葉輪與靜止的定子、例如外殼之間的縫隙。由于在加工各個部件時必需的誤差存在最小縫隙寬度，它正好防止，部件接觸并由此產(chǎn)生摩擦和磨損。為了減少在上述縫隙上的損失，存在不同的縫隙密封實施例，但是它們按照輸送介質(zhì)的形式處于或多或少劇烈的磨損。在此區(qū)分軸向和徑向的節(jié)流縫結(jié)構(gòu)。在軸向可移動的結(jié)構(gòu)部件中只能以明顯的磨損實現(xiàn)相應(yīng)的軸向密封縫。
[0003]US 1037243 A示出一個縫隙密封，它由部分與外殼連接且部分與旋轉(zhuǎn)部件連接的部件組成。這個結(jié)構(gòu)作為迷宮的前提條件是轉(zhuǎn)子的最小位移，此外顯示出高磨損并且在裝配和軸向調(diào)整轉(zhuǎn)子時是非常費事的。在要求轉(zhuǎn)子軸向移動性時使用徑向密封縫，它具有低磨損、高運行可靠性和簡單裝配的優(yōu)點，但是具有高的損失系數(shù)或者說低的流體效率。在此由于節(jié)流縫流體效率與磨損和運行可靠性處于互為相反的關(guān)系，效率越高，磨損越高且運行可靠性越低。
[0004]EP 0905381 Al示出縫隙環(huán)在流體機(jī)械中的實施例，其中通過低的磨損不僅保證高的流體效率，而且保證高的運行可靠性。EP 0905381 Al涉及一個流體節(jié)流的靜止部件，具有在節(jié)流縫中自動調(diào)整的取決于溫度的阻尼特性。該節(jié)流縫由徑向縫隙環(huán)構(gòu)成并且具有徑向在縫隙中的移動性。這個結(jié)構(gòu)可以應(yīng)用于各種其它的具有液體的輸送介質(zhì)的流體機(jī)械。
[0005]US 1037243 A示出一個縫隙密封，它可以由一個或多個部件組成，它們形成定子的一部分。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是，實現(xiàn)一個密封部件，它減小葉輪泵的轉(zhuǎn)子與定子之間的縫隙并且自動動態(tài)地調(diào)節(jié)到最小，其中磨損最小并且保證高的運行可靠性。
[0007]這個目的由此實現(xiàn)，在徑向限制縫隙的定子、例如外殼表面上通過現(xiàn)有的縫隙環(huán)構(gòu)成或圍成以介質(zhì)充滿的徑向環(huán)室。這個徑向環(huán)室作為緩沖起作用并且這樣校準(zhǔn)，使它定心在旋轉(zhuǎn)零部件徑向上。
[0008]通過u形構(gòu)成的縫隙環(huán)包圍該結(jié)構(gòu)空間，U形縫隙環(huán)通過u形側(cè)腿內(nèi)側(cè)面的配合在定子中導(dǎo)引，其中通過側(cè)腿的專用材料選擇根據(jù)溫度調(diào)整這個配合，并且在運行溫度時實現(xiàn)最小距離或者最窄配合間隙。因此使這個從靜止縫隙環(huán)到定子的軸向縫隙非常小。
[0009]u形構(gòu)成的縫隙環(huán)與緩沖介質(zhì)一起形成迷宮密封。所述縫隙環(huán)的層受到旋轉(zhuǎn)的零部件的影響。因為縫隙環(huán)懸浮地支承，它在略微偏心的位置時由于不同的壓力比自動地定心在對應(yīng)于力比平衡的位置。在靜態(tài)縫隙環(huán)與旋轉(zhuǎn)零部件之間的縫隙最小，其中總是保持無接觸的節(jié)流。
[0010]所述縫隙環(huán)的工作原理以兩個動態(tài)工作部位的作用原理為基礎(chǔ)。第一部位是徑向縫的典型節(jié)流路徑，在此穿過轉(zhuǎn)子縫隙中的液體效應(yīng)產(chǎn)生由于與縫寬有關(guān)的定心徑向力的穩(wěn)定性。第二部位以緩沖器中的靜止介質(zhì)充滿，它由縫隙環(huán)的幾何形狀靜態(tài)地密封。在那里含有的介質(zhì)可以穿過在U形縫隙環(huán)的側(cè)腿與外殼之間的節(jié)流路徑局部流動，如果由于轉(zhuǎn)子偏心或者偏轉(zhuǎn)(如同上段所述那樣)縫隙環(huán)偏轉(zhuǎn)的時候。在介質(zhì)緩沖器里面局部壓縮時介質(zhì)自動地又從周圍的流體空間再輸送，由此使緩沖器總是保持相同容積。因此以介質(zhì)充滿的環(huán)室緩沖器具有緩沖特性，因為單位壓力必需作用于介質(zhì)上，用于通過它擠壓縫隙側(cè)腿的軸向縫隙。通過縫隙環(huán)的配合和材料選擇對應(yīng)于所述要求調(diào)整這個壓力和相關(guān)的緩沖特性。這個擴(kuò)展結(jié)構(gòu)的另一優(yōu)點是，流動的介質(zhì)在縫隙側(cè)腿上的節(jié)流路徑中的潤滑效果，由此使在縫隙環(huán)定心過程期間在偏轉(zhuǎn)時的摩擦減小到金屬對金屬的正常摩擦值的一小部分，因此通過介質(zhì)潤滑側(cè)腿幾乎不能凍結(jié)在定子上并且保證縫隙環(huán)總是運行可靠地相對于轉(zhuǎn)子自動定心。
[0011]在本發(fā)明的有利擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，在密封部件中規(guī)定，可以調(diào)整所述軸向節(jié)流縫的配合。如上所述，縫隙環(huán)可以在徑向縫隙中對應(yīng)于作用的復(fù)位力自由運動。通過縫隙環(huán)在定子上的軸向兩側(cè)的節(jié)流路徑調(diào)整緩沖特性。通過在縫隙環(huán)前面與后面之間的壓力差調(diào)整穿過軸向縫隙在低壓力室方向上的壓力流，在此以介質(zhì)和壓力加載環(huán)室。夾雜在縫隙中的介質(zhì)起到靜壓緩沖器的作用。在縫隙中的介質(zhì)在轉(zhuǎn)子移動時穿過縫隙環(huán)的節(jié)流縫頂壓到泵的流體室?？p隙越窄，用于克服節(jié)流縫所需的力越大，在縫隙中的靜壓緩沖效果越好。調(diào)整軸向節(jié)流縫引起靜壓緩沖效果。
[0012]在另一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，由至少一金屬材料構(gòu)成密封部件。在這里通過相應(yīng)的幾何變化、例如壁厚差或應(yīng)力刻槽可以實現(xiàn)所致力的縫隙環(huán)凸起的變形，用于所述的節(jié)流效果。
[0013]備選地所述縫隙環(huán)由雙金屬縫隙環(huán)構(gòu)成，其中內(nèi)層、即面對位置固定的外殼的層具有比面對流體室的外層小得多的熱膨脹系數(shù)。
[0014]兩個實施例實現(xiàn)取決于熱量的節(jié)流效果和取決于熱量的轉(zhuǎn)子緩沖。如果縫隙側(cè)面在加入熱量時凸起地向外變形，并且使與定子部件的縫隙變窄，則提高轉(zhuǎn)子的靜壓緩沖。
[0015]在另一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)中，所述密封部件由一個或多個部件組成，它們形狀鎖合地擠壓或旋緊在定子幾何形狀上。為了實現(xiàn)徑向偏轉(zhuǎn)在縫隙環(huán)外部設(shè)有相應(yīng)的自由的環(huán)空間，徑向長度按照所期待的轉(zhuǎn)子偏轉(zhuǎn)的大小校準(zhǔn)。
[0016]在另一實施例中附加地設(shè)有防扭轉(zhuǎn)，例如由長孔和銷子組成。由此附加地排除在縫隙環(huán)與位置固定的定子外殼之間的不期望的相對運動。在此保留在同心方向上的運動性。
【附圖說明】
[0017]借助于實施例詳細(xì)解釋本發(fā)明。附圖示出按照本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)。具體地示出: 圖1按照本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)的第一擴(kuò)展結(jié)構(gòu)和圖2按照本發(fā)明的密封結(jié)構(gòu)的第二擴(kuò)展結(jié)構(gòu)。
【具體實施方式】
[0018]在圖1中詳細(xì)示出按照本發(fā)明的縫隙環(huán)密封結(jié)構(gòu)的第一實施例，其中在示例中使用葉輪泵。示出葉輪泵葉輪1，它在這個結(jié)構(gòu)中是旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)子部件，其中它相對于外殼2和導(dǎo)輪3旋轉(zhuǎn)，它們位置固定地視為定子。
[0019]按照本發(fā)明通過U形的一體或多體的圓柱形縫隙環(huán)7包圍縫隙?？p隙環(huán)通過節(jié)流或葉輪泵葉輪I的縫隙直徑6設(shè)置在由外殼2和導(dǎo)輪3組成的定子里面，其中縫隙環(huán)通過u形的側(cè)腿7和10或12