軸封和操作這種軸封的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種軸封(shaft seal)和操作這種軸封的方法，特別地涉及泥栗中的軸封。
【背景技術(shù)】
[0002]泥栗用于栗送水和沙、粘土、巖石、碎肩等的混合物。泥栗包括由合適的發(fā)動機經(jīng)由驅(qū)動軸驅(qū)動的轉(zhuǎn)子，驅(qū)動軸經(jīng)由軸孔進入栗殼體。為了防止混合物從栗殼體漏出，軸孔被(泥栗)軸封密封。
[0003]待栗送的物料(特別是細顆粒)會導致(泥栗)軸封損壞。
[0004]根據(jù)一種已知的解決方案，軸封包括位于驅(qū)動軸周圍不同的軸向位置處的兩個唇封(lip seal)，從而在唇封之間產(chǎn)生腔室。這個腔室設(shè)置有高壓(清潔)水。該高壓水的壓力高于栗殼體內(nèi)的壓力。驅(qū)動軸設(shè)置有小螺旋形凹槽，其在唇封下方在兩個相反方向上將高壓水從腔室中運出，從而減小唇封與驅(qū)動軸之間的摩擦，并產(chǎn)生從腔室朝向栗殼體的水流，以防止顆粒進入并損壞唇封。
[0005]根據(jù)另一種已知的解決方案，最接近栗殼體的唇封是唇部朝向栗殼體定向的唇封。這個唇封未設(shè)置有螺旋形凹槽等。提供至腔室的水的壓力等于或稍高于栗殼體中的壓力。額外的水通過栗殼體涌出，以防止污物到達最接近栗殼體的唇封。
[0006]這種系統(tǒng)使用大量(清潔)7K。在泥栗的位置處(例如，在用于長排出管線的加壓站處)總是無法獲得清潔水，在這種情況中，需要昂貴且復雜的清潔水供應(yīng)系統(tǒng)。另外，這種密封系統(tǒng)使用大量功率并使混合物稀釋。這種目前的密封系統(tǒng)在連續(xù)裝配多個泥栗(例如三個或更多個泥栗)的情況中特別復雜且昂貴。在這種情況中，密封的復雜性、能耗和清潔水消耗以及隨后的混合物稀釋可能都不再是可接受的。
[0007]其他目前的不需要(清潔)水來沖洗唇封的解決方案會非常快地磨損(例如填料箱)、昂貴且總是不適于泥栗的動態(tài)移動，例如具有硬質(zhì)碳化鎢或碳化硅飾面的機械密封。其他已知的密封(例如雙/雙重錐密封)無法承受高壓差(通常不大于3巴)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]將希望提供一種可在泥栗中使用的不同的密封解決方案。
[0009]因此，根據(jù)第一方面，提供了一種布置為將能旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸與高壓區(qū)域密封隔開的軸封，其中，軸封包括軸封殼體、第一密封件和第二密封件，其中，第一密封件和第二密封件位于驅(qū)動軸周圍的不同軸向位置處，其中，在第一于第二密封件之間形成腔室，其中，軸封包括流體供應(yīng)裝置以用于對腔室供應(yīng)加壓流體，其中，第一密封件是位于高壓區(qū)域與腔室之間的機械密封件，并且第二密封件是唇封。
[0010]在第一密封件、第二密封件、軸封殼體和能旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸之間形成腔室。
[0011]第一密封件在第一腔室與高壓區(qū)域之間形成屏障，例如泥栗的栗殼體。
[0012]術(shù)語“機械密封件”用來表示包括定位成彼此抵靠(即，具有定位成彼此抵靠或壓靠的接觸面)的兩個相對固定或剛性的密封部件的密封件。機械密封件的兩個密封部件可包括金屬接觸面。機械密封件的金屬接觸面(即，彼此接觸的表面)可由硬化鋼制成。第一密封件是耐磨密封件。
[0013]術(shù)語“唇封”用來表示包括柔性密封部件的密封件，該柔性密封部件定位成抵靠另一相對固定或剛性的密封部件。柔性密封部件可由彈性材料(例如，橡膠)形成。固定或剛性的密封部件可以是能旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸，或者可以是附接至能旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸的部件，例如襯套。第二密封件是可承受大壓力差的密封件，該壓力差優(yōu)選地大于5巴，更優(yōu)選地大于10巴或者甚至大于40巴。
[0014]這種軸封是有利的，這是因為其使用更少的流體并且不會使由泥栗栗送的物料稀釋。軸封相對便宜且包括相對少的部件，同時其耐用且可靠，并且，通常在疏浚領(lǐng)域中可承受作用于驅(qū)動軸的重動態(tài)載荷。
[0015]通過使用機械密封，沒有或幾乎沒有流體漏出?？蓮牡诙皇抑匦率占⒅匦率褂脧牡谝磺皇疫\送至第二腔室的流體。
[0016]根據(jù)一個實施例，軸封還包括第三密封件，其中，在第二密封件與第三密封件之間形成第二腔室，并且軸封包括用于從第二腔室去除流體的流體排出裝置。
[0017]在第二密封件和第三密封件、軸封殼體及能旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸之間形成第二腔室。第一密封件與第二密封件之間的腔室可被稱為第一腔室。
[0018]第三密封件也可以是唇封。第二密封件沿著驅(qū)動軸的軸線位于第一密封件與第三密封件之間。從第一腔室泄漏至第二腔室的流體可經(jīng)由流體排出裝置去除并進行循環(huán)。流體排出裝置與第二腔室流體連通。
[0019]根據(jù)一個實施例，軸封包括多個其他密封件，其中，在該多個其他密封件之間形成其他腔室，并且軸封包括用于從一個或多個其他腔室去除流體的流體排出裝置。
[0020]在其他密封件、軸封殼體和能旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸之間形成其他腔室。
[0021]該多個其他密封件也可以是唇封。該多個其他密封件(第三密封件、第四密封件、第五密封件、第六密封件，等等)沿著驅(qū)動軸的軸線定位，在相鄰的其他密封件之間產(chǎn)生腔室。從第一腔室泄漏至一個或多個其他腔室的流體可經(jīng)由流體排出裝置去除并進行循環(huán)。流體排出裝置與一個或多個其他腔室流體連通。
[0022]第二密封件、第三密封件和其他密封件可以是唇封，其唇部定向成朝向第一密封件。
[0023]根據(jù)一個實施例，流體是例如包含油的潤滑劑。
[0024]流體可包含油以防止機械密封件的氧化或至少使其最小化。
[0025]根據(jù)一個實施例，流體包含油和水。
[0026]流體優(yōu)選地較稀薄，g卩，流體具有小于等于35厘司的運動粘度等級，優(yōu)選地在10-20厘司的范圍，例如15厘司。這些值是在40°C的溫度下測量的。
[0027]流體可包含可生物降解的油。流體可包含水和乙二醇。
[0028]根據(jù)一個實施例，機械密封件包括定子環(huán)和轉(zhuǎn)子環(huán)，該定子環(huán)和轉(zhuǎn)子環(huán)定位成彼此抵靠。
[0029]轉(zhuǎn)子環(huán)附接至能旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸，定子環(huán)附接至軸封殼體。轉(zhuǎn)子環(huán)和定子環(huán)可通過彈性環(huán)而定位成彼此抵靠和/或彼此壓靠。轉(zhuǎn)子環(huán)和定子環(huán)均可包括接觸面，接觸面定位成彼此抵靠和/或彼此壓靠。接觸面可由金屬制成，例如硬化鋼。
[0030]根據(jù)一個實施例，定子環(huán)與轉(zhuǎn)子環(huán)之間的接觸面相對于能旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸而徑向地延伸。
[0031]換句話說，接觸面(或接觸平面)的法向方向與能旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸的旋轉(zhuǎn)軸線基本上平行。
[0032]通過將接觸面以這種方式在密封的定子環(huán)和轉(zhuǎn)子環(huán)之間定向，可吸收驅(qū)動軸的徑向方向上的振動和沖擊，而不損壞界面。
[0033]第二(和第三)密封件的密封部件之間的接觸面相對于能旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸軸向地延伸，S卩，第二密封件的接觸面的法向方向基本上是徑向的。
[0034]根據(jù)一個實施例，機械密封件由雙錐密封件或雙重錐密封件形成。
[0035]雙錐密封件，也被稱為雙重錐密封件，對于技術(shù)人員來說是已知的并且例如被Goetze 制造。
[0036]根據(jù)一個實施例，唇封包括柔性圓形唇部，該柔性圓形唇部包圍并壓靠能旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸。
[0037]唇部在具有不同壓力的兩個相鄰的腔室之間形成密封，該唇部優(yōu)選地指向(即，唇封的自由端指向)具有最高壓力的側(cè)面，這樣使得通過超壓力使唇封更牢固地壓靠能旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸。
[0038]因此，形成第二密封件的唇封優(yōu)選地指向第一腔室，并由此遠離第二腔室。在第三密封件也由唇封形成的情況下，唇封優(yōu)選地指向第二腔室。
[0039]柔性圓形唇部由柔性彈性材料(例如橡膠)制成。
[0040]這種唇封是用于在壓力差本身用來封閉密封時橋接相對大的壓力差的合適的密封件。而且，唇封可在仍密封驅(qū)動軸的同時吸收能旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動軸的徑向振動和沖擊。
[0041]根據(jù)一個實施例，驅(qū)動軸包括位于第二密封件的位置處的螺旋形凹槽，該螺旋形凹槽在使用中將第二密封件下方的流體從第一腔室運送至第二腔室。這么做是為了冷卻和潤滑的目的。
[0042]第二腔室包括流體排出裝置，以從第二腔室去除流體并將所去除的流體重新循環(huán)至流體供應(yīng)裝置。
[0043]螺旋形凹槽可直接設(shè)置在驅(qū)動軸中，但也可設(shè)置在位于驅(qū)動軸周圍的與驅(qū)動軸一起旋轉(zhuǎn)的襯套中。
[0044]根據(jù)一個實施例，軸封包括可調(diào)節(jié)的流體供應(yīng)裝置以用于對供應(yīng)至第一腔室的流體的壓力進行調(diào)節(jié)。
[0045]供應(yīng)至第一腔室的流體的壓力優(yōu)選地被控制為在第一腔室中產(chǎn)生的壓力大約等于在高壓區(qū)域中的第一密封件的相對側(cè)處的壓力，優(yōu)選地在-3巴至+3巴的范圍內(nèi)。優(yōu)選地，第一腔室中的壓力被控制為使得第一腔室中的壓力等于或大于第一密封件的相對側(cè)處的壓力。在該情況中，第一腔室中的超壓力可以在0至3巴的范圍內(nèi)，優(yōu)選地在0至2巴的范圍內(nèi)，更優(yōu)選地在0.1至0.5巴的范圍內(nèi)，例如0.3巴。產(chǎn)生超壓力有助于使污物離開