軸承隔離裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及軸承保護裝置及其在轉動設備中的使用，尤其涉及防止流體或固體進入或排出空腔從而防止不當地損害設備壽命的裝置。該裝置通常還被稱為軸承密封或軸承隔離裝置。該轉動密封的使用超出對轉動設備中的軸承的保護的范圍。因此，盡管下文被稱為軸承隔離裝置，應理解的是本發明使用的該術語可涉及更寬泛的使用范圍。可以概括地使用術語隔離裝置。
【背景技術】
[0002]隔離裝置或軸承隔離裝置通常被用于防止流體、固體和/或碎片進入軸承腔中，同時防止流體和/或固體從支撐體腔中排出。通常軸承隔離裝置阻止水和灰塵顆粒進入軸承腔以及阻止脂或油從軸承腔中滲出。
[0003]存在兩種通常使用類型的軸承保護裝置，其分別是:排斥或迷宮軸承隔離裝置和機械密封軸承隔離裝置。在本申請中描述的發明涉及前者即迷宮軸承式設計，其包括轉動部件和靜止部件，兩者具有逆相似的輪廓，從而能夠裝配在一起形成復雜的或曲折的路徑。
[0004]已經得知的是，當軸承腔在使用時，軸承腔內部的溫度升高至周圍環境的溫度以上。當這種情況發生時在軸承腔與環境之間形成壓力差，因此在軸承腔中存在更高的壓力。為了釋放該壓力可以使用靜態截止裝置，如在專利US20100219585A1中詳細描述的。
[0005]可以使用更簡單的O形密封圈與該發明的轉動部件和靜止部件接觸，使得O形圈位于兩個表面上從而當軸承未被使用時形成密封。當軸承被使用時O形圈動態地升高離開轉動部件的接觸表面從而形成可釋放壓力的路徑。
[0006]參考專利W02008155530A1和US3044787，其中描述了 O形密封圈被保持在傾斜角度面上從而在動態操作中在兩個表面之間形成微間隙。
[0007]以下方式是有利的，S卩，使用的所有軸承隔離裝置能夠在被組裝時其形成單件，從而減少干涉、損壞或部件丟失的可能性。實現上述方式的方法包括但不限于使用簧環或聚四氟乙烯環以形成互鎖部分。使用諸如簧環或聚四氟乙烯還的專門部件的方法往往較昂貴并且增加供應鏈的復雜性。還注意到聚四氟乙烯罩的公差對密封的性能具有影響，并且因為有簧環，有必要將其定位成相對靜止。
[0008]參考專利W02012075254，其中描述了包括能夠互鎖的定子和轉子的迷宮式軸承保護裝置。

【發明內容】

[0009]本發明涉及包括相對于殼體固定的靜止部件和相對于軸固定的轉動部件的裝置，靜止部件和轉動部件相對于彼此被軸向保持，其中，將轉子相對于定子相對彼此被軸向保持的手段是通過接觸面，使得定子和轉子之間的最小軸向距離是基本上恒定的，并且接觸環形面被設計成最初磨損至這種程度，從而在定子和轉子之間形成微間隙。使用優選環形的接觸面能夠利用各部件的接觸使各部件對準從而保證各部件被準確定位。可以具有易損部分或尖端的接觸表面保證了部件之間的準確對準，因為環形表面可以使用足夠的力定位從而保證其處于適當位置，而不存在不對準或由于施力過大的危險。當裝置隨后被第一次操作時，表面或尖端被磨損掉并且形成間隙以允許各部件自由轉動。該對準輔助在各部件以平行表面布置的情況下是尤其有利的，因為非平行定位的危險被降低。
[0010]具有易損表面的部件可以通過比與其接觸的表面軟的材料形成，從而保證其在轉動時被磨損掉。或者，易損表面可以包括施加至部件部分的表面涂層，使得部件可以包括與在工作中通過磨損容易地除去的易損表面相同的材料。
[0011 ]更加優選地，接觸環形面被設計成在初始階段磨損至這種程度，從而在定子和轉子之間形成微間隙。磨損表面一方面幫助形成內部間隙并且另一方面更好地防止流體和/或固體進入。
[0012]本發明可擴展至用于控制流體流動的隔離裝置，其中，隔離裝置包括相對于殼體固定的靜止部件和相對于軸固定的轉動部件，靜止部件和轉動部件相對于彼此被軸向保持，其中，提供環形密封件，該環形密封件具有與靜止部件和轉動部件均接觸的第一部分以及與靜止部件和轉動部件兩者或者其中一者接觸的第二部分，其中，靜止部件和轉動部件的輪廓被構造成在其之間形成流動路徑，并且該流動路徑具有至少一個減緩通過其中的流體的流動的特征。使用減緩通過流動路徑的流動的至少一個特征允許增加過濾機構以減小潛在的有害固體和/或流體通過系統進入的風險。流動路徑可以包括彎曲部、角部、弧曲部、隔擋部、突出部、漸縮部、過濾器和/或其他諸如曲折形狀的部件。
[0013]環形密封件從第一位置移動至第二位置的能力提供了壓力釋放系統，同時轉動部件相對于靜止部件旋轉。
[0014]根據本發明設置的軸承隔離裝置用于阻止靜止件與旋轉件之間的流體流動，其中該靜止件在此指殼體，旋轉件在此指軸，其中包含在密封靜止部件，該密封靜止部件在此指定子，該密封靜止部件相對于殼體固定使其可作為第一密封件，還包含轉動部件，在此指轉子，該轉動部件相對于軸固定使其可作為第二密封件，第三環形密封件在軸處于固定不動的情況下且在第二狀態下可以與定子和轉子均接觸，而在軸運動時，其在與定子和轉子兩者或其中一者接觸的非永久性狀態下，還包括用于確保定子和轉子彼此被軸向保持的機構，并且所述定子和轉子的輪廓使得在其各自的輪廓之間形成曲折路徑，從而幫助排斥或排出流體和/固體，定子和轉子的輪廓具有的直徑等于或小于與之相對布置的部件的軸向容納直徑。
[0015]有利地，第一部件的輪廓具有環形凹部并且另一部件的輪廓具有環形突出部，其中另一部件的突出部被接納在第一部件的凹部內以形成流動路徑的一部分。
[0016]優選地，突出部基本上位于第一部件的一個邊緣處并且形成被接收在另一部件的相應的凹邊緣內，從而形成懸置。
[0017]優選地，定子的最外部分的直徑等于或小于轉子的最大直徑。更優選地，定子的最外部分的直徑小于轉子的最大直徑。這種設計有助于增強密封的迷宮輪廓，從而降低潛在有害的流體和/或固體的速度并阻止其進入。靜止部件的最外部分的輪廓具有定子與轉子之間的單元化裝置。靜止部件的最外部分可以包括唇部并且轉動部件可以包括相應的凹部。
[0018]優選地，定子的最外部分輪廓具有定子和轉子之間的單元化裝置。更優選地，單元化使得在安裝過程中轉子不會與定子發生干涉。這種單元化能夠節省組裝成本并且將丟失或損害部件的可能性降至最低。
[0019]優選地，轉子的形成最大直徑的輪廓使得緊鄰的定子上的輪廓部分在其最低點處的直徑較小。更加優選地，鄰近的表面成角度以形成相對于迷宮的正常路徑的偏斜面，使得通過迷宮進入的路徑偏斜從而進一步降低有害流體和/或固體的速度并且提供自身自存的隔離。
[0020]優選地，將轉子相對于定子軸向保持的手段是通過接觸環形面使得所有的內部間隙均被設置成在安裝時被設定。
[0021]優選地，通過一個或多個同心地突出的輪廓形成曲折路徑。更有利地，多個突出輪廓直徑上的同心度較低使得其可被稱為是交錯的。如此形成的輪廓形成更不易使流體和/或固體通過其進入的路徑。
[0022]優選地，由干涉部分形成的曲折路徑在輪廓中包括一個或多個環形槽。環形槽有助于阻止進入。
[0023]優選地，定子的最低重力點具有向內突出的空隙，從而能夠除去進入的流體和/或固體。更加優選地，向內突出的空隙能夠將已進入的流體和/或固體從位于環形密封件之前的所有內部空腔中排出。突出空隙或切口因此能夠在流體和/或固體進入密封空腔之前將其除去。
[0024]優選地，第三密封件或環形O型圈位于轉子上使得當軸轉動時該O形圈被連續地驅動至升高的狀態。更加優選地，O形圈處于小量的拉伸使其牢固地安置于轉子和定子的密封面上。
【附圖說明】
[0025]圖1是根據本發明的軸承隔離裝置的第一實施例的橫截面圖；
[0026]圖2是圖1的系統的一部分的放大視圖；
[0027]圖3是單元化特征的實施例；
[0028I圖4是單元化特征的又一實施例；
[0029]圖5是單元化特征的另一實施例；
[0030]圖6是根據本發明的軸承隔離裝置的第二實施例的橫截面圖；
[0031 ]圖7是圖6示出的實施例的更詳細的視圖；
[0032]圖8是根據本發明的懸置的靜止部件的另一實施例；
[0033]圖9是根據本發明的軸承隔離裝置的又一實施例的橫截面視圖；
[0034]圖10是圖9示出的實施例的更加詳細的視圖；
[0035]圖11是根據本發明的曲折路徑的不同實施例；
[0036]圖12是根據本發明的曲折路徑的又一實施例；
[0037]圖13是根據本發明的軸承隔離裝置的又一實施例的橫截面視圖；
[0038]圖14是圖13示出的密封環形件的實施例的更詳細的視圖；
[0039]圖15是根據本發明的密封環形件的實施例；
[0040]圖16是根據本發明的密封環形件的又一實施例；
[0041]圖17是根據本發明的密封環形件的另一實施例；
[0042]圖18是根據本發明的軸承隔離裝置的下部的橫截面視圖；
[0043 ]圖19是詳細示出排放口的圖18的下部的更詳細的視圖；和