[发明专利]轴密封装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有沿着轴线延伸的轴和定子的轴密封装置，其中在轴上设置有旋转的密封环并且在定子上设置有静态的密封环，其中旋转的密封环具有旋转的密封面并且静态的密封环具有静止的密封面，其中密封面设置成使得其在基本上径向的平面中密封地相对置，其中轴密封装置构成为无接触的气体密封装置，其中密封面中的至少一个具有非旋转对称的表面轮廓部。

背景技术

气体密封件对于构成为涡轮机的流体机械、尤其压缩机而言在压强较高的情况下由于相对小的泄漏是优选的密封形式。例如与常规的迷宫式密封件相比，干燥气体密封件的小一个数量级的泄漏实现相应的涡轮机的明显的效率上升。

相对于相对简单构成的迷宫式密封件，现代的干燥气体密封件在运行条件方面是相对高要求的。当根据高的处理质量而对这两个密封环之间的由干燥气体构成的滑动膜连续地用气体供应时，干燥气体密封件的可靠运行才是可行的。用于供应密封环之间的气体膜的气体必须一方面是充分干燥的并且另一方面也相对没有杂质。例如工艺气体压缩机的需要用于气体处理的辅助系统能够在其空间需求和投资成本方面完全地处于原本的压缩机的数量级中。

从DE 690 19 296 T2、DE 692 04 703 T2、DE 693 03 749 T2、US 5,222,743 A1和US 6,152,452 A1中分别已知轴密封装置，所述轴密封装置由于其功能依赖于密封气体的高的处理品质。

从关于DE 10 2012 214 276.2的检索中已经已知下述文献：DE 19 64 150 A、DE 202 16587 U1、US 2003/0209859 A1、US 6 341 782 B1、DE 17 75 596 A、DE2618682 A1、DE 38 39 106 A1、DE 29 28 504 A1、EP 1 275 864 A1，其同样涉及轴密封件。将气体密封件作为主题的这种轴密封件依赖于密封气体的高的处理品质并且通常与旋转方向关联。

发明内容

本发明基于下述目的：实现气体密封件的轴密封装置，所述轴密封装置需要关于密封气体的相对小的处理耗费。

对于根据本发明的解决方案提出：前面所述类型的轴密封装置附加地具有特征：表面轮廓部在所述密封面中包括凹部，其中所述凹部分别具有相对于其余的密封面的限界线，并且所述凹部的借助于所述限界线限定的底面具有连续的伸展，其中所述凹部在所述限界线上以深度0邻接所述其余的密封面。

根据本发明的轴密封装置表示下述设备：其包括也适合于转子的较高的旋转速度的轴密封件。属于此的例如是用于高速涡轮压缩机的干燥气体密封件。对于该使用目的不适合的例如是填料箱。干燥气体密封件由于这两个彼此对置设置的密封面的无接触性而获得用于高速的旋转速度的特别的适用性。当自特定的极限速度起在这两个相对置的密封面之间构成气体滑动膜时，才通常存在无接触性。权利要求内容确定了：一个密封环设置成静止的并且另一密封环设置用于旋转，而对于根据本发明的轴密封装置而言仅决定性的是：在静止的和旋转的密封环之间进行相对旋转。就此不要求绝对的运动状态或静止状态。尤其重要的是，表面轮廓部是这两个相对置的密封面中的至少一个。该表面轮廓部根据本发明通过有针对性地制造而引入密封表面中并且例如不是密封面在制造公差方面的波动性的结果。根据本发明的表面轮廓部此外是非旋转对称的，其中旋转对称的表面轮廓部通过本发明作为附加的特征没有被排除。特别地，本发明的一个有利的改进形式提出：这两个相对置的密封面中的至少一个、优选这两个相对置的密封面具有有针对性的旋转对称的凸形的形状。在此，凸形的形状优选表现为，使得在这两个密封面彼此在中间径向贴靠的情况下，径向的边缘区域的有针对性的裂口为大约1μm至10μm。优选地，裂口为1.5至3μm。

根据本发明的表面轮廓部的优点在于：——与现有技术不同——在表面轮廓部中不能够收集污物，所述污物尤其能够影响轴密封装置的”起动”特性，根据本发明的表面轮廓部能够：在运行中保持没有密封气体的污物，因为所述污物不能简单地堆积在根据本发明的几何轮廓上。表面轮廓部的或密封面的在现有技术中常见的相对尖锐的棱边或者非连续性引起小的涡流或者“死水”流，其有助于颗粒堆积在轮廓部或有助于其变脏。与此相应地，在常规的表面轮廓部几何形状中，必须将特别的耗费投入到处理密封气体中，所述耗费在根据本发明的几何形状的情况下能够显得显著更小，因为新型的轴密封装置由于其自清洁作用相对于污物是更容忍的。