[发明专利]可轴向移动并从外壳移出的轴的密封装置

说明书

本发明涉及一种按照专利权利要求1前序部分所述的用于一根可轴向移动并可从一个在工作介质压力作用下的外壳、高压管道或类似设备中移出的轴的密封装置。

由DE4001731A1已知这类密封装置。已知的这种密封装置的特点是，为了维修外部的密封装置，亦即更换在外部的那一组密封环，在压力作用下的外壳或类似设备的工作无须中断。然而对于外壳内部的密封装置而言情况有所不同。它们只能在停止工作的情况下才能更换。

除此之外，如同所有其他的一些传统的填料盒密封装置那样，已知的这种密封装置中，密封环也要从外部沿轴向预紧，预紧到能使外壳最里面的那些密封环也有足够的径向变形，以获得所要求的密封。这就意味着，轴向力的一大部分沿着密封装置的长度转化为不必要的大径向力。这种大的径向力导致外壳外部的那些密封环持久地变形。尤其是，沿着密封装置的全长在轴上作用了大的径向力，带来的后果是使轴比较难以活动。由此还不必要地增加了密封环的磨损。

这种已知的填料盒密封装置还有一个特点是结构长度比较大。因此，密封装置，尤其是密封装置的密封环，有受到附加负荷的危险，这种附加的负荷是由要加以密封的轴的弯曲或纵向折弯引起的。

还有，这种已知的结构在由于温度的影响使轴沿其长度具有改变了的不同的直径时，它没能采取措施保证即使在这种情况下也能有充分的密封。在轴作轴向移动时，这种改变了的直径引起各个密封环相应地改变径向负荷和径向变形，在长期使用后它们会导致不密封。

本发明的目的是提供一种开始所述类型的密封装置，在这种密封装置中，对外壳内部的以及对密封负主要责任的那些密封环单独预紧，从而可以显著降低沿轴向的外部预紧力，以及显著减小了此装置总的结构长度，与此同时不会损失所需要的密封效果。

按本发明的达到上述目的，将密封环从外壳内部通过一个由工作介质加载的压力传递件轴向预紧。采用这样的措施，使外壳内部的并因而是对轴向移动的轴的密封负主要责任的密封环，获得了一种单独的并取决于工作介质压力的轴向预紧。由于从外壳内部加载，这些在外壳内部的密封环在更大的程序径向变形，并在对轴的密封的重要的位置，亦即在最靠近有压力作用的外壳内腔的地方使轴有适当的密封。因此沿轴向在外部的密封装置部分其负荷明显减小。密封环沿轴向的外部预紧力因而也可减小。这同样也可缩短密封装置的结构长度，其结果是，在轴作轴向移动时，几乎不发生轴的弯曲或纵向折弯。因此，按本发明做到了使最强有力的密封在紧邻有压力的工作介质所在的地方。除此之外，使在外壳内部的那些密封环的轴向预紧力取决于负荷，亦即取决于在外壳内部工作介质压力的做法具有重要的意义。于是，密封不是根据要获得的最强密封而受不必要的高负荷，而仅按照工作需要来决定加载量。从而可以大大延长密封环的寿命。

按本发明设置的压力传递件最好包括一个被轴贯穿的滑动衬套，它通过膜板与外壳内侧流体密封地连接，尤其是焊接。因此形成了一个足够大的压力传递面。

按权利要求3和4的结构性设计可以满足压力传递的需要，亦即将工作介质的压力传递给被轴所贯通的滑动衬套上，并因而传递给外壳最内部的那些密封环。    

按权利要求5，压力传递件膜板的壁厚从滑动衬套起沿径向向外减小，尤其是连续减小。由此并结合按权利要求4所述之一个或多个环形波纹，可以做到在滑动衬套沿轴向移动时滑动衬套不受弯矩，也就是说，滑动衬套和膜板可以准确地沿轴向亦即平行于轴的纵向移动。按权利要求5所述之措施，导致压力传递件在滑动衬套和膜板之间的过渡区是一种刚性很强的结构。

按本发明密封装置的一种具体的实施例，压力传递件的滑动衬套穿过外壳插入装有密封环的环腔内，在滑动衬套的外端亦即插入环腔的那一端，设有一个沿径向向外凸出的并与环腔内端亦即底部共同工作的挡块，在形式上尤其是一个可通过螺纹拧在滑动衬套上的挡环。这个挡环限制了压力传递件的滑动衬套朝外壳内部方向的轴向移动。滑动衬套沿相反方向的轴向移动，则受到连接在滑动衬套上的，尤其是与膜板制成一体或单独装在滑动衬套外圆周上，并与外壳内侧共同工作的止挡的限制。

为了能更换轴的任意一个位置上的密封环，采取了一些按权利要求10至12所述之措施。与上述现有技术相反，在这里所有的亦即也包括外壳最内部的那些密封环，全部可以在运行过程中，在轴处于任意位置或任意工作状态下进行更换。这同样也适用于对密封装置从事其他的维护工作，例如更换隔件等。就这方面而言，按本发明的密封装置与迄今已知的现有技术相比，意味着取得了重大的进步。