专利名称：用于旋转轴的可调节的渗漏装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种用于控制流体通过旋转轴从贮存器渗漏的装置及方法，其中旋转轴延伸进入该贮存器。
背景技术：
在防止流体从一贮存器经过一延伸进入该贮存器的旋转轴发生渗漏的领域内存在各种密封件和密封方法。该领域中所使用的主要的方法是使用填充式轴封和机械式轴封。填充式轴封依靠形成于填塞材料和轴之间的密封，而机械式轴封依靠形成于抗磨损材料的密封表面和由轴延伸出的法兰所限定的一承接面之间的密封。填充式轴封的填塞材料被压缩于轴上，由此产生的摩擦力使旋转轴需要附加的能量，从而引起在轴上较大的磨损。机械式密封表面被加载弹簧力，或者被挤靠在承接表面，这同样也会引起密封表面的较大的磨损。另外，机械式轴封和填充式轴封也可采用从贮存器外侧经过轴流入贮存器的用于冷却、润滑的压缩流体，以阻止流体贮存器经过旋转轴从贮存器发生渗漏。润滑的方法的在机械方面可以是很复杂并且可能污染贮存器内部的流体。正常来讲，如果润滑停止，密封轴被卡，从而产生恶果。如果由于悬浮于流体的研磨剂和悬浊液或溶液中的物质的结晶、沉降或固化，密封表面已经被结合到承接表面，密封轴被卡也可发生于启动阶段。可以理解到的是，贮存器内部的腐蚀剂或研磨剂将增大现存密封件所突出的问题。在以前的PCT No.PCT/ZA00242号专利申请中，申请人描述了其密封表面挤靠于承接面的一机械式密封件，其中承接面即受上述问题的困扰。
发明内容
根据本发明的第一方面，设有用于控制流体通过一旋转轴从墙体的开口处渗漏的装置，该旋转轴延伸通过此开口，所述装置包括可调节地安装于墙体的第一可调节件，该调节件具有与一旋转工作表面相间隔的一通常静止的工作表面，该旋转工作表面和轴一同旋转，从而在固定、旋转工作表面之间限定一可调的渗漏间隙，以控制流体通过开口的渗漏。
该调节件可绕轴同轴地安装，其于轴向可调并具有一与一法兰的相应旋转工作表面相间隔的通常静止的工作表面，该法兰从该轴横向延伸，从而在固定的工作表面和相应的旋转工作表面之间限定一可调节的渗漏间隙；和一调节装置，其用于轴向调节调节件，从而调节可调节的渗漏间隙。
该墙体可以是可分离液体和气体介质的任何墙体。典型地，墙体可以是贮存器的墙体或者罩体的墙体，例如位于贮存器内部的一泵的罩体。
典型地，轴和可调节件的截面可以是圆形的。
调节装置可以是任何用于可调节件轴向位移的合适的装置。该调节装置可包括绕可调节件轴向安装的一夹具，该可调节件和夹具具有互补螺纹，这样，可调节件的旋转运动可引起其自身的轴向位移。调节装置可包括用于旋转调节件的任何机械利益装置。在一个实施例中，调节件可设有一同轴的环形齿轮和机械利益装置，该装置采用与环形齿轮相结合的蜗杆的形式。
调节装置可包括用于旋转地遮蔽蜗杆的一罩体。该罩体可被固定在夹具上。该蜗杆可一步在罩体内沿其轴进行轴向滑动，于是调节装置可包括用于阻碍或禁止蜗杆滑动运动的一阻碍装置，从而通过旋转蜗杆可操作性地旋转环形齿轮。阻碍装置可包括用于阻碍蜗杆在第一减小间隙方向上滑动以及在第二相对增大间隙方向上的滑动的锁定装置。对蜗杆在第一和第二调节方向上的滑动的阻碍作用可分别允许调节件的旋转，从而可分别调节地增大和减小调节件和法兰的工作表面之间的渗漏间隙。
或者，阻碍装置可包括一推动装置，该推动装置允许蜗杆在第二增大间隙方向上反向于该推动装置作滑动运动。选定调节件和夹具互补螺纹的螺距，从而当调节件受到第二增大间隙方向上的旋转力时，将引起调节件反向于阻碍装置的推动装置发生旋转运动，进而在增大间隙方向上发生轴向运动。
可以理解到的是，在调节件和法兰的工作表面粘合到一起的情况下，轴的旋转将对调节件施加一旋转力，使其反向于锁定装置的阻碍装置的推动装置发生旋转，从而引起调节件的轴向运动，进而使这些工作表面分离，以防止它们粘附在一起。一旦这些工作表面被推动分离，阻碍装置的推动装置会将调节件推动回到其被调整过的间隙位置。
在使用过程中，该装置将绕旋转轴安装，该旋转轴延伸进入一个贮存器并具有一由其自身横向延伸的法兰。安装该装置使得可调节件的通常固定的工作表面和法兰的旋转工作表面在极靠近的位置彼此轴向相对。于是，轴向调节该调节件直到渗漏间隙能够得到所希望得到的从贮存器流出的流体的漏失率。
该装置可包括类似于第一调节件的第二调节件。
第二调节件可绕该轴同轴地安装，调节件也是轴向可调并且具有一通常固定的工作表面，该工作表面与一相应的由轴横向延伸的法兰的旋转工作表面相对地间隔，从而可在第二调节件的工作表面和法兰的对应表面之间限定第二可调节渗漏间隙，因此，用于轴向调节第二调节件的一调节装置可调节第二可调节渗漏间隙。第二调节件可被同轴地螺纹连接地容装于第一调节件的内部，从而用于轴向调节第二调节件的调节装置可类似于用于第一调节件的调节装置，使得第一和第二调节件的工作表面共同作用以限定第一外部可调节渗漏间隙和第二内部可调节渗漏间隙。可以理解到的是，第二调节件可保护轴免于不适当地暴露于所渗漏的流体中。
本领域的技术人员可以理解的是，除了轴向力之外，其他作为引起轴抖动的已知的作用于旋转轴的力可引起轴及其法兰发生横向运动。为了适应来自法兰的旋转表面以及第一和/或第二调节件的通常为静止的旋转表面的任何非轴向运动的移动，并且为了确保一恒定的漏失率，第一和/或第二调节件可设置在工作面和环形齿轮之间延伸的通用类型的连接件。
一通用类型的连接件可被理解成为两个零件的一个联接器，该联接器可适应一个零件或两个零件在轴线和不在轴线上的运动，并且将旋转能量从一个零件转移到另一个零件。
该装置可进一步包括在第一调节件和墙体之间的一个密封件。该密封件可包括一外部环形零件和一内部环形零件，其中外部环形零件具有一朝向外侧的用于密封承接到该处的墙体或夹具的密封表面，而内部环形零件具有朝向内侧的用于密封承接可调节件的一相对表面的密封表面。外部零件的外径可大于内部零件的外径，内部零件的内径可小于外部零件的内径。于是，外部零件的内径小于内部零件的外径，并且这些零件可沿零件上相对的表面环状地毗邻。密封件进一步包括一用于将毗邻的表面密封地推动到一起的推动装置，同时又允许零件沿毗邻的表面彼此作相对运动。该推动装置可以为一个或者多个反作用于零件的具有螺纹的或者加载弹簧力的柱头螺栓。外部零件的朝向外部的表面可限定用于定位一O形圈的一环形槽，而内部零件的朝向内部的表面也可限定用于定为一O形圈的一环形槽。可以理解的是，此种被构造成可适应轴抖动运动的密封件可被用于已知的机械式密封，因此形成了本发明的第二个方面。
夹具可具有设于其内部上的一环形通道和其内所限定的用于收集和分配流体的一出口，其中所述流体由通过旋转轴从贮存器的墙体上的开口渗漏而出。可以理解的是，在使用中，由出口分配的流体速率与可调节的渗漏间隙的尺寸成比例，可相应地调节该间隙。
夹具也可具有设于其内部的入口，用于在需要的时候利用清洁流体冲刷轴、所述或每一调节件。
相对于它的工作表面的第二内部调节件的末端可被密封于旋转轴上，从而使得该装置形成用于容置收集到的流体的一个舱室，直到流体从舱室中流干。
该舱室也可使在工作工程中的装置的冲刷变得容易。
根据本发明的另一个方面，可提供一用于管理流体经过延伸进入贮存器的旋转轴从贮存器渗漏的方法，该方法包括一个将装置绕旋转轴安装的步骤，该装置限定如上所述的一可调节渗漏间隙。
下面将结合附图对本发明的实施例进行描述，其中
图1示出了根据本发明的装置的侧视图，其中该装置用于控制流体通过一旋转轴从墙体的开口渗漏；图2示出了该装置的立体分解图；图3示出了该装置的立体局部剖视主视图；和图4示出了该装置的立体局部剖视后视图。
具体实施例方式
现请参阅附图，根据本发明，用于控制流体通过一旋转轴从墙体的开口渗漏的装置均由附图标记10表示。
装置10可例如被用于控制水(在图1由中箭头12标记)通过旋转的水泵轴18从开口13处渗漏，该开口13设于一装水贮存器16的一墙体14上，旋转轴18在箭头19的方向上旋转并通过开口13延伸进入贮存器16。为清楚起见，旋转轴18未在图2至图4中示出。
装置10包括一个绕轴18同轴地被安装到墙体14上的第一可调节件20。该调节件20轴向可调并且具有一个通常静止的工作表面22，该工作表面22与一相应的法兰26的旋转工作表面24相间隔，法兰26由轴18横向延伸，从而在固定的工作表面22和相应的旋转工作表面24之间限定一可调节的渗漏间隙，以控制水12通过开口13的渗漏。
装置10进一步包括一均由附图标记28表示的用于轴向调节可调节件20的调节装置，以调节该可调节的渗漏间隙以及通过开口13的水的渗漏率。调节装置28包括一夹具30，其通过法兰32并绕可调节件20轴向密封地安装于墙体14上。法兰32通过螺栓33被螺栓连接于墙体14上。应当理解到的是，在本发明的其他实施例中，法兰26、夹具30和/或墙体14可被一体构成。可调节件20和夹具30分别具有互补的螺纹34和36，从而使得可调节件20的旋转运动引起其自身的轴向位移。调节装置28进一步包括一用于使可调节件20相对夹具30旋转的机械利益装置。在此实施例中，可调节件20设有一同轴的环形齿轮38，而机械利益装置为结合环形齿轮38的蜗杆40的形式。调节装置28还包括用于旋转地遮蔽蜗杆40的一罩体42。轴43轴向地延伸通过并且与蜗杆40相固定。罩体42借助两根螺栓44被固定于法兰32。蜗杆40在罩体42内沿其轴可作轴向滑动，并且调节装置28包括一个用于阻碍或者禁止蜗杆40滑动运动的阻碍装置，从而通过旋转蜗杆40使得环形齿轮38可被操作性地旋转。阻碍装置包括一个为螺母46形式的闭锁装置，其中该螺母46螺纹连接地容装于轴43的一个第一端部48，以阻碍蜗杆40在一个由箭头50表示的第一减小间隙调节方向的滑动运动。轴43可滑动地经过一个轴导向件52。该轴导向件52可被保持在具有一闭锁销54和螺母56装置的罩体42内的位置。阻碍装置进一步包括一为螺旋弹簧形式的推动装置58，该装置58允许蜗杆反向于其自身在一个第二增大间隙、由箭头60表示的方向上进行滑动运动。螺母59可被锁定于轴43的一个第二端部61。螺母46用于预紧弹簧58，然后借助锁固销63被锁定在轴43的第二末端61，其中锁固销63允许借助螺母59旋转轴43和蜗杆40，以调节可调节间隙。
第一50和第二60调节方向上的蜗杆40的滑动运动的阻碍允许可调节件20旋转，从而分别地可调节地减小可调节件20的工作表面22和法兰26的旋转工作表面24之间的渗漏间隙，以及可调节地增大该间隙。
选出可调节件20的互补螺纹的螺距和夹具30，从而当可调节件20受到第二增大间隙方向上的一旋转力(这将引起可调节件20反向于阻碍装置的推动装置58的旋转运动)时，可调节件20在增大间隙方向上将产生轴向运动。可以理解到的是，在可调节件20的工作表面22和法兰26的工作表面24相互粘贴的情况下，例如在泵的启动的瞬间，轴18的旋转将在可调节件20上施加一旋转力，以使其反向于推动装置58旋转，其中推动装置58可引起可调节件20的轴向运动，从而迫使工作面22和24分开，以避免工作表面彼此相互粘附。一旦工作表面22和24被迫使分开，没有旋转力被施加到可调节件20，或者被施加到可调节件20的旋转力不足，而推动装置58将会推动可调节件20回到其被调整好的间隙，或者工作位置。
装置10包括类似于第一可调节件20的一个第二可调节件62。第二可调节件62绕轴18同轴地被安装，并且可被轴向调节，该第二可调节件62具有一通常固定的工作表面64，该工作表面64与法兰26的一相应的旋转工作表面24相对地隔开，法兰26由轴18横向地延伸，从而在第二可调节件62的工作表面64和法兰的相应的表面24之间限定第二可调节渗漏间隙。装置10还包括用于轴向调节第二可调节件62的一个调节装置28(类似于用于第一可调节件20的调节装置)，从而调节第二可调节的渗漏间隙，并且相同的附图标记表示相同的零件。第二可调节件62可轴向地螺纹连接地容装于第一可调节件20的内部，即以类似于第一可调节件20被接收于夹具30内部的方式，这样，用于轴向调节第二可调节件62的调节装置28可以类似于用于第一调节件20的调节装置28，从而第一可调节件20的工作表面22和第二可调节件62的工作表面64相互配合以限定一个第一外部可调节的渗漏间隙和一个第二内部可调节的渗漏间隙。
除了轴向力，还有已知的可引起轴抖动、作用于一旋转轴的力可引起轴及其法兰的横向运动和/或震动。为了适应来自法兰26的旋转表面24以及第一和/或第二可调节件20和62的工作表面22和64(通常为固定的)任何非轴向运动的传递，并且为了确保一恒定的渗漏率，第一和/或第二可调节件20和62分别设有一通用型的连接件68和70，该连接件68和70在每个工作表面22和64与其相应的环形齿轮38和66之间延伸。每个组件68和70包括两个相面对的旋转零件72和74(用于第一、外部的可调节件)以及76和78(用于第二、内部的可调节件)，这些旋转零件以相对于彼此的正确的角度被安装到各自的安装环80和82或者其上方。每个连接件68和70的一个旋转件72和76分别被连接到一对应的环形84和86上，每个环形具有其相应的工作表面22和64。两个O形圈88可在零件76和78各自的内表面上密封环形86的外表面，以减小轴18暴露于所渗漏的水中概率。
装置10进一步包括设于第一可调节件20和夹具30之间的均由附图标记90表示的密封件，该密封件90依次密封地安装于墙体14上。密封件90包括一外部环件92以及一内部环件96，其中外部环件92具有朝向外部的可密封地承接夹具30的一相对表面的密封表面94，而内部环件96具有朝向内部的可承接可调节件20的旋转件72的一相对表面的密封表面98。外部件92的朝向外部的表面94设有用于定位O形圈100的一个环槽，而内部件96的朝向内部的表面设有用于定位O形圈102的另一环槽。外部件92的外径大于内部件96的外径，而内部件96的内径小于外部件92的内径。那么，外部件92的内径小于内部件96的外径，且内部、外部件92和96环状地沿它们相对的表面相毗邻。密封件90进一步包括为螺纹柱头螺栓104形式的一推动装置，其中柱头螺栓104容装于夹具30内的设有螺纹的缝隙中，所述推动装置用于密封地将毗邻的表面推动到一起，同时也允许零件92和94沿彼此相对的毗邻的表面运动。环形件105可保持零件92和96的位置，所述环形件105的外部适配于邻接于外部的夹具的内表面内所设置的槽的内侧。可以理解到的是，密封件90被配置用来包容轴的抖动运动和/或震动。
夹具30具有一环状通道106和设于其内的一出口108，以收集并分配通过开口13从贮存器16渗漏出的所有水，其中开口13设置在箭头12表示的旋转轴之上的墙体14上。可以理解到的是，在使用过程中，从出口108分配的水的速率与可调节渗漏间隙的尺寸成比例，并且所述间隙可被相应地调节。
夹具也包括设于其内的一入口110，用于在需要时利用清洁流体来冲刷通道106、可调节件20和62以及其他零件。
权利要求
1.一种用于控制流体通过旋转轴从墙体上的开口处渗漏的装置，旋转轴延伸通过该开口，其特征在于，该装置包括一个可调节地安装于墙体的第一调节件，该调节件具有一与旋转工作表面相间隔的通常固定的工作表面，旋转工作面随轴旋转，从而在固定的和旋转的工作表面之间限定一可调节的渗漏间隙，以控制流体通过开口的渗漏。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，调节件可同轴地绕轴安装而且轴向可调，且其工作表面与一法兰的相应旋转工作表面相间隔，其中该法兰由轴横向延伸，该装置包括一个用于轴向调节该调节件因而调节可调节的渗漏间隙的调节装置。
3.如权利要求2所述的装置，其特征在于，调节装置包括一可绕调节件同轴安装的夹具，该调节件和夹具具有互补螺纹，从而使得调节件的旋转运动引起其自身的轴向位移。
4.如权利要求3所述的装置，其特征在于，调节装置包括用于旋转调节件的任何机械利益装置。
5.如权利要求4所述的装置，其特征在于，调节件设有一与轴同轴的环形齿轮，其中机械利益装置采用与环形齿轮结合的蜗杆的形式。
6.如权利要求5所述的装置，其特征在于，调节装置包括一用于旋转地及轴向地滑动地遮蔽该蜗杆的罩体，该罩体被固定在夹具上。
7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，调节装置包括一用于阻碍或禁止罩体内的蜗杆的滑动运动的阻碍装置，从而可通过旋转蜗杆来操作性地旋转环形齿轮。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于，阻碍装置包括一锁定装置，以防止蜗杆在第一减小间隙的调节方向上和第二相对增大间隙的方向上的滑动。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，阻碍装置包括一锁定装置和一推动装置，其中锁定装置用于防止蜗杆在第一减小间隙的调节方向上的滑动，而推动装置允许蜗杆在第二增大间隙的调节方向上反向于推动装置的滑动。
10.如权利要求2至9之一所述的装置，其特征在于，该装置包括轴向容装于绕轴的第一调节件的内部的第二调节件，第二调节件轴向可调且具有一通常静止的工作表面，该表面与一由轴横向延伸的法兰的相应旋转工作表面相对地间隔，从而在第二调节件的工作表面和法兰的相应表面之间限定一第二可调节渗漏间隙。
11.如权利要求10所述的装置，其特征在于，第二可调节件螺纹连接地容装于第一可调节件的内侧。
12.如权利要求10或11所述的装置，其特征在于，该装置包括用于轴向调节第二调节件从而调节第二可调节的渗漏间隙的一调节装置。
13.如权利要求1至12之一所述的装置，其特征在于，第一和/或第二可调节件设有一通用类型的连接件。
14.如权利要求1至13之一所述的装置，其特征在于，该装置包括一个在第一可调节件和墙体之间的密封件，该密封件包括一外部环形零件和一内部环形零件，其中外部环形零件具有朝向外部的密封表面，该密封表面密封地承接到该处的墙体或夹具的一相对表面，而内部环形零件与外部环形零件轴向对齐，并且具有一朝向内部的可密封地承接一相对的表面的密封表面。
15.如权利要求14所述的装置，其特征在于，该密封件包括一用于将环形零件毗邻的表面推动到一起的推动装置，同时允许零件沿毗邻的表面彼此相对运动。
16.如权利要求3至15之一所述的装置，其特征在于，夹具具有一个设于其内的一内部环形通道以及由该通道导出的一出口，以收集和分配通过旋转轴上的墙体的开口渗漏的任何流体。
17.如权利要求3至16之一所述的装置，其特征在于，夹具设有设于其内的一入口。
18.一种用于在一朝向外的环形内表面和一朝向内的环形外表面之间密封的密封件，其包括一外部环形零件和一内部环形零件，其中外部环形零件具有一可密封地承接内表面的朝向外的密封表面，而内部环形零件通常与外部环形零件轴向地对齐并具有朝向内的密封表面，该密封表面可密封地承接内表面。
19.如权利要求18所述的密封件，其特征在于，该密封件包括一推动装置，用于将环形零件的毗邻的表面密封地推动到一起，同时允许这些零件沿毗邻的表面作彼此相对的运动。
20.一种用于控制流体通过旋转轴从墙体上的开口处渗漏的装置，其特征在于，该旋转轴通过该开口延伸，其实质如此处参照附图所描述。
21.一密封件，其实质如此处参照附图所描述。
全文摘要
一个用于控制流体通过一个旋转轴(18)从墙体(14)的开口(13)处渗漏的装置(10)，其中旋转轴延伸通过上述的开口。该装置包括一可调节地安装于墙体上的可调节件(20)，该可调节件具有一与旋转工作表面(24)间隔的通常静止的工作表面(22)，该旋转工作表面可随轴旋转，从而在固定的和旋转的工作表面之间限定一可调节的渗漏间隙，以控制流体通过开口的渗漏。
文档编号F16J15/36GK1617991SQ02827928
公开日2005年5月18日 申请日期2002年2月7日 优先权日2002年2月7日
发明者安德鲁·赖特, 马蒂纳斯·约翰内斯·奥珀曼 申请人:安德鲁·赖特