专利名称：剖分式机械面密封的制作方法
这是1991年12月10日提出的编号NO.07/805，470的共同未决申请的部分继续申请，而编号NO.07/805，470则是1990年5月25日提出的编号NO.07/529，280，现美国专利NO.5，114，163的继续申请。
本发明是它的部分继续申请，相关的美国专利NO.5，114，163，包括一种应用于图8所示场合的实施例，其中工作装置，例如泵或者透平的轴受到比正常条件下所期望的更大的轴向移动量。该实施例的设计中采用推力轴承来移动一个静止不转动的剖分式座架，与轴的轴向运动相配合。涉及图8实施例的那部分说明以及美国专利NO.5，114，163的其他相关部分包括在本文适当地方的参考资料里。
在美国母专利NO.5，114，163中引证的图8实施例，一般来说是能承受小量的轴向位移的，大约是1/2到1英寸的范围。但是，任何比这些更大的轴向位移就会由于箱体被剖分的轴承托架的妨碍而受阻。托架只有有限的轴向自由度，否则布置在剖分托架件与箱体之间的O形圈形成的密封就会失效。再不然剖分托架的径向伸出的肩部分将撞到箱体径向外伸的壁上。
因此，需要的是一种剖分式机械面密封，能承受更大比例的轴向位移，大到6英寸，而且不会失去剖分密封元件的密封特性。
因此，这里所揭示的是一种剖分式机械面密封，能提供箱体与能在箱体内相对转动的轴之间的流体密封，具有相邻的，刚性的，环状的主环与相配环，这些环由许多弓形环段所形成，每个环段确定基本上是径向的相对的密封面。联接与保持各个环的环段的装置，其与各个环的其他环段成刚性的联结，这样由环所限定的各个相对的密封面是平滑的表面，在它的整个周边上没有不连续的地方，这种联接与保持装置还有用于主环的弹性剖分装置和用于相配环的弹性剖分装置，各个弹性剖分装置定位并支托着它的相关环，和轴且和其他环基本上是在同轴线的关系中，因而每个环的密封面与其它环的密封面是在相对而且相向着的关系中，所述主环的弹性剖分装置刚性地支承着主环不使之轴向与径向运动，所述相配环的弹性剖分装置非刚性地支承着相配环，而且把相配环在轴向向主环偏压;为相配环的剖分式托架装置和为主环的剖分式托架装置，各个把各自的弹性剖分装置圆周地联接到它的相关的环上，基本上成同心的关系，各个剖分式托架装置含有一对半圆托架件，可以解脱地互相联接着，而当处于联接状态中时，把至少每个各自的弹性剖分装置的一部分在相关的分段环上，密封地接触并压紧到一定程度;而密封还有一个剖分的相对定位装置，用来保持剖分的相配环托架装置相对于剖分的主环托架装置的位置，使在轴转动时这位置保持基本相同的相对轴向位置，和主环托架装置与相配环托架装置之间的相对转动无关，也和轴相对于箱体的暂时的大轴向位移无关。
图1示意地并部分地表示出用填料密封的通常的泵的剖面图;
图2表示利用带有填料函箱体的通常的机械面密封的结构横截面图，其中已去掉了填料。
图3表示利用带有填料函箱体的已知的分离密封结构的横截面图，其中已去掉了填料。
图4A表示利用带有填料函箱体的分离式密封的横截面图，其中已去掉了填料。
图4B表示分离密封盖板的立侧视图。
图4C表示配合密封元件的详细的横截面图。
图5A表示图4A的环状密封元件两端部之间连接的详细图。
图5B表示准备用于分离的环状密封环的背后视5C表示一个保持架的两半的连接细节的剖视5D表示压力传动装置的横截面的细节图。
图6和图7示意性地说明了当轴和填料函箱体之间不同轴期间的补偿特征。
图8表示利用止推轴承的一个替换实施例。
图9表示在分离密封中具有平衡密封配置的另一替换实施例。
图10表明按照本发明的一种实施例。
图11表明本发明的另一种实施例。
图12是本发明的再一实施例。
图10中包括有一些和图8所说明并图示的共有的元件，相同的元件用同样的标号标明，相似但并不相同的元件则以相似的标号但带不同百位数字首标明。例如，图10实施例中密封元件或称压环74实质上和压环74(图4A，4C)是相同的。反之，相似的密封盖板282(图10)和密封盖板182(图8)并不相同，因此百位数字首不同。
图10实施例的剖分密封元件，具体地指主环组件104的密封元件及相配环组件80的密封元件，实质上和图4A，4C，5B，及5C中所示的相应元件是相同的。图10中环组件80，104装到轴16的结构与步骤和图4A及8实施例的环组件80，104的相应安装结构与步骤是相同的。环组件80，104及压环74的结构及安装步骤的详细说明可以参考美国专利NO.5，114，163中相应部分。
剖分式密封盖板282也可以与密封盖板82相同，但所示的外径较小，以适应与密封盖板282相邻的那些元件的较小的直径。在其他方面，与密封盖板182装到过渡环178上(图8)一样，密封盖板282是用若干个螺钉(未示出)装到一过渡环278上，盖板282的内直径边在压环74上有足够的重叠，使密封凸缘72紧压在过渡环278上，保持密封的完善可靠。
图10实施例与图8实施例的重大区别是不用推力轴承。根据本发明在轴16与过渡环278之间轴向相对不能移动而保持定常的相对位置的装置，将在下面解释。当轴16转动时，过渡环278与轴一起相对于箱体24可以轴向移动。
过渡环278有一对剖分的半圆形元件，用螺栓283，284联接成一体，和过渡环182用螺钉(未示出)联接的方式一样，这些螺钉插入对应的孔并拧紧，得到单一的，整体的环状过渡环。在过渡环278内径孔壁上开有环形槽280以容纳衬圈277。过渡环278内径尺寸比轴16的直径大，因此装配好之后，过渡环278和轴16并不进入接触状态。过渡环278的外直径是平直的，呈圆柱形，轴向中心线和轴16的中心线重合。外径圆柱表面上开有环形槽290供放O形圈288之用。O形圈使过渡环278与一内直径表面之间密封，如同槽190及O形圈188(图8)所提供的密封作用一样，这在下面将要解释。过渡环278外径的圆柱形有助于它能在孔的内径轴向表面内基本上无阻碍地轴向运动。
过渡环278圆周上均布有若干个、最好是四个轴向延伸的螺孔285。螺孔285必须布置在密封圈组件80，104的径向向外方向，为可能拧入螺孔285的其他元件留出足够的空间。密封盖板282上也要有对应于螺孔285的缺口或孔287并为把下面将解释的、拧入螺孔285的那些元件留出空间。
环形槽280基本上围着衬圈277。衬圈277被槽280压缩在轴16上。象销281那样的一个或几个销插入槽280侧壁上径向分布的及衬圈277的壁上径向分布的对应的孔中，在轴转动时，使衬圈277相对于过渡环278保持静止。轴在衬圈277的内侧直径内转动，衬圈则由环状槽280的两侧壁和销281固定在适当位置上。衬圈277可以具有坚固但有柔性的材料，相对轴16的外直径表面有滑动的可能。衬圈用聚四氟乙烯(Teflon)做成，是种dupont出的材料，能提供所需要的特性。
衬圈277的功能不是在环状槽内密封，而是对箱体24内工作液体中可能含有的杂质或其它碎屑提供局部的屏蔽。正常状态下，衬圈277应该阻止杂质进入邻近密封圈的空间。这些杂质可能使密封圈组件80，106的元件损坏。
图8实施例表明过渡环178是直接密封于箱体24或填料函壁上，实施例图10也可以直接密封到箱体24上。但最好还是有一个辅助的静止环状过渡套210，此套可以剖分为两个分开的半圆环，用螺栓(未示出)以其他剖分的刚性半圆形件联接的方式加以联接。过渡套210装配之后有一圆柱形筒状延伸部分212，它的外径和箱体24的填料函壁内径相配合。环状槽214是装设使过渡套210对箱体24的壁密封的O形圈216用的。
过渡套210上径向外伸的环状法兰220有一径向外伸的壁，它平行于并紧靠着箱体24径向外伸的壁。法兰上有若干个，最好是四个通孔222，允许插入像螺栓263那样的若干个螺栓。螺栓263拧入箱体24壁上的螺孔66，很象图4A所示的实施例中一样。
螺栓263把过渡套210定位在箱体24上，而静止的过渡套210的内径提供光滑的圆柱面，允许过渡环278在轴16与过渡套210之间的环状空间里轴向运动。同时，弹性材料做的O形圈290有一洁净光滑的表面，靠着上述表面实现密封。这样洁净光滑的表面在填料函的内径壁上，由于长年在密封材料中工作而受到锈蚀，所以不是总能得到的。象上面说明的，刚柔兼具的衬圈277能沿着轴16的表面轴向滑动，同时保持与轴16间的密封。
和图8实施例不同。图8实施例是采用推力环(176)作为一种机件来保持相配的环组件80在所需要的相对于轴的轴向位置上。象本发明所设想的一种独特的保持相对轴向位置的机件是以把过渡环278联接到轴承组件座240来提供的。轴承组件座240中装着一组轴承242。轴承242装在轴16上，允许轴在座240内转动。
轴承座过渡套244，最好也是剖分的，是用来以若干个螺栓248插入孔246那样的若干个孔直接安装到轴承座240上。每个螺栓248拧入轴承座240上对应的螺孔250。因而轴承座过渡套244相对于轴承座240，也相对于轴16在旋转上及在轴向上均是固定的。
轴承座过渡套244有径向伸展的法兰252。法兰252上也有若干个孔254。孔254的数目与分布和过渡环278上分布的螺孔285相同并相对应。孔254一般是在相对于轴中心线与螺孔285相同的径向距离上，也是轴向伸展的，因此装配后对应的螺孔285与孔254有重合的中心线。
在每一对对应的螺孔285与孔254间的空间有螺杆256。螺杆256的一端有对应于螺孔285上螺纹的螺纹，而每个螺杆256拧入螺孔285。杆256在另一端有一较小直径的部分258可以穿过孔254。258的端部也有螺纹。在穿过孔254后，每个杆256用具有相对应的螺纹的螺母260装到轴承座过渡套244的径向法兰252上。拧紧螺母260可以有效地把过渡环278刚性地联接到轴承座240上。这样，杆256使过渡环278及相配的环组件80连同轴承座240与轴16一起轴向移动，尽管这些元件并不一起转动。
因为主环组件104联接到轴16上，它必须一起旋转并一起轴向移动。因而，环组件104的轴向运动和联接到轴的环组件80的轴向运动一致，而它们之间的相对间隔得以保持，由于压环74而使密封面彼此之间保持接触，通过轴的大得多的轴向运动提供密封作用。这种密封作用，只要O形圈290和静止的辅助过渡套212的内径壁保持接触，就能保持有效。
图10实施例中通过使密封组件80与104和轴16一起轴向移动来保持密封作用，另两种图11和图12所示的实施例则采用相反的原理，使密封组件保持静止，同时允许轴16在安装密封组件所围绕的环形空间里无阻碍地轴向运动。另外，在说明图11与图12实施例时，那些与图4A中的元件基本上相同的元件将以同一编号标记，而相似或相象的元件则以在百位数上带不同字首的编号来标记。
图11表示一种和图4A实施例中相同的相配环80与压环74的实施例;密封面的结构可以在母申请的图9所示实施例中找到。一般以304标记的主环组件也有一个和图9实施例中的主环相似的主环306。在其它方面有差别，这些不同的元件将以带300系列第一字首的编号来标记。
压环74有类似地分布的凸缘72，此凸缘被密封盖板382压紧并卡住。密封盖板382与密封盖板282(图10)相同，并由均布在密封盖板382圆周上的多个螺钉361(未示出)固定。
凸缘72被卡紧在静止的过渡套378上，而过渡套378本身则通过穿过过渡套378的径向延伸的法兰320上的孔322，然后拧入箱体24上螺孔66的螺栓363直接联到箱体24上。螺栓383把过渡套378的半圆形的两半按过渡套278的方式联接起来。
径向延伸的法兰320具有一径向延伸的壁371紧靠着箱体24的径向外伸的壁。过渡套378的套体也有一轴向延伸的圆柱面沿着箱体24的填料函内径轴向伸展的壁，如图所示。适当的螺孔为螺栓383提供联接的装置，把过渡套378的两半联成一体，这类似于其他刚性的剖分元件。法兰320径向延伸的壁371上的环槽388中安放O形圈390并在过渡套378与箱体24之间形成密封。
如前所述，过渡套378还包括为接纳螺栓361的孔385。螺栓361拧住密封盖板382，进而把压环74的凸缘72压紧在过渡套378上。
在过渡套378的内径壁上有环形槽380，用来安放坚固但有弹性的衬圈377，用销381防止衬圈377的转动与轴向运动。衬圈377有过滤的功能，以防止工作流体中大的杂质进入邻近密封圈元件的空间，和衬圈277(图10)的功能相似。
在过渡套378的法兰320与每个螺栓363的凹头之间是可选择的隔圈330与环状带法兰的保持件362，螺栓363穿过隔圈330上和保持件362的一个法兰部分364上的对应的孔。
另一法兰部分366也有一个孔368，螺栓340穿过此孔。轴承组件342装在螺栓340的一端。螺栓340的另一端有螺纹。螺母344拧紧在螺栓340上使螺栓340与轴承组件342保持在法兰部分366的位置上。也可以这样选择，在螺栓340插入之前，挡板346可以安排在法兰部分366周围。挡板346上有许多孔对应着保持件法兰部分366的孔338，因而螺栓340要穿过孔338与368两者才能完成。拧在螺栓340上的第二螺母350拧紧并保持挡板346在密封圈组件80，304之上，以及轴承组件342之上。挡板346保护密封区不受杂质及其他不需要的碎屑的污染，这些杂质或碎屑从箱外可能进入密封区。
轴承组件342布置在托架326的两个径向伸出的环状壁354之间。布置在壁354内的轴承组件342的功能是在轴16转动并同时在轴向移动的时候防止托架326的轴向运动，这将在下面解释。
和剖分式密封的所有刚性元件一样，托架326含有两个半圆剖分件，用螺栓355拧入相对的剖分件的相应螺孔中来联成一体，如在美国专利NO.5，114，163中解释的那样。
托架件326也和托架126(图4A，8及9)不一样，不同之点在于托架326(图11)在密封装配之后并不和轴16有接触。相应地，限制带法兰支架140(图4A)的底座也一起省略了。同样，密封元件112的轴密封部分120(图4A)也被略去，因而相应的托架底座341和密封元件312被截短且布置成从轴16径向向外，因此在主密封环组件304与轴16之间留下一环状空间，允许轴16相对于主环组件304能自由轴向运动。
但是，主密封环组件304当轴转动时和轴16一起转动。托架326里的环状台阶凹座370布置成底座341径向向外，在轴16与凹座370之间形成一环状空间。凹座有一第2台阶372使轴便于拆卸，这在后面将加以解释。
在第一台阶凹座370所提供的环状空间里布置有驱动轴套390、驱动轴套390有一和轴16的直径大致相等的内直径面。内直径面上有环形槽391，槽中布置有O形圈392用来在驱动轴套390与轴16之间实现密封。外直径面和台阶凹座370的内直径表面大致相等，且有一第二环状槽393，其中布置有O形圈394，用来在驱动轴套390的外直径面与台阶凹座370之间实现密封。
驱动轴套390上有几个等距分布的径向伸展的螺纹槽395。定位螺钉396拧入螺纹槽395中，顶在轴16表面上，把驱动员套390紧定在轴16上。当然，驱动轴套是由两半圆组成，用螺栓(未示出)联成一体，和所有其他刚性的剖分元件一样。
在密封运转中，当轴16转动时，驱动轴套390和轴一起转动。O形圈394与托架326的台阶凹座370的阶梯内径表面之间的摩擦力使托架326和轴以及驱动轴套一起转动。
为了更好地确保协同动作，最好用一种刚性驱动装置和O形圈394的摩擦结合联合使用。刚性驱动装置具有一或多个像驱动销399那样的销。这些销用螺纹或其适当的方式装到驱动轴套390的肩上。驱动销399径向向着托架326外伸并与第2台阶凹座372内径表面上切出的轴向延伸的纵向槽397相配合。槽397的宽度应能允许驱动销399在槽内轴向移动。但销399的任何转动都将使销399和槽397的侧壁接触，使托架326随着轴16转动。这样，当托架326被迫和驱动轴套390和轴16一起转动时，另一方面驱动轴套390与轴16相对于托架326的相对轴向运动易于完成。轴承组件342允许托架326随轴16旋转，但不允许托架相对于箱体24及其他静止的密封元件作相对轴向运动。
第一凹座台阶370的轴向长度最好要足以满足在轴转动且操作装置运行时轴16所期望的最大轴向移动量的要求，第二凹座台阶372为维护修理装置的元件，例如叶轮，提供一种快速而方便的装置来轴向移动轴。要实现这一点，轴到装置，例如到轴承(未示出)的联接首先要断开，然后把轴轴向向右移动，如图11中所示。当O形圈394到达台阶372，驱动轴套390及轴16就能更自由地移动，因为O形圈394与台阶370间的摩擦力不再妨碍轴的轴向运动。如前所述，衬圈377只有小的摩擦力，因为构成衬圈377的材料及其柔性，允许轴16相对衬圈377很容易滑移。
装置的元件修好之后，轴16重新滑入位置。这过程由于凹座托架326的两个台阶370，372之间的截头锥体联接371而得以方便进行。这个联接把环形槽393内的O形圈394推入位置。
现在参看图12，本发明的另一种改制实施例。比之图11中所示的，此实施例中有许多修改和变动的特点，但在一般结构与外观上，这实施例基本上包括了图11实施例的所有元件与特点。下面将讨论那些不同于图11中的特点，而那些已在图11中说明过又在图12中出现的特点则仅仅顺便讨论一下。适当的地方，那些不同的元件将有“400”系列的字首，否则，所有相似元件将有“300”的数字首，以表明它们和图11中所示的元件相同。
箱型件424是截头锥体型结构，可以纳入前面描述过的箱形填料函里。为了讨论这实施例，箱型件424将作为箱体描述。
图12实施例也采用轴承组件342，但在这例中，轴承组件是用螺栓340与螺母344装到带法兰的保持架464上。带法兰保持架464有径向外伸的环状法兰462，用螺栓463把环状法兰462联接到箱型件424。螺栓463拧入箱型件424上的螺孔466内。
带法兰的保持架464还有一径向内延伸的第二法兰465紧靠着密封盖板482。在法兰462上拧紧螺栓463通过法兰465对密封盖板482还起保持的作用。
螺栓460穿过法兰465上的孔，还穿过密封盖板482上另一个孔，拧入过渡套430上的螺孔485。密封盖板482还可以有一轴向延伸的环状凸缘483为压环74的凸缘72提供一种按规格制作的或者可调整的联接。和图11实施例一样，密封组件80的剖分密封元件与图4A的结构相同，这里不再讨论。
过渡套件仍然是通过O形圈416在环形槽414里对箱体件实现密封。衬圈477布置在环形槽480里，通过销481联接到过渡套430。
托架件426实际上是分离的两个元件保持件428与轴承架429，由螺栓(未示出)联接成一体，并有O形圈431密封。保持件428与轴承架429一起成为一种效果上相同于托架326结构(图11)的结构。轴承架件429有径向外伸的法兰壁454。它和保持件428的侧壁之一为轴承342提供轴承座。
保持件428在此实施例中也是不同的，而且表明另一种刚性驱动，它允许保持件428，轴承架429的联合件和轴16可以一起旋转，但在轴向运动上却是独立的。驱动轴套490是和驱动轴套390(图11)在很多方面相似的，并且在径向螺纹孔495内有一个凹头定位螺钉496把驱动轴套490固定在轴16上。但驱动轴套490还有一轴向纵长的轴套延伸部分435，上面至少有一个纵向槽437，底板440上至少有一个对应的延伸或凸棱443能滑动进入此槽437，限定至少一种刚性驱动装置。对于驱动轴套延伸部分435上的每个单独的槽437总能有凸棱延伸部分443中的一个凸棱可以利用。底板延伸部分或凸棱443可以在轴向滑移相当于轴套延伸部分435的长度而同时对它和保持件428提供刚性驱动。
此发明中密封部件其他可选择的安排对于本技艺领域内一般技能的人员，从充分了解现有的说明就能很明显。例如，可以考虑其他刚性驱动装置，或者可以设计使轴与主要密封环组件404在轴向上互相独立的不同设计。就只要理解了这里描述过的创造性概念，其他的实施例与变型，对于本领域内一般技能的人员都是显然可见的。相应地以上的实施例仅作为例子进行了描述及讨论，并不限制下面权利要求的范围。
权利要求
1.一种剖分式机械面密封，为箱体与可在箱体内相对转动的轴之间提供流体密封，所述剖分式密封包括有相邻的，刚性的，环状的主环与相配环，由许多弓形环段形成，每个环段确定基本上是径向的相对的密封面；为把各个所述环的环段与各个环的其它环段联接并保持成刚性整体的装置，由此由所述环所确定的各个所述相对的密封面在它的整个圆周上有一个没有不连续处的光滑表面，所述联接并保持装置还包括有为所述主环用的一种弹性剖分装置和为所述相配环用的一种弹性剖分装置，各个所述弹性剖分装置把它的相关环基本上对轴并对其他环以同轴线的关系加以定位并支承，因而每个所述环的密封面对于其他所述环的密封面是在相对且相向的关系中，所述主环的所述弹性剖分装置刚性地支持着所述主环，不使有轴向与径向运动，所述相配环的所述弹性剖分装置非刚性地支持着所述相配环而且在轴向向着所述主环给所述相配环加偏压；为所述相配环用的剖分式托架装置和为所述主环用的剖分式托架装置，分别把所述各自的弹性剖分装置圆周地联接到它的相关的环上，基本上呈同心关系，每个所述剖分式托架装置包括有一对半圆的托架件，可以解脱地彼此互相联接，且当在联接的状态时，把至少所述各自的弹性剖分装置的一部分在相关的分段的环上密封地接触并压紧到一定程度；和剖分式相对定位装置，用来保持剖分式相配环托架装置相对于剖分式主环托架装置的位置，使它在轴转动时基本上处在相同的相对轴向位置上，而与主环托架装置与相配环托架装置之间的相对转动无关，也与轴相对箱体暂时的大轴向位移无关。
2.根据权利要求1所述的剖分式机械面密封，还包括有一个可以相对箱体作轴向位移但仍保持彼此间的密封的过渡套，所述过渡套包括所述剖分式相对定位装置。
3.根据权利要求2所述的剖分式机械面密封，所述过渡套还包括有一环形键槽，所述剖分式相对定位装置还有一个周向围绕所述轴布置且与其联结的推力轴承，所述环状键槽的形状与尺寸取得与所述推力轴承精密相配，同时允许其间可以有相对转动，而当所述轴及所述推力轴承轴向移动时，所述推力轴承使所述过渡套有一相应的轴向位移。
4.根据权利要求2所述的剖分式机械面密封，还包括有一轴承组件及装所述轴承组件的轴承座，所述轴承与轴承座联接到所述轴，所述轴承座随所述轴作轴向位移，但并不一起转动，所述过渡套件还提供与所述轴承座的一种联结装置，由此把所述过渡套联结到所述轴承座上，而所述过渡套联同所述轴可以轴向移动，但并不一起转动。
5.根据权利要求1所述的剖分式机械面密封，还包括有装到所述箱体上的过渡套件，而所述主环剖分式托架装置还含有由两径向延伸的侧壁限定的环形槽，所述槽的形状与尺寸能接纳联到所述箱体的轴承组件，所述轴承组件把所述主环托架装置的位置保持在相对于所述箱体同一轴向位置上，同时允许剖分式托架件相对于所述轴转动，所述密封还有一密封地联到所述轴并且相对于所述主环托架装置可以轴向位移的驱动件，在轴转动的同时，所述驱动件对所述主环托架装置是密封的，所述驱动件还包括轴向能滑移的装置来转动驱动所述主环剖分式托架装置跟随轴转动。
6.根据权利要求4所述的机械面密封，其特征在于，所述驱动件轴向可滑移装置在所述剖分式托架装置上具有至少一个纵向伸展的槽，而且所述驱动件还至少有一个相应的销，其形状与尺寸足可以配合在各个所述槽内允许所述驱动件轴向自由移动，同时使所述销驱动所述主环剖分式托架装置转动。
7.根据权利要求6所述的机械面密封，其特征在于，所述过渡套还包括有一环形圆周槽用来接纳一柔性衬套，所述衬套联到围绕在所述轴周围的所述过渡套上，并且所述衬套所用的材料能允许所述轴相对于所述衬套在所述两件之间相对无摩擦的结合下作旋转及轴向运动。
8.根据权利要求4所述的机械面密封，其特征在于，所述驱动件还有一纵向延伸的环状延伸部分，上面至少有一个纵向延伸的槽，而所述轴向可滑移的装置有一相应的凸棱从所述剖分式主环托架装置的径向内部伸出，所述凸棱之一的形状与尺寸和每个所述槽内部适配，使所述驱动件相对于所述主密封环托架有轴向运动的自由，同时使所述槽驱动所述凸棱与所述主环剖分托架随所述轴一起转动。
9.根据权利要求8所述的机械面密封，其特征在于，所述过渡套还具有一环形圆周槽用来接纳一柔性衬套，所述衬套联到围绕在所述轴周围的所述过渡套上，并且所述衬套所用的材料允许所述轴相对于所述衬套在一种相对无摩擦的结合状态下转动并轴向移动。
10.根据权利要求9所述的机械面密封，其特征在于，所述剖分式托架装置具有两个分开的用螺栓联接的分段环状环，每个所述环上有径向延伸的壁限定接纳所述轴承的槽。
11.一种剖分式机械面密封，为箱体与适于在其中相对转动的轴之间提供流体密封，所述剖分式密封包括相邻的、刚性的、环状的、由许多弓形环段所形成的主环与相配环，各段确定一般是径向的相对的密封面;联接并保持所述环的各个环的环段与各环的其它段成为刚性联接装置，由此所述环所规定的各个所述相对密封面在其整个圆周上有光滑的表面，无不连续之处，所述联接并保持装置还具有为所述主环用的弹性剖分装置及为所述相配环用的弹性剖分装置，每个所述弹性剖分装置使它相关的环在对轴及其它环基本为同轴线的关系中定位并予以支持，因而每个所述的环的密封面是与另外的所述环的密封面处于相对并相向的关系中，所述主环的弹性剖分装置刚性地支持着所述主环，不发生轴向及径向运动，所述相配环的弹性剖分环非刚性地支持所述相配环并在轴向向着所述主环加偏压于所述相配环;用于所述相配环的剖分式托架装置及用于所述主环的剖分式托架装置，每个都把所述各自的弹性剖分装置在式基本上是同心的关系下周向地联接到它相关的环，每个所述的剖分托架装置具有一对半圆的托架件，可解脱地相互联接着，而当在联接状态中时，把至少一部分所述各自的弹性剖分装置在相关的分段的环上密封地结合并压紧至一定程度;由主环，使所述主环定位的弹性剖分装置以及主环剖分托架装置限定主环组件，而由相配环，使所述相配环定位的弹性剖分装置以及相配环剖分托架装置限定相配环组件;和剖分式相对定位装置，用来保持相配环组件对于主环组件的位置，当轴转动时基本上是相同的相对轴向位置，不管该轴相对于箱体有大的轴向位移。
12.根据权利要求11所述的剖分式机械面密封，还包括有一过渡套，可以相对于箱体轴向位移，同时保持密封，所述过渡套包括剖分式相对定位装置。
13.根据权利要求12所述的剖分式机械面密封，所述过渡套还具有环状键槽，所述剖分式相对定位装置还有一个推力轴承布置成圆周向围着且被联接到所述轴，所述环状键槽的形状与尺寸定得与所述推力轴承精密相配，同时允许彼此间有相对转动，而所述推力轴承对所述过渡套在所述轴及所述推力轴承轴向移位时提供一相应的轴向位移。
14.根据权利要求12所述的剖分式机械面密封，还包括轴承组件与安放所述轴承组件的轴承座，所述轴承及轴承座被联接到所述轴，所述轴承座随所述轴有轴向位移但并不转动，所述过渡套件还提供一种到所述轴承座的联结装置，把所述过渡套联到所述轴承座，所述过渡套联同所述轴可以轴向移动，但并不一起转动。
15.根据权利要求11所述的剖分式机械面密封，还具有联接到所述箱体的过渡套件，而所述主环剖分托架装置还具有由两径向延伸的侧壁所限定的环状槽，所述槽的形状与尺寸能接纳联接到所述箱体的轴承组件，所述轴承组件把所述主环托架装置的位置保持在相对于所述箱体的相同的轴向位置，同时允许剖分托架件相对所述轴转动，所述密封还具有一密封地联接到所述轴且相对于所述主环托架装置可以轴向位移的驱动件，当轴转动时，所述驱动件同时对所述主环托架装置是密封的，所述驱动件还具有一轴向可滑移的装置，用来转动驱动可以随所述轴转动的所述主环剖分托架装置。
16.根据权利要求14所述的机械面密封，其特征在于，所述驱动件轴向可滑移装置在所述剖分式托架装置上至少包含有一个纵向伸展的槽且所述驱动件还至少有一相应的销，其形状及尺寸可以配合在每个所述槽中以允许所述驱动件轴向自由运动而同时使所述销驱使所述主环剖分托架装置转动。
17.根据权利要求16所述的机械面密封，其特征在于所述过渡套还具有一环状周向槽来接纳一柔性衬套，所述衬套联接到环绕于所述轴的所述过渡套上而且其材料允许所述轴相对于所述衬套在一种相对无摩擦的关系下转动并轴向移动。
18.根据权利要求14所述的机械面密封，其特征在于，所述驱动件还具有一至少有一个纵向槽的纵向环状延伸部分，而所述轴向可滑移装置包括从所述剖分主环托架装置的径向向内部分伸出的相应凸棱，形状与尺寸都能合配在各个所述槽内的所述凸棱之一，允许所述驱动件相对于所述主环托架有轴向运动的自由，同时使所述槽驱动所述凸棱及所述主环剖分托架随同所述轴一起转动。
19.根据权利要求18所述的机械面密封，其特征在于，所述过渡套还有一环状周向槽，用来接纳一柔性衬套，所述衬套联接到围绕在所述轴周围的所述过渡套上，其材料允许所述轴在一种相对无摩擦的结合状态下转动并轴向移动。
20.根据权利要求19所述的机械面密封，其特征在于，所述剖分式托架装置包括有两个分离的用螺栓联接的分段环状环，每个所述环状环上有径向延伸的壁来限定接纳所述轴承的槽。
全文摘要
一种完全剖分，无需分解轴与/或箱体而进行安装或更换的机械面密封。很适于在重负荷或不易接近的场合下更换填料。包括有使主密封环在轴上密封，并使主环可靠地在轴向，圆周向及径向定位的密封元件和使相配环对箱体密封并使相配环在轴向非刚性定位而同时在相配环上施加一轴向偏压力使两环相配接触的密封元件。对于轴相对于箱体希望有较大位移的应用场合，在相配环组件与联接到轴的回转元件之间采用了推力轴承或一种联结装置。
文档编号F16J15/34GK1094139SQ94103568
公开日1994年10月26日 申请日期1994年3月31日 优先权日1993年4月5日
发明者J·J·拉多萨夫, D·M·杜迪克, O·T·布劳瓦, A·G·拉利 申请人:约翰起重机有限公司