[发明专利]具有特斯拉泵的机械密封组件

说明书

技术领域

本发明涉及机械密封组件，该机械密封组件包括至少一个机械密封件和特斯拉泵(Tesla pump)。

背景技术

从现有技术公知的机械密封组件具有不同的构造。在操作期间，在机械密封件上会产生较高的温度；另一方面，这可能是由于待密封的介质的高温或由于在机械密封件的日常操作期间产生的摩擦和涡流功率(swirl power)。为了防止对机械密封件的损害，因此必须排出热量。为此，待密封的介质能够在介质不具有过高的温度或为阻挡介质(barrier medium)的条件下被使用。为了使用于排出热量的介质循环，通常使用外部泵。此外，已知提供用于介质循环的所谓的泵环，但是它们的输送速度通常很有限。

发明内容

因此，本发明的目的在于提供一种机械密封组件，所述机械密封组件在具有简单且价廉的结构的同时，允许改善在密封环区域内的介质的循环，并且具有非常紧凑的结构。

通过包括方案1的特征的机械密封组件实现这个目的。附属方案涉及本发明的优选实施方式。

根据本发明的具有方案1的特征的机械密封组件具有以下优点：可以增大阻挡介质和/或冷却介质的输送速度而不需要显著增大构造空间。根据本发明的包括特斯拉泵的机械密封组件实现了该优点。特斯拉泵包括配置在圆筒形基部上的多个径向向外延伸的盘状件。盘状件以规定的距离彼此相分离，使得渗入盘状件之间的介质通过盘状件的旋转被输送至盘状件的外周，并且从那里到特斯拉泵的外面。特斯拉泵具有简单且坚固的结构，能够具有高输送速度和长的使用寿命。特斯拉泵具有稳定的特征且仅具有非常小的气穴现象的风险。

优选地，机械密封组件还包括配置在特斯拉泵的上游的附加输送装置。附加输送装置优选地包括：与特斯拉泵共同旋转的输送螺纹。这特别提高了介质到特斯拉泵的流入，使得特斯拉泵的泵送能力增加。特别优选地，输送螺纹包括相对于机械密封组件的轴向倾斜的倾斜输送槽。特别地，倾斜输送槽具有如下优点：待输送的介质沿周向受到流动分量，使得介质以流动促进的方式被引入特斯拉泵的盘状件之间。这样能够特别地改善特斯拉泵的效率。

优选地，特斯拉泵包括多个盘状件和圆筒形基部，盘状件从圆筒形基部沿径向向外延伸。优选地，盘状件中的至少一个包括优选地紧邻基部的至少一个轴向开口。优选地，除配置在特斯拉泵的轴向端部上的末端盘状件以外的所有盘状件都包括至少一个轴向开口。特别优选地，多个轴向开口设置在盘状件内，进一步优选地，多个轴向开口沿圆周均匀分布。在盘状件内的轴向开口具有以下作用：介质能够在特斯拉泵的圆筒形基部附近流入特斯拉泵的盘状件之间的区域内，然后能够通过特斯拉泵被螺旋地输送至外部。由此，轴向开口进一步提高了泵的效率。特别优选地，轴向开口在相同的周向位置处配置在特斯拉泵的相邻的盘状件上。由此，确保介质被引导至没有轴向开口的末端盘状件。这样能够进一步提高效率的程度。

根据本发明的可选构造，特斯拉泵的所有盘状件优选地包括至少一个轴向开口。此处，轴向开口设置在末端盘状件内，末端盘状件配置在特斯拉泵的轴向端部，该轴向开口的通道截面比在其它盘状件内的其它轴向开口的通道截面小。这样允许流体穿过特斯拉泵的所有盘状件，从而一方面确保介质能够被输送至盘状件之间的所有空隙，并且还进一步确保介质能够被输送至流动方向上的特斯拉泵之后的区域内，从而允许冷却在此位置的组成部件，尤其是冷却密封环。

轴向开口的几何形状能够任意选择，但是优选地为圆柱形或设置为长孔，特别地为弧形的长孔或直的长孔。进一步优选，轴向开口设置在特斯拉泵的盘状件的底部，并且进一步优选地，如果可能地，轴向开口分别一个接一个成行地配置，以确保以最小的损耗经过此处良好地流动。优选地，几个轴向开口沿盘状件的圆周均匀分布。

进一步优选地，特斯拉泵的盘状件在至少一个平坦侧上具有输送结构。输送结构可以是例如以弧形配置且从盘状件的平坦侧突出的元件或者可以是以直线状径向延伸的突出元件。盘状件上的输送结构促进介质的输送，另外，促进特斯拉泵的输送性能的方式选择从平坦侧起的输送结构的高度。可选地，输送结构设置在盘状件的两个平坦侧上，使得输送结构从两侧突出到盘状件之间的间隙中。

为了实现待输送的介质能够以改善的方式经过特斯拉泵的盘状件之间的情况，特斯拉泵的外周连续展开，尤其是成圆锥形地展开。形成具有基本为圆锥形壳体形状的特斯拉泵，确保改善输送。特别优选地，盘状件螺旋地配置在圆筒形基部上。可选择地，盘状件彼此平行地配置并且具有不同的外径。盘状件的外径在轴向上增大。优选地，此处盘状件的尺寸在轴向上均匀地增大，使得在特斯拉泵上获得圆锥形外壳。