CN109210008A - 用于离心泵的泵壳和离心泵 - Google Patents

Abstract

提出了一种用于离心泵的泵壳，该泵壳在轴向方向上延伸，并且具有第一壳体零件、用于密封地装接至第一壳体零件的第二壳体零件、用于将第一和第二壳体零件相连的多个紧固元件以及用于在第一和第二壳体零件之间进行密封的径向密封元件，其中，第一壳体零件具有第一轴向端表面，并且第二壳体零件具有第二轴向端表面，所述第一和第二轴向端表面彼此面对，并且其中，第一轴向端表面包括在轴向方向上延伸的环状突起，并且第二轴向端表面包括环状凹陷部，该环状凹陷部构造成与环状突起接合，其中，环状突起相对于紧固元件被径向向内地布置。另外，提出了一种离心泵。

Description

用于离心泵的泵壳和离心泵

技术领域

本发明涉及根据相应的独立权利要求的前序部分的一种用于离心泵的泵壳以及一种离心泵。

背景技术

离心泵的泵壳典型地包括多个壳体零件，所述多个壳体零件被紧固到彼此以形成泵壳。例如，在筒壳泵中，壳体零件包括泵的叶轮被布置在其中的筒和用于相对于轴向方向封闭该筒的端盖。端盖通常借助于多个螺栓和螺母被牢固地紧固至该筒。关于泵的操作可靠性和性能的一个非常重要的方面是单独的壳体零件之间的密封。作为示例，在筒壳泵中，可以是1000巴甚至更高的流体出口压力同样在泵的内侧作用于筒与端盖之间的连接。在泵的外部，在许多情况下存在环境压力，使得筒与端盖之间的密封必须可靠地密封巨大的压力差。

用于壳体零件之间的密封的已知密封布置例如被设计成径向密封布置或轴向密封布置。在两种密封布置中，用于相邻的壳体零件之间进行密封的密封元件典型地被设计成环形或环状的密封元件，并与泵的轴同轴地布置。在径向密封布置中，密封元件布置在弯曲表面中，尤其布置在具有定向在径向方向上的表面法向矢量的表面中。所述弯曲表面例如与泵的轴同心。在轴向密封布置中，密封元件布置在平面、即非弯曲的表面中。通常，所述表面具有定向在轴向方向上的表面法向矢量。轴向方向由轴的纵向轴线限定，即，由泵的叶轮在操作期间围绕其旋转的旋转轴线限定。

图1是图示了用于第一壳体零件2’与第二壳体零件3’之间的密封的已知径向密封布置的示意性图示，其中，第一壳体零件2’例如是筒壳泵的筒，第二壳体零件3’例如是用于相对于轴向方向A封闭筒的端盖。由泵的轴(未示出)的纵向轴线限定的轴向方向通过具有附图标记A的线来指示。第一和第二壳体零件2’、3’通过多个紧固元件4’牢固地紧固到彼此，其中，仅一个紧固元件被显示在图1中。紧固元件4’例如是以已知的方式与螺母42’合作的螺栓41’。螺栓41’的中心线用附图标记4C’标识。在第一和第二壳体零件2’、3’之间形成有密封缝隙10’，其是环形的，并且其与泵的轴同轴地布置。密封缝隙10’借助于被插入到设置在第二壳体零件3’中的环状密封槽6’的径向密封元件5’，例如自密封的O形圈型密封件，被密封地封闭。密封元件5’和槽6’两者在圆周方向上完整地围绕泵的轴。在泵的操作期间，泵的内部暴露于由附图标记HP指示的非常高的压力，然而，在泵的外侧，存在由附图标记LP指示的明显较低的压力。低压LP可以是周围环境压力，并且高压例如可以是500巴甚至更高。典型地，第一和第二壳体零件2’、3’具有不同的刚度。在以上所提及的示例中，筒(第一壳体零件2’)通常是较弱的零件，而端盖(第二壳体零件3’)是较强或较硬的零件。

这可能导致以下的问题。

由于高压HP，所以第一壳体零件2’在由图1中的箭头M1所指示的径向方向上膨胀。由于第一壳体零件2’相对于第二壳体零件3’固定，所以第一壳体零件2’的径向膨胀尤其在高压侧HP相应地导致了密封缝隙10’的张开或扩大。密封缝隙10’的该增大可以导致密封件的失效。另外并且尤其地，对于用O形圈作为密封元件的密封布置而言，存在关于O形圈挤压的危险。这意味着O形圈在压力施加时以这样的一种方式变形，即，使得其一部分被压入在压力下张开的缝隙10’中，这可能具有O形圈损坏和以这样的方式的密封效应丧失的后果。

两个附加的效应倾向于支持密封缝隙10’的张开或增大。由于第一壳体零件2’的径向膨胀和借助于紧固元件4’的刚性连接，所以第二壳体零件3’可能如由图1中带有附图标记M2的箭头所指示地朝着第一壳体零件2’弯曲。此外，如由图1中带有附图标记M3的箭头所指示地，作用于第二壳体零件3’的中心部分的高压HP支持第二壳体零件3’的弯曲。两个效应都可增加密封缝隙10’的张开或扩大，并因而附加地危害带有径向密封元件5’的密封布置的可靠密封作用。

类似的问题对于不是自密封的、而是需要预紧的密封元件5’而言也可能发生，例如金属或石墨的密封元件。这些密封元件的运行基于表面压力，密封元件通过其被压靠在属于一个或多个壳体零件2’、3’的一个或多个表面上。由表面压力相对于必须密封的压力差的比例限定的这样的布置的垫片系数通常应明显大于一，例如五或者甚至更多。如以上所描述的壳体零件2’、3’的不同的膨胀或变形可导致表面压力的明显降低甚至密封缝隙的张开，使得不再确保可靠的密封功能。另外，还可能的是，壳体零件2’、3’的不同变形引起密封元件5’的不均匀的载荷，意味着密封元件5’的不同部分暴露于不同的表面压力。取决于密封元件5’的几何形状，这可能导致密封元件5’的弯曲或倾斜或旋转，其危害合适的密封功能。

当泵被用于其中要泵送的流体具有非常高的温度的应用时，与这些压力引起的问题非常相似的问题可能出现。强烈的温度梯度或温度瞬变可分别引起第一和第二壳体零件2’、3’的不同的热膨胀。这些热引起的效应可相应地具有如上文中已关于压力引起的效应描述的那样的相同的结果，即密封缝隙10’的张开或扩大或者表面压力的降低。

用于这样的高温应用的一个示例是所谓的沸腾器泵(ebullator pump)。这些是用于烃加工工业中的流化床过程或沸腾床过程的泵。这些过程例如用于净化重质烃，例如重质燃料油，或者用于净化精炼厂残留物，或者用于使它们分解成更容易使用、更高度挥发的烃。这常常通过将氢应用于重质烃来实现，其中，混合的组分在反应器中旋转，并且重质烃在那里在催化剂的帮助下被分解。为了使典型地主要由重质烃组成的过程流体在沸腾床反应器或流化床反应器中循环，专门的泵驱动单元被用于名称“沸腾泵”已经变得常见的那些泵。这些沸腾泵通常作为过程流体所用的循环泵被直接设置在反应器处，并且由于过程原因被构造成使得泵关于竖直方向被布置在驱动器的上方。由于过程流体典型地处于非常高的压力下，例如200巴或更高，并且附加地具有超过400℃、例如460℃的非常高的温度，所以沸腾泵必须在非常有挑战性的状况下的持久操作中尽可能可靠并且长期地工作。

过程流体的高温引起强烈的热梯度以及相当大的温度瞬变，这如前面所说明的那样可导致利用两个壳体零件之间的径向密封布置来密封的壳体零件之间的密封缝隙的张开或扩大。

本发明解决了这些压力和/或温度导致的问题。

发明内容

因此，从该现有技术状况开始，本发明的目的是提出一种用于离心泵的泵壳，其具有至少两个壳体零件和用于在这些壳体零件之间进行密封的径向密封元件，其中，至少明显减小了壳体零件之间的密封缝隙的由压力和/或温度导致的张开或增大。本发明的另一目的是提出一种具有这样的泵壳的离心泵。

满足了这些目的的本发明的主题以相应的独立权利要求的特征来作为特征。

因而，根据本发明，提出了一种用于离心泵的泵壳，泵壳在轴向方向上延伸，并具有：第一壳体零件、用于密封地装接至第一壳体零件的第二壳体零件、用于使第一与第二壳体零件相连的多个紧固元件、以及用于在第一与第二壳体零件之间进行密封的径向密封元件，其中，第一壳体零件具有第一轴向端表面，并且第二壳体零件具有第二轴向端表面，所述第一和第二轴向端表面彼此面对，并且其中，第一轴向端表面包括在轴向方向上延伸的环状突起，并且第二轴向端表面包括构造成用于与环状突起接合并提供外侧定心的环状凹陷部，其中，环状突起相对于紧固元件被径向向内布置。

通过给第一壳体零件的第一轴向端表面提供与设置在第二壳体零件的第二轴向端表面中的环状凹陷部接合的环状突起，有效防止或至少明显减小了第一与第二壳体零件的径向密封元件被布置在之间的那两个相邻的径向表面之间的密封缝隙的张开或增大。即使出现了第一和第二壳体零件的的压力导致或温度导致的变形，其对于第一和第二壳体零件分别是不同的，这也尤其地适用。

环状突起的径向外表面抵靠界定了环状凹陷部的表面，使得密封缝隙不能张开或者至少不能张开至这样的程度，即危害密封元件的功能的程度。因而，径向密封元件的密封功能在其中要泵送的流体具有高压和/或高温的这样的应用中也被可靠地确保。

通过环状突起与环状凹陷部的接合，实现了环状突起的外侧定心。环状凹陷部的径向外壁起到了作用于环状突起的径向外表面的外部对齐夹具的作用，以便如在径向方向上看到地，利用其从外侧使环状突起定心。第二壳体零件借助于环状凹陷部包围第一壳体零件的第一轴向端表面的环状突起。因而，相对于轴向方向，在环状突起的径向外壁与环状凹陷部的径向外壁之间存在重叠。

此外，环状突起与环状凹陷部的接合具有确保径向密封元件沿着密封元件的整个周边总是被均匀地加载的定心效应。该定心效应是外定心或外侧定心效应，意味着定心是通过环状突起的径向外壁与环状凹陷部的径向外壁的接合来实现的，其中，环状凹陷部的径向外壁围绕环状突起的径向外表面地包围环状突起的径向外壁。径向密封元件的外定心或外侧定心防止或至少明显减小了密封缝隙在压力下的张开。另外，外侧定心确保了对密封元件的均匀加载，意味着密封元件的不同部分即使当在密封元件上存在大的压力差异时也暴露于基本上相同的表面压力。由此，密封元件的弯曲或倾斜或旋转被防止，确保了合适的密封功能。

根据优选的实施例，环状凹陷部被设计成使得环状凹陷部的径向外壁当在轴向方向上查看时延伸超出径向密封元件，使得环状凹陷部围绕径向密封元件。在这样的实施例中，径向密封元件位于环状凹陷部内。

优选的措施是，环状凹陷部被构造成环形槽。

另一优选的措施是，密封元件布置在环状密封槽中。

根据第一实施例，环状密封槽布置在第一壳体零件中。

根据第二实施例，环状密封槽布置在第二壳体零件中。

根据第三实施例，密封槽由第一和第二壳体零件共同地形成。

此外，优选的是，突起形成了第一壳体零件的径向内表面的一部分。

尤其地，当突起形成第一壳体零件的径向内表面的一部分时，密封槽优选地布置在突起中。

根据优选的构造，第二壳体零件包括内段，所述内段延伸到第一壳体零件中，使得第一壳体零件包围第二壳体零件的内段，其中，密封元件布置在第二壳体零件的内段与第一壳体零件之间。

根据第四实施例，密封元件布置在第二壳体零件的环状凹陷部中。

尤其地，关于第四实施例，优选的是，密封元件是具有基本上T形的横截面的锥形密封元件。这意味着，密封元件具有大体上T形的横截面，其中，在T的长杆与T的短杆以及短杆的结合T的长杆的底侧之间的过渡区域构造成具有锥形形状。

可应用于所有实施例的另一优选的措施是，在位于紧固元件径向外面的区域中在第一轴向端表面与第二轴向端表面之间形成有环状缝隙。因而，第一和第二轴向端表面仅在由紧固元件径向外面界定的区域内彼此接触。通过该措施，减小了第一与第二轴向端表面之间的接触表面。这具有的优点是，减小了用于实现期望的张紧所需的力。

优选地，密封元件由含金属的材料、或塑料、或橡胶、或石墨制成。

另外，根据本发明，提出了一种离心泵，所述泵包括根据本发明的泵壳。

考虑到重要的应用，离心泵可以被设计成锅炉供给泵，或者被设计成用于使过程流体循环的沸腾器泵。

附图说明

本发明的另外的有利措施和实施例将从从属权利要求变得明显。

在下文中，将参考本发明的实施例并参考附图更详细地说明本发明。在示意图示中示出的是：

图1是根据现有技术的用于第一壳体零件与第二壳体零件之间的密封的径向密封布置的示意性图示；

图2是根据本发明的离心泵的实施例的横截面视图，包括根据本发明的泵壳的第一实施例；

图3是图示了泵壳的第一实施例的图2中的细节Ⅰ的放大视图；

图4是根据本发明的泵壳的第二实施例的示意性图示；

图5是根据本发明的泵壳的第三实施例的示意性图示；

图6是根据本发明的泵壳的第四实施例的示意性图示；和

图7是第四实施例的径向密封元件的放大视图。

具体实施方式

图1示出了根据现有技术的泵壳1’的示意性图示，具有用于在泵壳1’的第一壳体零件2’与第二壳体零件3’之间进行密封的径向密封布置。由于以上已在对现有技术的说明中说明了图1，所以不需要进一步的说明。为了相对根据本发明的实施例区别现有技术布置，表示现有技术的泵壳1’的部件在图1中用在相应附图标记后面带有撇号(单引号)的附图标记来标识。

在本发明的实施例的以下说明中，将作为示例对一个重要应用、即对被设计成用于使过程流体循环的沸腾器泵的离心泵，进行参考。

图2示出了根据本发明的离心泵的实施例的横截面视图，其整体上用附图标记100标识。离心泵100包括根据本发明的泵壳的第一实施例，其整体上用附图标记1标识。另外，图3示出了图示泵壳1的第一实施例的图2中的细节Ⅰ的放大视图。图2所示的离心泵100被设计成用于使过程流体循环的沸腾器泵100。

不言而喻，本发明不局限于图2所示的特定类型的离心泵，而是一般地涉及离心泵100。尤其地，本发明适合这样的离心泵100，即，其被设计成用于输送例如至少200℃或者甚至更高的热流体和/或用于产生例如高达200巴或500巴或1000巴或者甚至更高的高压。作为示例，离心泵100可以被设计成筒壳泵，被设计成单级或多级泵，被设计成单相或多相泵。

首先，将参考图2描述沸腾器泵100。如最初提及地，沸腾器泵100用于烃加工工业中的流化床过程或沸腾床过程。这些过程用于使例如在石油精炼厂中残留在分离塔的底部中的重质烃纯化、例如脱硫，和/或使它们分解成于是能更经济地用作馏出物的较轻的烃。在此，石油精炼中残留的重质油能被称为重质烃的示例。在已知的过程中，起始物质、也就是说诸如重质油的重质烃被加热，与氢混合，并且接着作为过程流体被供应到流化床反应器或沸腾床反应器中。过程流体的纯化或分解于是借助于催化剂的帮助在反应器中发生，所述催化剂被悬浮地保持在反应器中，以确保与过程流体的尽可能密切的接触。典型地直接安装在反应器处的沸腾器泵100用于向反应器供应过程流体或者用于过程流体的循环。

沸腾器泵100包括泵壳1，泵壳1具有用于要输送的过程流体的入口103和出口104。在泵壳1内，叶轮105设置成用于作用于流体。叶轮105安装在轴106上，用于使叶轮5围绕轴向方向A旋转。轴向方向A由轴106的纵向轴线、即泵100的叶轮105在操作期间围绕其旋转的旋转轴线限定。

泵壳1包括通过多个紧固元件4(图3)被密封地连接并固定到彼此的第一壳体零件2和第二壳体零件3。根据图2的图示，第一壳体零件2是容纳叶轮105并包括入口103和出口104的上壳体零件。第二壳体零件3是图2中的下壳体零件，并且容纳用于驱动轴106并由此使叶轮105围绕轴向方向A旋转的驱动单元108。

关于沸腾器泵100，常见的措施是，以与通常构造潜水泵相类似的方式将驱动单元108集成到泵壳1中。当然，本发明不局限于带有集成到泵壳1中的驱动单元的泵。

驱动单元108优选是电动马达，并且例如被设计成屏蔽马达（canned motor），包括内置的转子118以及围绕转子118的外置的定子128。在转子118与定子128之间设置有屏蔽套138，并且所述屏蔽套138相对于转子118以已知的方式气密地密封定子128。转子118旋转固定地连接至轴106，轴106在轴向方向A上延伸并且另一方面以抗扭矩的方式连接至叶轮105。

图2示出了在其正常操作位置中的沸腾器泵100。泵100构造成立式泵，即具有在竖直方向(重力方向)上延伸的轴106。入口103位于泵100的顶侧，并且驱动单元108位于叶轮105的下方。

由于由沸腾器泵泵送的过程流体由于过程的缘故处于例如至少200巴的非常高的压力下并且处于例如超过400℃的非常高的温度下，所以沸腾器泵100还必须被设计成用于这样的压力和温度。在这方面，同样包围驱动单元108的沸腾器泵100的泵壳1被设计成能安全地承受这些例如200巴或更高的高操作压力的压力壳。另外，沸腾器泵还被设计成使得其能无风险地输送热的过程流体。过程流体通常具有超过400℃的温度。

如已提及地，轴向方向A由泵100的轴106的纵向轴线限定。与轴向方向A垂直的方向被称为“径向方向”。术语“轴向的”或“轴向地”被用于具有“在轴向方向上”或“相对于轴向方向”的普通含义。以类似的方式，术语“径向的”或“径向地”被用于具有“在径向方向上”或“相对于径向方向”的普通含义。对于表面而言，术语“轴向的”或“径向的”指示了该表面的表面法向矢量的方向。例如，轴向表面是具有沿着轴向方向A定向的表面法向矢量的表面。

特别参考图3，现在将更详细地说明泵壳1的第一实施例。泵壳1包括通过紧固元件4被密封地装接到彼此的第一壳体零件2和第二壳体零件3。在第一壳体零件2与第二壳体零件3之间设置有径向密封元件5，用于在第一和第二壳体零件2、3之间进行密封。径向密封元件5优选被设计成环形密封元件5。图3中的密封元件5例如是自密封的O形圈密封件。

术语“径向密封元件”是指被构造并布置成用作径向密封件的密封元件。如通常本领域所使用地，径向密封件是具有布置在弯曲表面中或弯曲表面上的密封元件的密封布置。尤其地，弯曲表面是径向表面，即，具有沿着径向方向定向的表面法向矢量的表面。通常，径向密封件的密封元件5被布置在包围泵100的轴106的弯曲表面中或弯曲表面上。径向密封元件5是环形的，并且优选与轴106同心地布置。

在与密封元件5的周向方向垂直的截面中，密封元件5可具有圆形的横截面区域，或椭圆形、或矩形、或D形、或T形或本领域已知的用于环形密封元件5的任何其他的横截面区域。

密封元件5例如可由金属或含金属的材料或塑料或橡胶或石墨制成。

第一壳体零件2具有第一轴向端表面21，并且第二壳体零件3具有第二轴向端表面31。第一和第二轴向端表面21、31彼此面对。

第二壳体零件3包括相对于第二轴向端表面31径向向内定位的内段35。内段35延伸到第一壳体零件2中，使得第一壳体零件2包围第二壳体零件3的内段35。内段35相对于径向方向由面对第一壳体零件2的径向内表面25的径向外表面351界定。径向内表面25在径向方向上界定第一壳体零件2。

径向密封元件5布置在第二壳体零件3的内段35的径向外表面351与第一壳体零件2的径向内表面25之间。第一壳体零件2的径向内表面25设置有沿着第一壳体零件2的整个内周边延伸的环状密封槽6。径向密封元件5插入环状密封槽6，并在第一和第二壳体零件2、3之间进行密封。

在第一壳体零件1的径向内表面25与第二壳体零件3的内段35的径向外表面351之间的第一和第二壳体零件2、3相对于轴向方向A重叠的区域被称为密封缝隙10，这是因为密封元件5被定位在该区域中用于在第一和第二壳体零件2、3之间进行密封。

更一般地，密封缝隙10是指密封元件5第一壳体零件2与第二壳体零件3的那些相邻表面之间的分离部，密封元件5被布置在其中或其上。

通常，密封缝隙10在径向方向上具有非常小的延伸，所述非常小的延伸不超过用于将第二壳体零件3的内段35插入到第一壳体零件2中所需的间隙。

还可能的是，当第一和第二壳体零件2、3彼此固定时，密封缝隙10在安装之后被完全封闭。尤其地，在密封元件5不是自密封而是需要预紧的有些实施例中，例如当密封元件5由含金属的材料或石墨制成时，密封缝隙10通常在第一和第二壳体零件2、3彼此固定之后被完全封闭，使得密封元件与壳体零件之间实现期望的表面压力。

特别参考图3所图示的第一实施例，封闭的密封缝隙10意味着径向外表面351与内表面25彼此接触。然而，如以上已参考图1说明地，由于第一和/或第二壳体零件2、3的压力和/或温度导致的变形，所以至少在泵的操作期间，在现有技术的布置中存在密封缝隙10张开或增大的明显风险。如稍后将更详细地说明地，在根据本发明的泵壳1中，避免或至少明显减小了密封缝隙10在高压下和/或在高温下的该张开或增大。

位于泵壳1内的高压侧在图3中用HP标识，并且低压侧用LP标识。低压LP例如是周围环境压力。在沸腾器泵100中，高温侧是与高压侧HP相同的一侧，并且低温侧是与低压侧LP相同的一侧。

在泵壳1的安装状态中，第一和第二壳体零件2、3的第一和第二轴向端表面21、31分别借助于紧固元件4彼此接触并压靠。优选地，每个紧固元件4包括螺栓41和拧到螺栓41上的螺母42。附图标记4C标识相应螺栓41的中心线。为了使第一和第二壳体零件2、3相连，螺栓41借助于螺母42被张紧并锁紧，以产生期望的接触压力，通过所述期望的接触压力，第一和第二壳体零件2、3被压到一起。优选地，紧固元件4关于轴106等距地布置。

优选地，第一和第二轴向端表面21、31不是在整个相应的表面21、31上接触，而是在位于紧固元件4的径向外面的区域中，在第一轴向端表面21与第二轴向端表面31之间形成有环状缝隙11。也就是说，相对于径向方向，环状缝隙11从所有螺栓41的中心线4C都位于其上的假想圆延伸至第一或第二壳体零件2、3的径向外缘。换句话说，第一和第二轴向端表面21、31仅在相对于紧固元件4的中心线4C径向向内定位的区域中接触。

根据本发明，第一轴向端表面21包括在轴向方向A上延伸的环状突起22，并且第二轴向端表面31包括构造成与环状突起22接合并提供外侧定心的环状凹陷部32，其中，环状突起22相对于紧固元件4径向向内地布置。由于环状突起22与环状凹陷部32之间的相互作用防止了密封缝隙10的张开并且用作外定心，所以通过这些特征，避免或至少明显减小了密封缝隙10在高压下和/或在高温下的张开或增大。

在第一实施例中，环状凹陷部32构造成环形槽32。环形槽32在与周向方向垂直的横截面中具有基本上矩形的轮廓，并且由径向外壁322、径向内壁321以及在径向内壁321与径向外壁322之间延伸的轴向底壁323界定。在安装状态下，环形槽32包围泵100的轴106。环形槽32与第二壳体零件3的内段35相邻并且同心地布置，使得径向内壁321与第二壳体零件2的内段35的径向外表面351对准或形成径向外表面351的一体部分。

还可能的是，相对于径向方向更加向外、即更靠近紧固元件4来布置环形槽32，但在任何情况下，环形槽32相对于紧固元件4径向向内地定位。

在第一壳体零件2的第一轴向端面21处的环状突起22沿着第一壳体零件2的整个内周边延伸，并在与周向方向垂直的横截面中具有基本上矩形的轮廓。突起22位于第一壳体零件2的径向内缘处，使得突起22形成第一壳体零件2的径向内表面25的一部分。环状突起22与环形槽32对准，并构造成使得其配合到环形槽32中。优选地，环状突起22与环形槽32被设计成间隙配合。

密封元件5被插入其中的径向密封槽6布置在环状突起22中。

在安装状态下，环状突起22与环形槽32接合。该接合导致了径向密封件的有利的外定心。此外，突起22与槽32的共同作用确保了密封元件5和整个密封布置总是被均匀地加载，尤其是相对于周向方向。

尤其地，当压力或温度导致变形时，例如第一壳体零件2的径向膨胀，突起22与槽32的接合防止或至少明显减小了密封缝隙的张开或增大，因而确保了可靠并且安全的密封作用。由于突起22抵靠环形槽32的径向外壁322，所以即使第一壳体零件2的变形也不会导致密封缝隙10的明显张开或增大。

突起22与槽32的接合对于泵壳1中的靠近第一与第二壳体零件2、3之间的边界布置的开口具有附加的积极效应。作为示例，对设置在第一壳体零件2中并靠近第一和第二壳体零件2、3的接触区域布置的出口104(图1)进行参考。出口104必须包括在第一壳体零件2的壁中的用于排出流体的开口。从机械的观点来看，出口104的开口构成第一壳体零件2中的薄弱点。在现有技术的布置中，第一壳体零件的压力或温度导致的膨胀或变形可导致开口的变形，例如起初圆形的开口可变形从而变成椭圆形或任何其他形状。这可能具有负面的影响，例如对出口104与管道的连接。

根据本发明的具有与槽32接合的突起22的设计防止或至少明显减小了定位在第一和第二壳体零件2、3的接触区域附近的开口的这样的变形，并由此还确保了密封元件5相对于周向方向的均匀负载。

环状突起22和密封元件5的外或外侧定心相应地通过作用于突起22的径向外壁的槽32的径向外壁322来实现。

在根据本发明的泵壳1的另外的实施例的以下说明中，仅更详细地说明与第一实施例的差异。关于第一实施例的说明以相同的方式或类似以相同的方式对其他实施例同样有效。相同的附图标记标识那些已参考图2和图3说明的相同特征或功能等同的特征。当然，还可能的是，对不同实施例的特定特征进行组合。

图4示出了根据本发明的泵壳1的第二实施例的示意性图示。在图4中，紧固元件4没有被详细示出，而是仅由螺栓41的中心线4C表示。在泵壳1的第二实施例中，用于接纳径向密封元件5的环状密封槽6被布置在第二壳体零件3中。更准确地，环状密封槽6设置在第二壳体零件3的内段35的径向外表面351中，并且面对第一壳体零件2的环状突起22。

分别作为第一或第二实施例的变体，还可能的是，给第二壳体零件3的内段35的径向外表面351和第一壳体零件1的径向内表面25都提供相应的周向槽，其中，这些槽彼此面对并共同地形成用于接纳径向密封元件6的环状密封槽6。

图5示出了根据本发明的泵壳1的第三实施例的示意性图示。在图5中，紧固元件4没有被详细示出，而是仅由螺栓41的中心线4C表示。在泵壳1的第三实施例中，用于接纳径向密封元件5的环状密封槽6由第一和第二壳体零件2、3共同地形成。

密封元件5被设计成具有矩形横截面的轮廓密封件，也被称为轮廓垫片，并且例如由石墨制成。该类型的密封元件5通常需要预紧，以在密封元件5与第一和第二壳体零件2、3的与密封元件接触的表面之间产生表面压力。

在第三实施例中，第一壳体零件2的第一轴向端表面21的环状突起22不与第一壳体零件1的径向内表面25对准，而是相对于径向方向更加向外地布置，使得在环状突起22与径向内表面25之间形成有肩部24。

第二壳体零件3的第二轴向端表面31的环状凹陷部32相对于径向方向更加向外地布置，使得环状凹陷部32与环状突起22对准。因此，界定环状凹陷部32的径向内壁321不与第二壳体零件2的内段35的径向外表面351对准，而是相对于径向外表面351错开，使得第二轴向端表面31包括相对于径向方向布置在环状凹陷部32与内段35的径向外表面351之间的环状区域34。因而，环状密封槽6相对于轴向方向A由肩部24和环状区域34界定。相对于径向方向，环状密封槽6由环状突起22和第二壳体零件3的内段35的径向外表面351界定。

在径向密封元件5插入密封槽6的安装状态中，密封元件5相对于径向方向抵靠环状突起22和第二壳体零件3的内段35两者。另外，密封元件5相对于轴向方向A抵靠第二轴向端表面31的环状区域34和肩部24。

密封缝隙10在密封元件5处包括台阶。在密封元件5的高压侧HP上，密封缝隙10相对于径向方向由第二壳体零件3的内段35的径向外表面351并且由第一壳体零件2的径向内表面25界定。在密封元件5的低压侧LP上，密封缝隙10相对于径向方向由界定环状凹陷部32的径向内壁321并且由突起22界定。在如图5所示的这种布置中，密封缝隙10的更关键的部分是在密封元件5的低压侧LP上的部分。通过突起22与槽32的接合，可靠地防止了密封缝隙10的张开或明显增大，尤其是在密封元件5的低压侧LP上。

图6示出了根据本发明的泵壳1的第四实施例的示意性图示。在图6中，紧固元件4没有被详细示出，而是仅由螺栓41的中心线4C表示。为了更好的理解，图7示出了第四实施例的径向密封元件5的放大视图。

与首先的三个实施例不同的是，第四实施例不包括延伸到第一壳体零件2中的内段35(图2至图5)。另外，第二壳体零件3的第二轴向端表面31中的环状凹陷部32在径向内侧敞开，即，环状凹陷部32仅由径向外壁322并由轴向底壁323界定。但不存在像第一、第二和第三实施例中的径向内壁321那样的径向内壁。

突起22位于第一壳体零件2的径向内缘处，使得突起22形成第一壳体零件2的径向内表面25的一部分。

径向密封元件5布置在第二壳体零件3的环状凹陷部32中。尤其地，密封元件5布置在突起22与相对于轴向方向A界定环状凹陷部32的轴向底壁323之间。

径向密封元件5(同样参见图7)被设计成具有与周向方向垂直的基本上T形的横截面区域的环状密封元件5。密封元件5包括在轴向方向A上延伸的环形轴向腿51和在径向方向上、即与轴向腿51垂直地延伸的环形径向腿52。如能在图7中最佳地看到地，轴向腿51构造成朝着径向腿52渐缩，因而形成向密封作用提供最重要的贡献的两个锥形表面53、54。由于锥形表面53、54，所以这样的密封元件5还被称为锥形密封元件5。锥形密封元件5优选地由金属或含金属的材料制成。第一锥形表面53在低压侧LP上使密封元件5的轴向腿51与径向腿52连接，即第一锥形表面53在安装状态下接触第二壳体零件3。第二锥形表面54在高压侧HP上使轴向腿51与径向腿52连接，即第二锥形表面54在安装状态下接触第一壳体零件2。当密封元件被加压时，锥形密封元件5的整体形状不会明显改变。因而，图7所示的密封元件5的大体形状、尤其是横截面，在密封元件5的安装或加压之前和之后基本上相同。

在安装状态中与锥形表面53、54接触的突起22和环状凹陷部32的那些区域适于接纳密封元件5的轴向腿51，即所述区域同样以渐缩的方式构成，用于形成分别抵靠密封元件5的第一和第二锥形表面53、54的锥形接触面。

锥形密封元件5通常需要预紧，以在密封元件5的锥形表面53、54与抵靠密封元件5的锥形表面53、54的突起22和环状凹陷部32的锥形接触面之间产生表面压力。

为了可靠的密封作用，第二锥形表面54与第一壳体零件2(在此为突起22的锥形接触面)之间的表面压力应至少基本上与第一锥形表面53与第二壳体零件3(在此为环状凹陷部32的锥形接触面)之间的表面压力相同。

在包括这样的锥形密封元件的现有技术布置中(如已参考图1说明地)，压力和/或温度导致的变形，尤其是第一壳体零件2’的，通常导致尤其是密封元件的锥形表面与第一壳体零件2’之间的表面压力的降低，然而，密封元件的锥形表面与较硬的第二壳体零件3’之间的表面压力基本上保持不变，或者甚至具有提高的趋势。因此，当第一壳体零件2’的变形出现时，密封元件的锥形表面的接触第二壳体零件3’的部分经受明显比密封元件的锥形表面的接触第一壳体零件2’的部分强的表面压力。表面压力的该差异具有的不利效应是，密封元件被不均匀地加载，这可能导致密封元件的倾斜或弯曲或旋转或变形。这些效应可明显地危害可靠的密封功能。

在泵壳1的第四实施例中，防止或至少明显减小了这样的负面效应。通过突起22与环状凹陷部32的相互作用，并且尤其是通过外侧定心，确保了第二锥形表面54与第一壳体零件2(在此为突起22的锥形接触面)之间的表面压力总是至少近似与第一锥形表面53与第二壳体零件3(在此为环状凹陷部32的锥形接触面)之间的表面压力相同。

相对于径向方向，密封元件5的径向腿52不延伸至界定环状凹陷部32的径向外壁322。这具有的优点是，密封元件5和尤其是径向腿52在不抵靠径向外壁322的情况下可在径向方向上膨胀，例如由于高温的缘故。

关于轴向方向A，优选的措施是，密封元件5的径向腿52不被夹在环状突起22与环状凹陷部32的轴向底壁323之间。因此，密封元件5、突起22和凹陷部32以这样的一种方式构成，即，使得在突起22与径向腿52之间以及在环状凹陷部32的轴向底壁323与径向腿52之间存在间隙。尤其地，当第一和第二壳体零件2、3被压到一起时，所述间隙在于安装状态中同样存在。

在径向腿52的两侧上的间隙的优点是径向腿52能在径向方向上自由地膨胀和收缩。因而，特别是当密封元件5及其相邻的部件暴露于高温、强烈的温度梯度或温度瞬变时，密封元件5、尤其是径向腿52能在径向方向上改变其延伸，而在轴向方向A上不会被夹在突起22与环状凹陷部32的轴向底壁323之间。因此，通过在轴向方向A上提供所述间隙，能避免所谓的滑粘效应。另外，间隙确保了密封元件5总是自定心的，被均匀地加载以及防止倾斜或旋转。例如，间隙在密封元件的径向腿52的每侧上在0.1 mm与0.2 mm之间，优选地近似为0.15 mm。

即使已参考被设计成沸腾器泵的泵的特定实施例描述了本发明，不言而喻，本发明不局限于该类型的泵，而是可应用于所有其他类型的泵。

作为示例，在离心泵100被构造成筒壳泵的情况下，泵壳1的第一壳体零件2是一个或多个叶轮布置在其中的筒壳，并且第二壳体零件3是在轴向方向上封闭该壳的端盖。

Claims (15)

1.一种用于离心泵的泵壳，所述泵壳在轴向方向(A)上延伸，并且具有第一壳体零件(2)、用于密封地装接至所述第一壳体零件(2)的第二壳体零件(3)、用于将所述第一和所述第二壳体零件(2、3)相连的多个紧固元件(4)以及用于在所述第一和所述第二壳体零件(2、3)之间进行密封的径向密封元件(5)，其中，所述第一壳体零件(2)具有第一轴向端表面(21)，并且所述第二壳体零件(3)具有第二轴向端表面(31)，所述第一和第二轴向端表面(21、31)彼此面对，其特征在于，所述第一轴向端表面(21)包括在所述轴向方向(A)上延伸的环状突起(22)，并且所述第二轴向端表面(31)包括环状凹陷部(32)，所述环状凹陷部(32)构造成与所述环状突起(22)接合并且提供外侧定心，其中，所述环状突起(22)相对于所述紧固元件(4)被径向向内地布置。

2.根据权利要求1所述的泵壳，其中，所述环状凹陷部(32)被构造成环形槽。

3.根据前述权利要求中的任一项所述的泵壳，其中，所述密封元件(5)被布置在环状密封槽(6)中。

4.根据权利要求3所述的泵壳，其中，所述环状密封槽(6)被布置在所述第一壳体零件(2)中。

5.根据权利要求3或权利要求4所述的泵壳，其中，所述环状密封槽(6)被布置在所述第二壳体零件(3)中。

6.根据权利要求3至5中的任一项所述的泵壳，其中，所述密封槽(6)由所述第一和所述第二壳体零件(2、3)共同地形成。

7.根据前述权利要求中的任一项所述的泵壳，其中，所述突起(22)形成所述第一壳体零件(2)的径向内表面(25)的一部分。

8.根据权利要求7所述的泵壳，其中，所述密封槽(6)被布置在所述突起(22)中。

9.根据前述权利要求中的任一项所述的泵壳，其中，所述第二壳体零件(3)包括内段(35)，所述内段(35)延伸到所述第一壳体零件(2)中，使得所述第一壳体零件(2)包围所述第二壳体零件(3)的内段(35)，并且其中，所述密封元件(5)被布置在所述第二壳体零件(3)的内段(35)与所述第一壳体零件(2)之间。

10.根据前述权利要求中的任一项所述的泵壳，其中，所述密封元件(5)被布置在所述第二壳体零件(3)的环状凹陷部(32)中。

11.根据权利要求10所述的泵壳，其中，所述密封元件(5)是具有基本上T形的横截面的锥形密封元件(5)。

12.根据前述权利要求中的任一项所述的泵壳，其中，在位于所述紧固元件(4)的径向外面的区域中在所述第一轴向端表面(21)与所述第二轴向端表面(31)之间形成有环状缝隙(11)。

13.根据前述权利要求中的任一项所述的泵壳，其中，所述密封元件(5)由含金属的材料、或塑料、或橡胶、或石墨制成。

14.一种离心泵，其特征在于，所述泵包括根据前述权利要求中的任一项所述的泵壳(1)。

15.根据权利要求14所述的离心泵，其被设计成锅炉供给泵，或者用于使过程流体循环的沸腾器泵。