[實用新型]一種徑向螺旋槽內徑端加開周向貫通槽的新型機械密封環

無效

• 申請號: 200920230850.5
• 申請日: 2009-09-08
• 公開（公告）號: CN201582390U
• 公開（公告）日: 2010-09-15
• 發明（設計）人: 袁壽其;李亞南;陳匯龍
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: F16J15/16
• 分類號: F16J15/16
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域：

本發明涉及機械密封的摩擦與潤滑，是一種在原密封環端面徑向螺旋槽的內徑壩區加開一個周向貫通槽，旨在減少開機時密封環端面的摩擦磨損。

背景技術：

機械密封是一種廣泛應用于石油化工、航空航天等領域的旋轉軸軸向端面密封裝置。隨著科學技術的迅速發展，對機械密封提出了更高的要求，特別是為了適應高壓、高溫、高速等惡劣工況條件的要求，提出了用于密封液體介質、液體潤滑的上游泵送機械密封。近幾年，對于上游泵送機械密封的研究主要是圍繞“減少泄漏量”和“提高動壓效應”的目標來改進密封端面的形貌。中國專利01279563.1提出了一種新型的單列交錯流體動壓槽上游泵送機械密封。這種機械密封主要是在密封環端面(圓環面)上開設一列長短交錯且與一環形溝槽相連通的流體動壓槽，從而改變了常規機械密封動壓環或靜壓環的端面結構，具有良好的瞬間開啟能力和及時排除固體顆粒能力。但是，這種單列交錯流體動壓槽對流體動壓效應的提高，尤其開時效果不盡如人意。以色列教授Etsion.I在Model?for?mechanical?seals?with?regularmicrosurface?structure.Tribology?Transactions，39(3)：677-683(1996)一文中提出了表面(圓環面)具有微觀凹腔的機械密封，通過理論計算和試驗研究發現：微觀凹腔有利于產生流體動壓效應，所以這類機械密封在改善潤滑、提高流體膜剛度方面效果明顯。但是，這種微凹腔不能產生上游泵送效應，所以無法解決減少泄漏的問題。中國專利200510038704.9公開了一種槽腔相互組合的端面機械密封。這種機械密封是在機械密封的動環或靜環上同時開設具有一定分布位置的微觀潤滑腔和一定形式的宏觀泵送槽。這兩種造型的結合使機械密封的流體動壓效應和上游泵送效應更為顯著。適用于一切液體介質用機械密封，特別適用于高參數(高溫、高壓、高速)的工況條件下。主要優點是將微觀潤滑腔和宏觀泵送槽相結合，解決了密封的泄漏和潤滑減磨問題。但對于改善在開機時的潤滑狀況效果不夠明顯?？梢?，上述機械密封雖然在“減少泄漏”和“提高流體膜承載能力”方面取得了明顯進展，但仍不盡如人意，尤其是對于開機時的密封環端面摩擦狀況的改善效果不理想。

發明內容：

本發明的目的是彌補上述不足，提出的能有效減少開機時的摩擦磨損，減少泄漏量的新型密封結構。它主要是針對機械密封的摩擦發熱，受熱不均等問題，通過改進密封環結構，減少摩擦磨損，提高潤滑冷卻效果，降低熱變形，避免熱裂，減小泄漏量，提高密封工作的穩定性，更好發揮端面改形作用，獲得更為理想的機械密封。

本發明主要涉及密封環端面形貌的改進問題，其特征在于：在機械密封的動環端面開設的徑向螺旋槽的內徑壩區加開一個周向貫通槽，周向貫通槽的外徑與徑向螺旋槽的內徑貫通，其深度不變且等于螺旋槽的槽深，沿軸向各截面寬度相同，螺旋槽與周向貫通槽的區域占整個密封環端面寬度的百分比取p＝0.74～0.8，其中徑向螺旋槽的區域占密封環端面寬度的比值取p₁＝0.7～0.74，周向貫通槽的徑向寬度占密封環端面寬度的比值取p₂＝0.04～0.1，且保持p＝p₁+p₂。這種密封環結構適用于一切液體介質的機械密封。

本發明的效果主要是：(1)壩區位于密封環端面的內徑側，槽區與密封環端面的外徑貫通，螺旋槽的內徑側連接周向貫通槽，在靜止閉合時能有少量外部高壓介質滲入槽內，在開機時能夠快速充盈槽區，起到潤滑作用；(3)在徑向螺旋槽、密封堰、周向貫通槽間能形成微循環流動，在開機時能更快地排除密封介質中的固體顆粒等雜質，避免了固體顆粒對密封端面的磨損。且周向此貫通槽能夠克服外開螺旋槽壓力分布不夠均勻的缺陷，有利于壓力的均勻分布。

附圖說明：

圖1為本發明的密封環結構圖

圖2為結構圖1的A-A向剖面圖

圖3為結構圖1的B-B向剖面圖