[發明專利]傾斜漸變多孔端面非接觸式機械密封結構

有效

• 申請號: 201310364262.1
• 申請日: 2013-08-20
• 公開（公告）號: CN103470762A
• 公開（公告）日: 2013-12-25
• 發明（設計）人: 彭旭東;佘寶瑛;孟祥鎧;李紀云
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: F16J15/16
• 分類號: F16J15/16
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司 33201
• 代理人: 王兵;黃美娟

1.傾斜漸變多孔端面非接觸式機械密封結構，它包括機械密封的動環、靜環，所述動環和靜環端面的一側為高壓側即上游，所述動環和靜環端面的另一側為低壓側即下游，其特征在于：所述動環或靜環中至少有一個密封環的端面上開有依照旋轉中心對稱分布的傾斜漸變孔，構成漸變孔環帶；所述漸變孔的隊列排列成與所述的端面的直徑成傾斜角的傾斜直線，且各個隊列的傾斜角相等；所述隊列中的漸變孔從高壓側即上游到低壓側即下游孔徑逐漸減小；位于相同半徑上的漸變孔的尺寸相同；所述密封環的端面上的上游和下游上設有光滑平面的環形密封壩。

2.根據權利要求1所述的傾斜漸變多孔端面非接觸式機械密封結構，其特征在于：所述隊列的傾斜度β取值范圍為0～90°，其中β為漸變孔隊列所在直線和該直線與所述的端面圓周交點處圓周的切線間的夾角，且各個隊列傾斜直線的β均相等；所述漸變孔的長軸傾斜角θ取值范圍為0～180°，其中θ為漸變孔的長軸和所述的切線間的夾角。

3.根據權利要求2所述的傾斜漸變多孔端面非接觸式機械密封結構，其特征在于：所述漸變孔環帶的徑向長度比a定義為a=（r_o-r_g）/（r_o-r_i），其中r_i、r_o分別為開孔端面的內外半徑，r_g為端面開孔區的最小半徑；所述徑向長度比a的取值范圍為0.4～1。

4.根據權利要求3所述的傾斜漸變多孔端面非接觸式機械密封結構，其特征在于：所述漸變孔單個隊列包含3～20個漸變孔，優選為5～10個。

5.根據權利要求4所述的傾斜漸變多孔端面非接觸式機械密封結構，其特征在于：當密封介質為液體時，所述漸變孔的孔深d為0.01～1.5mm，優選值為0.05～1.2mm；當密封介質為氣體時，所述漸變孔的孔深d為1～18μm，優選值為3～10μm。

6.根據權利要求5所述的傾斜漸變多孔端面非接觸式機械密封結構，其特征在于：所述漸變孔隊列其孔深沿徑向從高壓側到低壓側逐漸變淺，當密封介質為液體時，所述漸變孔在高壓側的孔深d為0.05～1.5mm，在低壓側的孔深為0.01～0.5mm，漸變幅度為0.01～0.25mm；當密封介質為氣體時，所述漸變孔在高壓側的孔深d為3～12μm，在低壓側的孔深為1～5μm，漸變幅度為0.5～1μm。

7.根據權利要求5或6所述的傾斜漸變多孔端面非接觸式機械密封結構，其特征在于：所述漸變孔的形狀是下列之一：橢圓、矩形、菱形、三角形、正方形、或圓形。

8.根據權利要求7所述的傾斜漸變多孔端面非接觸式機械密封結構，其特征在于：所述漸變孔位于高壓側的孔長軸為0.1～5mm，長、短軸之比為1～10；所述漸變孔位于低壓側的孔長軸為0.05～1mm，長、短軸之比為1～10；所述漸變孔的結構尺寸的漸變幅度為0.05～1mm；所述隊列中的相鄰漸變孔的等間距相等，相鄰兩孔之間的間距為0.05～1mm。

9.根據權利要求8所述的傾斜漸變多孔端面非接觸式機械密封結構，其特征在于：所述傾斜漸變孔的隊列排布方式可以是下列之一：傾斜直線、圓弧線、或螺旋線。

10.根據權利要求1所述的傾斜漸變多孔端面非接觸式機械密封結構，其特征在于：所述傾斜漸變多孔端面通過沿周向和徑向方向合理排布和漸變孔本身的傾斜，可以實現密封端面的雙向旋轉。