[發(fā)明專利]一種順逆流泵送結(jié)合的徑向雙端面機(jī)械密封裝置

有效

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• 申請日: 2014-04-15
• 公開（公告）號: CN103912685A
• 公開（公告）日: 2014-07-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉向鋒;黃偉峰;胡松濤;宋智翔;劉瑩;王玉明
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學(xué)
• 主分類號: F16J15/34
• 分類號: F16J15/34
• 代理公司: 西安智大知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所 61215
• 代理人: 賈玉健

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)式流體機(jī)械徑向雙端面機(jī)械密封裝置，特別涉及對于外部施加流體在密封內(nèi)外側(cè)泄漏量要求不同的一種順逆流泵送結(jié)合的徑向雙端面機(jī)械密封裝置，適用于各種壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、泵、反應(yīng)釜等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸端密封。

背景技術(shù)

徑向雙端面機(jī)械密封已有報(bào)道，如中國專利CN101158405A提出一種結(jié)構(gòu)緊湊，應(yīng)用安裝方便的徑向雙端面機(jī)械密封裝置。但是其僅僅考慮到外部施加壓力引起的靜壓效應(yīng)，沒有提供動(dòng)壓效應(yīng)的可行性方案，同時(shí)最主要的是其缺乏分別控制外部施加流體在密封環(huán)內(nèi)外側(cè)泄漏量的考慮，從而忽視了其所帶來的密封效益。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，本發(fā)明的目的在于提供一種順逆流泵送結(jié)合的徑向雙端面機(jī)械密封裝置，同時(shí)利用順流逆流泵送效應(yīng)結(jié)合來控制外部施加流體在密封內(nèi)外側(cè)的泄漏量，從而減少密封介質(zhì)的泄漏量，適用于密封介質(zhì)對環(huán)境影響較大的場合，例如核電站主泵的密封系統(tǒng)。

為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：

一種順逆流泵送結(jié)合的徑向雙端面機(jī)械密封裝置，包括隨軸旋轉(zhuǎn)的密封動(dòng)環(huán)7，柔性固定于密封腔體的靜環(huán)1作為補(bǔ)償環(huán)；在靜環(huán)1內(nèi)開有引入外部流體壓力的通道2，通道2以一定數(shù)量沿周向均勻分布在靜環(huán)1內(nèi)；靜環(huán)1端面上開有環(huán)形凹槽4，在環(huán)形凹槽4上布置有與通道2相通的小孔3；在環(huán)形凹槽4兩側(cè)分布有形成動(dòng)壓效應(yīng)的外側(cè)動(dòng)壓槽5和內(nèi)側(cè)動(dòng)壓槽6。

所述的密封裝置密封靜環(huán)1作為柔性補(bǔ)償裝置，外部流體通道2與外部柔性裝置相連；若由密封動(dòng)環(huán)7作為補(bǔ)償裝置，則外部流體通道2可直接與外部流體壓力源連接。

所述密封裝置外部施加流體的壓力高于被密封介質(zhì)的壓力0.1—5MPa。

所述小孔3直徑為0.1-1mm，數(shù)量為4-8，沿周向均勻分布分布在一個(gè)環(huán)形凹槽4內(nèi)。

所述環(huán)形凹槽4的寬度為1-5mm，深度為10-1000μm。

所述的外側(cè)動(dòng)壓槽5和內(nèi)側(cè)動(dòng)壓槽6沿周向均勻分布在密封環(huán)端面上，外側(cè)動(dòng)壓槽5布置在環(huán)形凹槽4靠近密封環(huán)外徑一側(cè)，動(dòng)壓槽6布置在環(huán)形凹槽4靠近密封環(huán)內(nèi)徑一側(cè)，外側(cè)動(dòng)壓槽5和內(nèi)側(cè)動(dòng)壓槽6的深度為2-12μm，個(gè)數(shù)為8-20。

本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

（1）在兩個(gè)相對旋轉(zhuǎn)的動(dòng)靜密封環(huán)端面之間引入高于內(nèi)外側(cè)的外部施加流體，提供靜壓效應(yīng)的同時(shí)，阻礙密封介質(zhì)的泄漏。外部施加的流體通過小孔3進(jìn)入到環(huán)形凹槽4內(nèi)，其目的為起到均壓和節(jié)流的作用。

（2）每對在環(huán)形凹槽4兩側(cè)沿其同向布置的動(dòng)壓槽5、6都包括一側(cè)的順流泵送槽和另一側(cè)的逆流泵送槽。順流泵送槽能產(chǎn)生動(dòng)壓效應(yīng)，同時(shí)有益于流體泵送到密封外；逆流泵送槽能產(chǎn)生動(dòng)壓效應(yīng)，同時(shí)阻礙流體泵送到密封外。

（3）本發(fā)明通過同時(shí)利用順流逆流泵送效應(yīng)來減少密封接合面的泄漏量，適用于密封介質(zhì)對環(huán)境影響較大的場合。

附圖說明

圖1是順逆流泵送結(jié)合的徑向雙端面機(jī)械密封裝配示意圖。

圖2是密封環(huán)端面外側(cè)逆泵內(nèi)側(cè)順泵型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是密封環(huán)端面外側(cè)順泵內(nèi)側(cè)逆泵型結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中，1.密封靜環(huán)，2.外加流體通道，3.小孔，4.環(huán)形凹槽，5.外側(cè)動(dòng)壓槽，6.內(nèi)側(cè)動(dòng)壓槽，7.密封動(dòng)環(huán)。

具體實(shí)施方式

結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對本技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說明。

參照圖1、圖2，一種順逆流泵送結(jié)合的徑向雙端面機(jī)械密封裝置，包括兩個(gè)機(jī)械密封環(huán)及相配套的一系列補(bǔ)償裝置和副密封裝置，密封動(dòng)環(huán)7隨軸旋轉(zhuǎn)固定于密封腔體的靜環(huán)1作為補(bǔ)償環(huán)；在靜環(huán)1內(nèi)開有引入外部流體壓力的通道2，通道2以一定數(shù)量沿周向均勻分布在靜環(huán)1內(nèi)；靜環(huán)1端面上開有環(huán)形凹槽4，在環(huán)形凹槽4上布置有與通道2相通的小孔3；在環(huán)形凹槽4兩側(cè)分布有形成動(dòng)壓效應(yīng)的外側(cè)動(dòng)壓槽5和內(nèi)側(cè)動(dòng)壓槽6。

所述密封裝置外部施加流體的壓力高于被密封介質(zhì)的壓力0.1—5MPa。

所述小孔3直徑為0.1-1mm，數(shù)量為4-8，沿周向均勻分布分布在一個(gè)環(huán)形凹槽4內(nèi)。

所述環(huán)形凹槽4的寬度為1-5mm，深度為10-1000μm。

所述外側(cè)動(dòng)壓槽5和內(nèi)側(cè)動(dòng)壓槽6沿周向均勻分布在密封環(huán)端面上，外側(cè)動(dòng)壓槽5在靜環(huán)1最外側(cè)布置,與環(huán)形凹槽4之間存在壩區(qū)；內(nèi)側(cè)動(dòng)壓槽6在環(huán)形凹槽4內(nèi)側(cè)布置，并與環(huán)形凹槽4連通；外側(cè)動(dòng)壓槽5和內(nèi)側(cè)動(dòng)壓槽6的深度為2-12μm，個(gè)數(shù)為8-20。