[實用新型]對數螺旋環形槽干氣密封環

有效

• 申請號: 201521133247.7
• 申請日: 2015-12-30
• 公開（公告）號: CN205226382U
• 公開（公告）日: 2016-05-11
• 發明（設計）人: 吳鑫瓏
• 申請（專利權）人: 成都德瑞密封技術有限公司
• 主分類號: F16J15/40
• 分類號: F16J15/40
• 代理公司: 北京天奇智新知識產權代理有限公司 11340
• 代理人: 郭霞

技術領域

本實用新型涉及一種對數螺旋槽干氣密封環，尤其涉及一種對數螺旋環形 槽干氣密封環，主要應用于石油化工壓縮機、反應釜、泵及相似旋轉設備上的 干氣密封。

背景技術

隨著石油、石化行業的發展，現代工藝技術對轉動設備的要求越來越高， 希望轉動設備能夠長期穩定運行，同時由于現代工業生產對環保和可持續發展 的日益重視，對密封的性能要求也越來越高，密封性能要求向著微泄漏、長壽 命、高可靠性方向發展。干氣密封作為一種新型密封技術，它屬于非接觸式機 械密封，它與普通機械密封的不同是在密封端面上加工微米量級淺槽并以氣體 作為潤滑劑，實現了端面的非接觸。這種密封與普通機械密封或者油潤滑動壓 型機械密封相比具有無與倫比的優越性：低功率消耗，無磨損運行，無油/氣 污染，不要求密封油系統和無pv值的限制，從而顯著減少了系統運行和維護費 用。

干氣密封(氣體潤滑密封)的概念是20世紀60年代末在氣體潤滑軸承的基 礎上發展起來的新型非接觸式密封裝置。第一個干氣密封的專利1968年在英國 出現，1976年首次工業應用，1983年開始推廣應用。最初的干氣密封是開發作 為透平壓縮機、膨脹機的密封，這種新型的密封方式去除了壓縮機密封中復雜 笨重的油封系統，節約了運行成本，現在非接觸氣體潤滑密封已經是工業透平 壓縮機的一種標準密封形式。這種密封的研制大體經過了5個階段：1971年， 完成壓力變形控制；1975年，研究剛性密封環與柔性密封環組合關系；1976年， 密封動力學與氣膜剛度分析；1977年完成密封氣膜熱平衡研究；1979年，研究 自動調節機構；1982年，柔性密封面概念建立；1985年，研究自動對中機構。 20世紀90年代國外開始在中低速旋轉機械如離心泵、攪拌釜中采用干氣密封， 國內最近十來年才開始大范圍使用。

干氣密封最核心的技術在于動壓槽的有限元計算設計與加工，動壓槽的形 狀和參數設計決定了密封端面能否開啟，能否穩定運行的關鍵，現在應用最廣 泛的是對數螺旋槽和T型槽的密封環，但是這兩種結構的動壓效應仍然需要進 一步的提高。

實用新型內容

本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種對數螺旋環形槽干 氣密封環。

本實用新型通過以下技術方案來實現上述目的：

一種對數螺旋環形槽干氣密封環，包括環體，所述環體上設置有多個對數 螺旋槽，每個所述對數螺旋槽的尾部均延伸設置有一段微型槽，多段所述微型 槽均位于所述環體的同一環線上。

優選地，所述環體采用硬質材料制成。

優選地，所述環體為碳化硅或硬質合金中的一種。

優選地，所述微型槽的深度為5～10μm。

本實用新型的有益效果在于：

本實用新型有效提高了密封端面的壓力分布均勻性，在干氣密封裝置中能 形成穩定的氣模，動壓效應得到了明顯的提高。

附圖說明

圖1是本實用新型所述對數螺旋環形槽干氣密封環的結構示意圖；

圖中：1-對數螺旋槽、2-環體、3-微型環形槽。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明：

如圖1所示，本實用新型包括環體2，環體2上設置有多個對數螺旋槽1， 每個對數螺旋槽1的尾部均延伸設置有一段微型槽3，多段微型槽3均位于環體 2的同一環線上。

在本實施例中，環體采用硬質材料制成，這里為碳化硅或硬質合金。微型 槽3的深度為5～10μm。

我公司經過有限元軟件分析和大量的實驗證明，新型的對數螺旋環形槽結 構能有效提高和保證端面有穩定的氣模狀態。在密封端面上，將密封面分為槽 區和壩區兩個部分，壩區起到密封的作用，限制氣體向低壓側泄漏；螺旋槽區 則產生非接觸運轉時所需要的動壓開啟力索需要氣體，微型槽3區保證開啟力 穩定。

當動環高速旋轉時，動環表面的動壓槽將外側處高壓氣體向下泵入密封端 面，氣體由外徑向中心流動，而密封壩起著一個節流的作用，于是氣體被壓壓 力升高，在環形槽根處形成一個高壓環形高壓動壓區。

密封端面的氣膜壓力形成開啟力，在密封穩定運行時，該開啟力與作用在 補償環背面的氣體壓力和彈簧力形成的閉合力平衡，從而達到密封的非接觸無 磨損運行。密封端面間形成的氣膜厚度很薄，通常是微米級，該氣膜具有一定 的承載能力。

本實用新型具有以下優勢：