[發明專利]一種可雙向旋轉的流體動壓型機械密封結構

有效

• 申請號: 201711430389.3
• 申請日: 2017-12-26
• 公開（公告）號: CN108223799B
• 公開（公告）日: 2021-03-30
• 發明（設計）人: 寇桂岳
• 申請（專利權）人: 南昌工程學院
• 主分類號: F16J15/16
• 分類號: F16J15/16
• 代理公司: 北京慧泉知識產權代理有限公司 11232
• 代理人: 王順榮;唐愛華

本發明提供一種可雙向旋轉的流體動壓型機械密封結構，該機械密封結構的前端面即密封面是由外環(1)、內環(2)、密封堰區(3)、密封壩區(4)及動壓型槽(5)組成；它們都位于該機械密封結構的前端面即密封面上的不同位置；本發明沿密封端面周向均勻分布的動壓槽，無需要求特定的旋轉方向，即可以雙向旋，運行時動壓槽有效地提高了流體動壓效應，減小了因機械密封端面不平度引起的副作用，提高了機械密封的工作效能；整個型槽具有一定的流體靜壓效應，使得機械密封在流體靜壓作用下，靜止時有一定的開啟力；可以有效避免小膜厚、小壓差的極端工況下的碰磨失效，實現了密封的非接觸、提高耐磨損，延長了使用壽命，提高了密封的可靠性。

技術領域

本發明提供一種可雙向旋轉的流體動壓型機械密封結構，具體地說，是一種在動環或靜環的端面上開設一定數量的動壓型槽，屬于流體密封中的旋轉軸密封技術領域。

背景技術

機械密封是一種依靠彈性元件對動、靜環端面密封副的預緊和介質壓力與彈性元件壓力的壓緊而達到密封的軸向端面密封裝置，故又也稱為端面密封。機械密封廣泛地應用于離心泵、離心機、反應釜和壓縮機等設備上。隨著工業領域的快速發展，實際應用中要求機械密封能適應在高壓、高速，突變工況等較極端的工況條件，這樣就對機械密封的性能提出了更高的要求。現有機械密封的報道也很多如中國專利CN1364987A、CN1206801A、CN201496542U。國外專利EP0499370A1、E632219A1、US6446976、US65750和US6726213。但都存在大量的不足之處，如傳統的接觸式機械密封端面間無法形成穩定的液膜、端面的磨損、密封環的熱裂等都容易導致密封的失效。而非接觸式密封如目前應用較為廣泛的螺旋槽機械密封，主要是在動或靜環的端面上進行改形(深槽型、淺槽型以及織構型)，這些結構在一定程度上提高了機械密封性能，但是泄漏量大于相同規格的普通端面機械密封，同時工作中排屑的性能較差，易造成顆粒的堆積。對于織構型都存在抗壓能力差、端面間流體膜厚不足，或者流體膜剛度不足以抵抗外界干擾，導致密封系統不正常穩定運行，同時也存在排屑能力差的問題。據此，設計一種機械密封結構端面構型，能夠同時產生流體靜壓力、流體動壓力、減少密封端面的接觸，可以有效地避免密封的失效，同時保持較小的端面間隙以控制泄漏量。

發明內容

(一)目的

為了克服上述現有技術的缺點，本發明提供一種可雙向旋轉的流體動壓型機械密封結構，它是一種開啟力大、抗壓及抗干擾能力強、高參數下具有較小泄漏量、啟停過程流體動壓效果好、正常運行時流體承載力充足的新型機械密封結構。

(二)技術方案

現有的機械密封結構的動環或靜環(如圖1所示)都是一個圓柱體:由后端面、圓柱面、前端面組成，一般作為密封面的是前端面。所述機械密封的動環或靜環，如圖6所示，所述動環或靜環的端面的一側為高壓側即上游，所述動環和靜環的端面的另一側為低壓側即下游，所述的動環或靜環至少有一個環的密封端面上開設有多個沿周向均勻分布的流體動壓形型槽。

本發明是一種可雙向旋轉的流體動壓型機械密封結構，其特征(如圖2所示)在于：該機械密封結構的前端面即密封面是由外環1、內環2、密封堰區3、密封壩區4及動壓型槽5組成；它們都位于該機械密封結構的前端面即密封面上的不同位置；

所述的外環1，是該機械密封結構密封面的外圓面；

所述的內環2，是該機械密封結構密封面的內圓面；

所述的密封堰區3，是兩動壓型槽5之間未開槽的部分；

所述的密封壩區4，是動壓型槽5的末端(如圖2中的點畫線位置)與內環2之間所設的光滑圓環形平面部分；

所述的動壓型槽5，開設在該機械密封結構的前端面即密封面上，該動壓型槽5共有(6～10)個，其個數隨該機械密封結構的大小而改變；各個動壓型槽5沿該機械密封結構端面周向均勻分布；