[發明專利]一種超高壓零泄漏機械密封端面結構

在審

• 申請號: 202010492904.6
• 申請日: 2020-06-03
• 公開（公告）號: CN111520479A
• 公開（公告）日: 2020-08-11
• 發明（設計）人: 馬學忠;張偉政;丁雪興
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: F16J15/447
• 分類號: F16J15/447;F16J15/16
• 代理公司: 上海思牛達專利代理事務所(特殊普通合伙) 31355
• 代理人: 丁劍

1.一種超高壓零泄漏機械密封端面結構，包括機械密封的動環、靜環，所述動環或靜環端面的一側為高壓側即上游，所述動環或靜環端面的另一側為低壓側即下游，其特征在于：所述動環或靜環其中之一的端面被分為五個功能結構區域，該系列區域在密封端面環帶狀區域內分布且從下游側到上游側依次為密封壩區、導向功能結構區、低壓控漏功能結構區、隔離功能結構區和高壓承載功能結構區。導向、低壓控漏和隔離功能結構區由周向臺階、微織構和環槽組合構成，其中導向功能結構區另有徑向直線槽聯通低壓控漏、隔離、高壓承載功能結構區和上游側，高壓承載功能結構區為錐面構型，在導向、低壓控漏和隔離功能結構區之間是密封堰。

2.如權利要求1所述的一種超高壓零泄漏機械密封端面結構，其特征在于：所述導向功能結構區由三部分組成，第一部分為呈周期性分布的微織構或周向臺階，其周期數范圍為1～100；第二部分為一環槽；第三部分為呈周期性分布的徑向直線槽且其與上游側聯通，其周期數范圍為2～10，深度范圍為5～1000μm，槽區圓心角范圍為1～10°。第一部分微織構或周向臺階可與第二部分環槽或與第三部分徑向直線槽聯通呈發散狀。

3.如權利要求1所述的一種超高壓零泄漏機械密封端面結構，其特征在于：所述低壓控漏和隔離功能結構區均由呈周期性分布的周向臺階組成，其與所述徑向直線槽逐一配對聯通呈發散型槽即二者周期數一致，其深度范圍為1～200μm，寬度范圍為0.1～8mm；或則所述低壓控漏和隔離功能結構區均由微織構和環槽組成，所述每兩個徑向直線槽之間均布有2～20個微織構并與所述環槽聯通。

4.如權利要求1、2、3所述的一種超高壓零泄漏機械密封端面結構，其特征在于：所述環槽均與所述徑向直線槽貫通，對于導向和隔離功能結構區所述環槽深度范圍為0～500μm，對于低壓控漏功能結構區其深度范圍為1～500μm，寬度范圍均為0.1～5mm。

5.如權利要求1、2、3所述的一種超高壓零泄漏機械密封端面結構，其特征在于：所述微織構呈長條狀如但不限于長梯形、矩形、L型、平行四邊形等織構，對于導向功能結構區和隔離區功能結構區所述微織構深度范圍為0～100μm，對于低壓控漏功能結構區其深度范圍為1～100μm。

6.如權利要求1所述的一種超高壓零泄漏機械密封端面結構，其特征在于：所述高壓承載功能結構區由呈周期性分布的錐面構成，周期數與所述徑向直線槽相同，其錐角范圍為1～1000μrad。