[發明專利]一種摩擦副

在審

• 申請號: 202011246562.6
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112253755A
• 公開（公告）日: 2021-01-22
• 發明（設計）人: 金樂;朱向東;王巖;崔懷明;金剛;黃炳臣
• 申請（專利權）人: 上海電氣凱士比核電泵閥有限公司
• 主分類號: F16J15/40
• 分類號: F16J15/40;F16J15/26
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;周乃鑫

本發明公開了一種摩擦副，所述摩擦副包括：第一密封環和第二密封環，第一密封環設有第一摩擦平面；第二密封環設有第二摩擦平面；第一密封環與第二密封環疊置，使得第一摩擦平面和第二摩擦平面相互接觸；第一摩擦平面和第二摩擦平面上分別設有附著層，使得第一密封環和第二密封環在水潤環境下達到超滑工作狀態。本發明減小了密封液膜的厚度，降低了摩擦副的泄漏率。

技術領域

本發明涉及機械密封領域，特別涉及一種摩擦副。

背景技術

機械密封屬于旋轉軸密封的一類，在化工、石油、紡織、運輸、電力、農業等諸多行業中具有廣泛的應用。

然而，在機械密封的運行過程中，根據機械密封的工作狀態不同，密封液膜的厚度有所不同：常見的非接觸型密封面的密封液膜厚度約為10μm，接觸型密封的密封液膜厚度通常小于1μm。通常情況下，密封液膜厚度過大則造成密封效果不佳、泄漏量大；密封液膜厚度過小則造成密封表面之間發生接觸、產生磨損。

密封液膜的厚度由密封面的表面形貌輪廓所確定。現有的機械密封的密封面在裝配之前通常需要進行研磨和拋光，使得密封面盡量光滑，達到較低粗糙度(Ra0.2μm)，防止由于密封面的局部凸起造成接觸、碰撞與磨損。

密封液膜的厚度的下限由加工及裝配精度所限制。正常情況下，如圖1所示，密封面的摩擦狀態處于“全膜潤滑+局部邊界潤滑”的狀態，局部的邊界潤滑狀態限制了密封液膜厚度的進一步減小。例如，在水潤滑機械密封中，在表面粗糙度Ra＝0.1μm的密封面間，密封液膜的厚度無法低于0.45μm，否則將出現大面積的密封表面局部接觸并產生磨損。由此，由于密封液膜的厚度無法進一步降低，則在確保密封表面不發生大面積磨損的前提下，導致機械密封的泄漏率無法進一步降低的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種摩擦副，以解決現有技術中由于密封液膜的厚度無法進一步降低，則在確保密封表面不發生大面積磨損的前提下，導致機械密封的泄漏率無法進一步降低的問題。

為了解決以上問題，本發明通過以下技術方案實現：

一種摩擦副，包括：第一密封環和第二密封環，所述第一密封環設有第一摩擦平面；所述第二密封環設有第二摩擦平面；所述第一密封環與所述第二密封環疊置，使得所述第一摩擦平面和所述第二摩擦平面相互接觸；

所述第一摩擦平面和所述第二摩擦平面上分別設有附著層，使得所述第一密封環和第二密封環在水潤環境下達到超滑工作狀態。

優選地，所述第一摩擦平面和所述第二摩擦平面之間的間隙內設有密封液膜，所述密封液膜的厚度小于或等于0.1μm。

優選地，所述第一摩擦平面和所述第二摩擦平面之間摩擦系數小于或等于0.01。

優選地，第一密封環和第二密封環的材料分別為碳化硅。

優選地，所述附著層通過硅氧溶膠脫水固化而成。

優選地，所述第一摩擦平面和所述第二摩擦平面上分別設有氧化層，所述氧化層的厚度15nm～25nm。

本發明至少具有以下優點之一：

本發明所提供的摩擦副可以應用于水潤滑機械密封，這種摩擦副能夠在水環境下達到超滑工作狀態，其液膜厚度在0.1μm的數量級、摩擦系數遠低于0.01，并且摩擦表面(第一摩擦平面和第二摩擦平面)沒有可觀測到的磨損，即摩擦副在運行過程中不發生顯著磨損。這種在工作狀態下的機械密封能夠在無顯著磨損的情況下，減小了密封液膜的厚度，大幅度降低了流經密封間隙的密封介質的泄漏率。

由此解決了現有技術中由于密封液膜的厚度無法進一步降低，則在確保密封表面不發生大面積磨損的前提下，導致機械密封的泄漏率無法進一步降低的問題。

附圖說明