[實用新型]一種適用于三相密封的萊洛三角形槽型密封環

有效

• 申請號: 202022899280.8
• 申請日: 2020-12-07
• 公開（公告）號: CN213628878U
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發明（設計）人: 嚴如奇;王蕊霞;徐潔;丁俊華;陳漢卿;王世鵬;丁雪興;張偉政
• 申請（專利權）人: 蘭州理工大學
• 主分類號: F16J15/34
• 分類號: F16J15/34;F16J15/16
• 代理公司: 成都云縱知識產權代理事務所(普通合伙) 51316
• 代理人: 伍星

本實用新型公開了一種適用于三相密封的萊洛三角形槽型密封環，包括密封環端面，所述密封環端面環形均布若干動壓槽，所述動壓槽在密封環端面的投影呈萊洛三角形。本實用新型提供一種適用于三相密封的萊洛三角形槽型密封環，以解決現有技術中非接觸式機械密封環不適用于液體介質中含有氣、固相時的動壓密封問題，實現使液體介質中的雜質不易沉積，同時增強端面流體泵送效應穩定性的目的。

技術領域

本實用新型涉及流體動密封領域，具體涉及一種適用于三相密封的萊洛三角形槽型密封環。

背景技術

非接觸式液膜上游泵送機械密封旋轉環在高速運轉時，液體介質通過端面流體動壓槽旋轉時產生的上游泵送效應，把少量密封低壓側液體增壓泵送至高壓側，并在密封端面形成一層完整的液膜。這層穩定的液膜不僅完全阻塞了高壓側被密封介質的泄漏，而且起到對摩擦副的潤滑作用，這大大降低了密封裝置的磨損消耗。在一般的液體密封介質中往往含有氣相，甚至含有一些固體顆粒雜質，使得目前已有的窄端面密封槽型結構用于氣-液-固三相時，往往泵送效果較差且易于失效，其主要原因可歸結于如下兩個方面：首先，當前用于液膜動壓密封的槽型為以螺旋槽為首的窄槽、液體介質中含有固體顆粒時，易于形成雜質沉積，若雜質不能及時被清理，沉積的雜質將致使動壓槽阻塞或密封面損傷，從而使泵送效應喪失或增大密封裝置的磨損消耗，將嚴重影響密封穩定運行；其次，密封介質從低壓側到高壓側的泵送過程中，由于壓差的變化易導致三相流體膜內氣液兩相之間發生相互轉變，同時由于窄槽的作用，使得三相流體膜泵送效應極不穩定，容易引起動、靜環之間碰摩，嚴重時可直接導致密封面損傷失效。因此，現有技術中非接觸式液膜機械密封環不適用于液體介質中含有氣、固相時的動壓密封。

實用新型內容

本實用新型提供一種適用于三相密封的萊洛三角形槽型密封環，以解決現有技術中非接觸式機械密封環不適用于液體介質中含有氣、固相時的動壓密封問題，實現使液體介質中的雜質不易沉積，同時增強端面流體泵送效應穩定性的目的。

本實用新型通過下述技術方案實現：

一種適用于三相密封的萊洛三角形槽型密封環，包括密封環端面，所述密封環端面環形均布若干動壓槽，所述動壓槽在密封環端面的投影呈萊洛三角形。

現有技術中，當液體密封介質中含有氣相與固相時，用于液膜動壓密封的密封環上動壓槽內容易沉積固體顆粒雜質致使動壓槽阻塞或密封面損傷，且容易因氣液兩相之間發生相態轉變使得三相流體膜泵送效應極不穩定，為此，本實用新型提出一種適用于三相密封的萊洛三角形槽型密封環，本密封環在密封端面環形均布若干動壓槽，其中，動壓槽在密封環端面的投影呈萊洛三角形，即動壓槽的平面槽型呈萊洛三角形狀。萊洛三角形(Reuleaux triangle)，是分別以正三角形的頂點為圓心，以其邊長為半徑作圓弧，由這三段圓弧組成的曲邊三角形。本申請中使用萊洛三角形結構的動壓槽，其有益效果包括：首先，由于萊洛三角形槽型結構的開槽區域面積較大，加之雜質由于泵送效應隨流體被泵送至密封端面外，所以能夠使被密封介質中的雜質不易沉積，解決了現有技術液體介質中固相顆粒沉積的問題；其次，傳統的上游泵送密封結構，大部分按窄槽理論設計(如螺旋槽)，在泵送效應下流體膜內壓力劇烈變化，容易誘發流體膜內氣液兩相之間發生相態轉變，這將使得流體膜泵送效應極不穩定，容易引起動、靜環之間碰摩，嚴重時可直接導致密封面損傷失效，而本申請中萊洛三角形動壓槽具有定寬性，流體介質流入動壓槽時能夠得到穩定緩沖，而且萊洛三角形的邊是具有收斂性的圓弧，使其泵送效應增強，這些優點可使萊洛三角形槽產生良好的泵送效果，并能夠有效抵抗三相流體介質在泵送過程中由于氣液兩相之間發生相態轉變而導致的流體膜不穩定現象；最后，萊洛三角形槽型結構具有對稱性，因此適用于存在反轉的旋轉機械，適用范圍較廣、用途靈活。綜上，本申請特別適用于含氣-液-固三相介質的液體密封，不過這并不表示本申請不適用于常規單向密封環境下使用。當然，本申請使用時，萊洛三角形動壓槽的開槽參數根據具體的密封環結構參數、密封運行的工況參數進行設計。