[發明專利]一種水滴型微凹坑織構端面機械密封結構

在審

• 申請號: 202110952802.2
• 申請日: 2021-08-19
• 公開（公告）號: CN113551037A
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發明（設計）人: 童慧;童英琦;趙佳佳
• 申請（專利權）人: 江蘇金鷹流體機械有限公司
• 主分類號: F16J15/16
• 分類號: F16J15/16;F16J15/40
• 代理公司: 南京蘇科專利代理有限責任公司 32102
• 代理人: 陳望坡

本發明公開了一種水滴型微凹坑織構端面機械密封結構，包括動環和靜環，在動環與靜環相對的兩個密封端面中的至少一個密封端面為開槽密封端面，在開槽密封端面上分布有多組水滴型微凹坑織構單元，水滴型微凹坑織構單元由若干水滴型微凹坑織構組成，水滴型微凹坑織構單元中各水滴型微凹坑織構的形狀呈從端面高壓側到低壓側仿照水滴自由下落過程中的形狀變化沿徑向依次變化；相鄰水滴型微凹坑織構單元由堰區隔開；位于同一半徑上的水滴型微凹坑織構構成一圈，每圈水滴型微凹坑織構的面積相等；在近低壓側的開槽密封端面上沿周向有若干魚泡型微凹坑織構，魚泡型微凹坑織構由兩個橫臥的水滴型微凹坑織構成。本發明具有高穩定及抗磨損且壽命長的優點。

技術領域

本發明涉及主要用于容器如反應釜、攪拌桶的攪拌軸軸端液體潤滑機械密封器件技術領域，具體涉及一種水滴型微凹坑織構端面機械密封結構。

背景技術

表面織構技術作為一種提高機械零部件摩擦學性能的有效方法，在近年來取得了快速的發展，并已經被廣泛應用于容器（如：反應釜、攪拌桶）的攪拌軸軸端的機械密封。目前，國內外已經有圓形織構、橢圓織構、三角形及多邊形織構等多種微凹坑織構端面的機械密封（CN202010448674.3，CN201911028318.X，CN201710559577.X，CN201710559564.2，CN201620796404.0，CN200920198984.3，CN200910101512.6），這些微凹坑織構具有容納磨粒，減小摩擦系數，提高承載力，延長使用壽命等優勢，但是這類織構也同時具有流體動壓效果不強，端面儲液能力不夠，啟停時高壓側密封介質難以進入端面等弊端。與此同時，隨著工業技術的快速發展，要求機械密封能適應更極端（如高速、高溫、低溫、高壓等）和更惡劣（如頻繁啟停、振動和寬溫域等）的工況條件與服役環境，且要求具有更低的泄漏率以及更長的使用壽命，因此，為了適應這種新的需求，研究發明具有新型表面織構意義重大。

發明內容

本發明的目的是提供一種既能快速將介質泵入端面并規?；A存介質，又能極大提高端面的液膜成膜與抗液膜破裂損傷的能力，最大可能避免端面產生干摩擦磨損，且又能容納固體顆粒，能降低泄漏率并能提高流體承載能力與端面穩定性的水滴型微凹坑織構端面機械密封結構。

為實現上述技術目的，本發明采用了如下技術方案：一種水滴型微凹坑織構端面機械密封結構，包括機械密封用的動環和靜環，在動環與靜環之間相對的兩個密封端面中的至少一個密封端面為開槽密封端面，在開槽密封端面上沿周向分布有多組水滴型微凹坑織構單元，每組水滴型微凹坑織構單元由若干水滴型微凹坑織構組成，每組水滴型微凹坑織構單元中各水滴型微凹坑織構的形狀呈從端面高壓側到低壓側仿照水滴自由下落過程中的形狀變化沿徑向依次變化；相鄰水滴型微凹坑織構單元由堰區隔開；在開槽密封端面上位于同一半徑上的水滴型微凹坑織構構成一圈，并且每圈水滴型微凹坑織構的面積保持相等；在近低壓側的開槽密封端面上沿周向分布有若干魚泡型微凹坑織構，所述魚泡型微凹坑織構由兩個橫臥的水滴型微凹坑織構成。

進一步地，前述的一種水滴型微凹坑織構端面機械密封結構，其中：水滴型微凹坑織構的型線方程如下：

其中，a、b分別為水滴型微凹坑織構的長短軸，a/b的比值為0.1～10，參數m為0～7。

進一步地，前述的一種水滴型微凹坑織構端面機械密封結構，其中：水滴型微凹坑織構的型線方程中的長短軸a/b比值從端面高壓側到低壓側仿照水滴自由下落過程中形狀的變化逐漸增大。

進一步地，前述的一種水滴型微凹坑織構端面機械密封結構，其中：水滴型微凹坑織構單元中各水滴型微凹坑織構的體積相等。

進一步地，前述的一種水滴型微凹坑織構端面機械密封結構，其中：水滴型微凹坑織構的深度范圍為1～100μm；開槽密封端面上所有水滴型微凹坑織構的面積之和與開槽密封端面面積的比值為0.1～0.6。