包絡線型液體潤滑端面機械密封結構制造技術

包絡線型液體潤滑端面機械密封結構，包括機械密封的動環與靜環，槽型刻在靜環或動環上均可產生穩定的流體動壓效應；密封端面外徑側為高壓密封介質即上游，內徑側為低壓沖洗液即下游；槽型端面由若干周期性排列，雙向交叉的包絡線型流體微槽組成，流體微槽相互連通，沿周向陣列分布，整個端面槽型為內徑側開槽；流體微槽寬度很小，排列緊密，使端面流體膜有良好的承載能力與穩壓效果；包絡線可以是螺旋線、圓弧線或其他曲線；兩相鄰包絡線對稱布置，可以實現泵入與泵出的效果，使端面流體在微槽內不斷流動，具有優良的排除固體顆粒的能力，同時滿足密封結構雙向旋轉情況下的密封效果。

【技術實現步驟摘要】

：本技術涉及一種可雙向旋轉的動壓型密封端面槽型，該結構可以用于各種型式的壓縮機、泵、反應釜等流體機械的旋轉軸上，屬于流體動密封領域。
技術介紹
：基于現代流體動壓潤滑理論，科研工作者對液膜密封的研究不斷深入，結合其在實際運行工況中良好的密封效果，工程中液膜密封的應用不斷擴展。因非接觸式機械密封避免了密封端面的直接接觸摩擦，使密封的使用壽命大大延長，密封可靠性顯著提高。但是在特殊的場合(如頻繁啟停、正反雙向旋轉)的流體機械，非接觸式機械密封因槽型等問題還會有泄漏現象的發生。因此，為達到良好的密封效果，端面槽型的設計也一直是科研工作者研究的方向。從工程應用情況看，現有雙向旋轉密封槽加工和制造工藝難度較大，同時在高速旋轉情況下其氣動參數如泄漏量和開啟力還有待進一步改善。由于槽型的動壓效應，兩端面之間形成連續、穩定的流體膜，該流體膜具有一定承載能力,最終使得密封端面長時間處于穩定的非接觸狀態，達到密封介質的目的。因此在增強端面動壓開啟特性、減小端面摩擦磨損和增強密封端面潤滑的同時，如何減小泄漏量成為機械密封中一個關鍵的問題。
技術實現思路
：為解決非接觸式機械密封目前仍存在的問題，本專利技術設計了一種可雙向旋轉、包絡線型的流體動壓槽型結構，在密封端面刻交錯的包絡線槽型，在運轉時可分別實現泵入與泵出的循環效果；流體微槽分布緊密，在增大流體動壓效應的同時起到良好的穩壓效果。本專利技術的技術方案是：包絡線型液體潤滑端面機械密封結構，包括機械密封的動環與靜環，槽型設在靜環或動環上均可產生穩定的流體動壓效應，密封端面外徑側為高壓密封介質即上游，內徑側為低壓沖洗液即下游，槽型端面由若干周期性排列、雙向交錯的包絡線型流體微槽組成，流體微槽相互連通，沿圓周呈周期性分布，整個端面槽型為內徑側開槽，包絡線可以是螺旋線、圓弧線或其他曲線；所述槽型整體為對稱結構。所述密封結構，其特征在于：所述端面槽型在端面上呈周期分布，周期數N為8～20。所述密封結構，其特征在于：所述流體微槽深度為3～30μm。所述的密封結構，其特征在于：所述流體微槽的寬度取值范圍為：1～5mm。本技術具有的積極效果：包絡線型液體潤滑端面機械密封結構，包括機械密封的動環與靜環，槽型刻在靜環或動環上均可產生穩定的流體動壓效應；密封端面外徑側為高壓密封介質即上游，內徑側為低壓沖洗液即下游；槽型端面由若干周期性排列、雙向交叉的包絡線型流體微槽組成，流體微槽相互連通，沿周向陣列分布，整個端面槽型為內徑側開槽；流體微槽寬度很小，排列緊密，使端面流體膜有良好的承載能力與穩壓效果；包絡線可以是螺旋線、圓弧線或其他曲線；所述槽型整體為對稱結構，在正反轉交替的工況下仍有較好的密封效果。當開槽端面隨軸旋轉時，因壓差引起的外徑向內徑側的泄漏被動壓槽反輸，兩相鄰包絡線對稱布置，可以實現泵入與泵出的效果，使端面流體在微槽內不斷流動，具有優良的排除固體顆粒的能力。附圖說明圖1是本專利技術實施例一周期數為12時的端面結構示意圖；圖2是本專利技術實施例一周期數為12時的端面結構局部放大圖；圖3是本專利技術實施例一周期數為8時的端面結構示意圖；圖4是本專利技術實施例一周期數為8時的端面結構局部放大圖；圖5是本專利技術實施例二的端面結構示意圖；圖6是本專利技術實施例二時的端面結構局部放大圖；圖7是本專利技術實施例三的端面結構示意圖；圖8是本專利技術實施例三時的端面結構局部放大圖。具體實施方式以下結合附圖所示實施例的具體實施方式，對本技術的上述內容再作進一步詳細說明。實施例一參照圖1與圖2所示，包絡線型液體潤滑端面機械密封結構，包括機械密封的動環與靜環，槽型設在靜環或動環上均可產生穩定的流體動壓效應。密封端面外徑側為高壓密封介質，即上游；內徑側為低壓沖洗液，即下游，槽型端面由若干周期性排列，雙向交錯的包絡線型流體微槽組成，流體微槽相互連通，沿周向陣列分布，整個端面槽型為內徑側開槽，實施方式一的包絡線為螺旋線；所述槽型整體為對稱結構。所述密封結構的槽型在端面上呈周期分布，周期數為12個。所述密封結構的流體微槽深度為3～30μm。所述流體微槽的包絡線為螺旋線時，螺旋角α為5°。所述密封結構流體微槽的槽寬取值為：1mm。圖3的流體微槽端面結構圖相比圖1結構做了幾點改變，螺旋角為15°，周期數為8，流體微槽寬度為3mm，其余結構不做改變。實施例二參照圖5與圖6所示，本實施例與實施例一的不同之處在于：包絡線型由螺旋線變為圓弧線；內徑側為相同半徑的圓弧線收尾相接，呈周期性分布，內徑側圓弧周期數為8～20；所述密封結構的流體微槽內徑側圓弧半徑R1與內徑R0之比為：1/5～1/4；所述密封結構的流體微槽在第二層的圓弧穿過兩相鄰的內徑側圓弧的中點，內徑側半徑R1與第二層圓弧半徑R2之比為：2/3～5/6；所述密封結構的流體微槽外徑側的圓弧為第三層圓弧，它連接第二層兩個圓弧的中點且中間跨國一段二層的圓弧，第二層圓弧半徑R2與第三層圓弧半徑R3之比為：2/5～1/2；所述密封結構的流體微槽深度為3～30μm。所述密封結構流體微槽的槽寬取值為：1～5mm。實施例三參照圖7與圖8所示，本實施例與實施例一的不同之處在于：包絡線型由螺旋線變為橢圓線。所述密封結構的流體微槽周期數即一層交錯的橢圓數量，取值為2～8，在此樣圖中為2。所述密封結構的流體微槽第一層a為兩個相互垂直的橢圓型槽，短軸的長度為環內徑長度，短軸與長軸之比為：5/12～4/5。所述密封結構的流體微槽第二層b與第一層a夾角為45°的兩橢圓槽，并且橢圓線要穿過第一層長軸的頂點位置，短軸與長軸之比為：7/10～8/10。所述密封結構的流體微槽第三層c為與第一層a橢圓線的長短軸位置相同，長度不同，并且橢圓線要穿過第二層長軸的頂點位置，短軸與長軸之比為：19/25～17/20。所述密封結構的流體微槽深度為3～30μm。所述密封結構流體微槽的槽寬取值為：1～5mm。本說明書實施例所述的內容僅僅是對技術構思的實現形式的列舉，本技術的保護范圍不應當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，在不脫離本專利技術上述技術思想的情況下，根據本領域普通技術知識和慣用手段做出的各種替換或變更，均應包括在本專利技術的范圍內。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
包絡線型液體潤滑端面機械密封結構，包括機械密封的動環與靜環，槽型刻在靜環或動環上均可產生穩定的流體動壓效應，密封端面外徑側為高壓密封介質即上游，內徑側為低壓沖洗液即下游，槽型端面由若干周期性排列、雙向交錯的包絡線型流體微槽組成，流體微槽相互連通，沿圓周呈周期性分布，整個端面槽型為內徑側開槽，包絡線可以是螺旋線、圓弧線或其他曲線；所述槽型整體為對稱結構。

【技術特征摘要】
1.包絡線型液體潤滑端面機械密封結構，包括機械密封的動環與靜環，槽型刻在靜環或動環上均可產生穩定的流體動壓效應，密封端面外徑側為高壓密封介質即上游，內徑側為低壓沖洗液即下游，槽型端面由若干周期性排列、雙向交錯的包絡線型流體微槽組成，流體微槽相互連通，沿圓周呈周期性分布，整個端面槽型為內徑側開槽，包絡線可以是...

【專利技術屬性】
技術研發人員：徐魯帥，王赟磊，袁俊馬，李振濤，
申請(專利權)人：中國石油大學華東，
類型：新型
國別省市：山東;37