一種低溫液體泵自潤滑接觸裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低溫液體泵自潤滑接觸裝置及方法。其技術(shù)方案是：壓蓋通過推板與靜止環(huán)連接，所述靜止環(huán)的右側(cè)與旋轉(zhuǎn)環(huán)接觸配合，且所述旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)配合的端面設(shè)有圓環(huán)形槽體，在圓環(huán)形槽體內(nèi)部設(shè)有多個引流通道，在圓環(huán)形槽體的兩側(cè)分別設(shè)有凹下的高壓動壓槽和低壓動壓槽，且圓環(huán)形槽體與凹下的高壓動壓槽、低壓動壓槽連通；有益效果是：本發(fā)明通過在旋轉(zhuǎn)環(huán)開設(shè)引流通道，直接將被密封介質(zhì)引入接觸端面，為自引流方式，在流體靜壓效應(yīng)和圓環(huán)形槽體的導(dǎo)流作用下使接觸端面處于全液膜潤滑狀態(tài)，大大降低了端面產(chǎn)生的摩擦熱；另外采用V形結(jié)構(gòu)或者螺線形結(jié)構(gòu)的高壓動壓槽和低壓動壓槽，進一步確保了無泄漏，提高了動力裝置的穩(wěn)定性。
【專利說明】
一種低溫液體泵自潤滑接觸裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種自潤滑接觸裝置及方法，特別涉及一種低溫液體栗自潤滑接觸裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]機械密封是一種用來解決旋轉(zhuǎn)軸和機體之間動密封的裝置，在某些特殊領(lǐng)域中，比如液體火箭發(fā)動機，采用低溫液體栗，一般要求為:密封結(jié)構(gòu)簡單可靠，且不需要外設(shè)輔助系統(tǒng)。對于液體火箭發(fā)動機中的低溫栗來說，在預(yù)冷充填時，要求密封泄漏量為零;在發(fā)動機工作時，密封后端只允許泄漏少量氣氧;要求密封具有多次啟動工作能力。低溫栗用機械密封是低溫栗能否長期安全運行的關(guān)鍵。但是對于普通的機械密封，由于密封環(huán)端面處于接觸狀態(tài)，密封環(huán)摩擦產(chǎn)生的摩擦熱會使密封端面的溫度上升到超過低溫液態(tài)介質(zhì)的臨界溫度，使密封端面上的介質(zhì)發(fā)生汽化現(xiàn)象，對密封環(huán)造成破壞，從而使密封失效。而當(dāng)密封泄漏時，漏出的介質(zhì)迅速汽化并吸熱，導(dǎo)致密封處的溫度降低，并會因溫度不均勻而導(dǎo)致密封環(huán)變形，從而使密封大量泄漏。外設(shè)冷卻輔助系統(tǒng)的可以解決上述密封問題，但輔助系統(tǒng)的設(shè)置會降低動力機械的可靠性，不符合特殊行業(yè)中低溫栗的機械密封設(shè)計的一般要求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的就是針對現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺陷，提供一種低溫液體栗自潤滑接觸裝置及方法，可以解決上述液體接觸端面的溫升過高，液體介質(zhì)汽化造成密封失效的問題。
[0004]本發(fā)明提到的一種低溫液體栗自潤滑接觸裝置，包括壓蓋(1)、彈簧(2)、推板(3)、靜止環(huán)(6)、旋轉(zhuǎn)環(huán)(8)、軸套(13)，壓蓋(I)的一側(cè)設(shè)有凹槽，通過彈簧(2)和推板(3)與靜止環(huán)(6)連接，所述靜止環(huán)(6)的右側(cè)與旋轉(zhuǎn)環(huán)(8)接觸配合，且所述旋轉(zhuǎn)環(huán)(8)與靜止環(huán)(6)配合的端面設(shè)有圓環(huán)形槽體(7)，在圓環(huán)形槽體(7)內(nèi)部設(shè)有多個引流通道(9)，在圓環(huán)形槽體(7)的兩側(cè)分別設(shè)有凹下的高壓動壓槽(16)和低壓動壓槽(17)，且圓環(huán)形槽體(7)與凹下的高壓動壓槽(16)、低壓動壓槽(17)連通，液體介質(zhì)可以通過引流通道(9)填充到圓環(huán)形槽體
(7)、高壓動壓槽(16)和低壓動壓槽(17)形成的潤滑通道中實現(xiàn)自潤滑接觸配合;所述高壓動壓槽(16)和低壓動壓槽(17)的外部為密封凸起(15)，在所述的旋轉(zhuǎn)環(huán)(8)的另一側(cè)端面通過外引流槽(12)連接到軸套(13)，軸套(13)上設(shè)有外引流通道(12)，液體介質(zhì)通過外引流通道(12)進入旋轉(zhuǎn)環(huán)(8)的引流通道(9)。
[0005]上述的高壓動壓槽(16)和低壓動壓槽(17)采用V形結(jié)構(gòu)或者螺線形結(jié)構(gòu)。
[0006]上述的高壓動壓槽(16)與低壓動壓槽(17)的數(shù)量比為N:1，其中N多I，低壓動壓槽數(shù)量在12?24個之間。
[0007]上述的引流通道(9)的數(shù)量為12?24個之間。
[0008]上述的靜止環(huán)(6)和壓蓋(I)間安裝第一彈簧蓄能密封圈(4)，所述旋轉(zhuǎn)環(huán)(8)與軸套(13)之間安設(shè)第二彈簧蓄能密封圈(14)。
[0009]本發(fā)明提到的低溫液體栗自潤滑接觸裝置的使用方法，其特征是包括以下步驟:首先，正常工作時，通過在旋轉(zhuǎn)環(huán)開設(shè)引流通道，實現(xiàn)密封裝置的自引流，省去了輔助沖洗系統(tǒng)，通過引流通道直接將被密封介質(zhì)引入旋轉(zhuǎn)環(huán)的接觸端面，在流體靜壓效應(yīng)和圓環(huán)形槽體的導(dǎo)流作用下使密封端面處于全液膜潤滑狀態(tài)，降低了接觸端面產(chǎn)生的摩擦熱；其次，密封介質(zhì)在粘性剪切力作用下，將由高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏時，由于在旋轉(zhuǎn)環(huán)端面開設(shè)高壓動壓槽和低壓動壓槽，且圓環(huán)形槽體、高壓動壓槽和低壓動壓槽形成連通的凹槽，便于反輸介質(zhì)的流動；另外，在高壓動壓槽和低壓動壓槽外側(cè)設(shè)有密封凸起，提高動壓效應(yīng);密封介質(zhì)在下落過程中，通過高壓動壓槽流到低壓動壓槽，再反輸回高壓動壓槽，消除壓差作用下的泄漏，從而實現(xiàn)密封的無泄漏。
[0010]上述的高壓動壓槽和低壓動壓槽分別采用V形結(jié)構(gòu)或者螺線形結(jié)構(gòu)。
[0011]本發(fā)明的有益效果是:本發(fā)明通過在旋轉(zhuǎn)環(huán)開設(shè)引流通道，直接將被密封介質(zhì)引入接觸端面，為自引流方式，在流體靜壓效應(yīng)和圓環(huán)形槽體的導(dǎo)流作用下使接觸端面處于全液膜潤滑狀態(tài)，大大降低了端面產(chǎn)生的摩擦熱，確保了溫升在工藝要求的范圍內(nèi)，消除端面低溫流體的汽化現(xiàn)象，滿足低溫栗對密封性能的要求;通過在旋轉(zhuǎn)環(huán)端面開設(shè)流體動壓槽，在粘性剪切力作用下，將由高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏的流體反輸回高壓側(cè)，從而實現(xiàn)無泄漏。與現(xiàn)有的技術(shù)相比，充分運用了流體靜壓型密封的靜壓承載能力和流體動壓型密封的流體輸送效應(yīng)，實現(xiàn)了密封非接觸運行和自引流沖洗，降低端面溫升，結(jié)構(gòu)簡單，省去了輔助的沖洗系統(tǒng)，保證了密封的可靠性;另外采用V形結(jié)構(gòu)或者螺線形結(jié)構(gòu)的高壓動壓槽和低壓動壓槽，進一步確保了無泄漏，提高了動力裝置的穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0012]附圖1是本發(fā)明的剖視圖；
附圖2是旋轉(zhuǎn)環(huán)的剖視圖；
附圖3是軸套的剖視圖；
附圖4是旋轉(zhuǎn)環(huán)的第一種實施例的側(cè)視圖；
附圖5是旋轉(zhuǎn)環(huán)的第二種實施例的側(cè)視圖；
附圖6是旋轉(zhuǎn)環(huán)的第三種實施例的側(cè)視圖；
上圖中:壓蓋1、彈簧2、推板3、第一彈簧蓄能密封圈4、第三彈簧蓄能密封圈5、靜止環(huán)6、圓環(huán)形槽體7、旋轉(zhuǎn)環(huán)8、引流通道9、第四彈簧蓄能密封圈10、外圓環(huán)形槽體11、外引流槽12、軸套13、第二彈簧蓄能密封圈14、密封凸起15、高壓動壓槽16和低壓動壓槽17。
【具體實施方式】
[0013]實施例1，參照附圖1-4，對本發(fā)明作進一步的描述:
本發(fā)明提到的一種低溫液體栗自潤滑接觸裝置，包括壓蓋1、彈簧2、推板3、靜止環(huán)6、旋轉(zhuǎn)環(huán)8、軸套13，壓蓋I的一側(cè)設(shè)有凹槽，通過彈簧2和推板3與靜止環(huán)6連接，通過推板3，使靜止環(huán)6具有軸向補償能力，所述靜止環(huán)6的右側(cè)與旋轉(zhuǎn)環(huán)8接觸配合，且所述旋轉(zhuǎn)環(huán)8與靜止環(huán)6配合的端面設(shè)有圓環(huán)形槽體7，在圓環(huán)形槽體7內(nèi)部設(shè)有多個引流通道9，在圓環(huán)形槽體7的兩側(cè)分別設(shè)有凹下的高壓動壓槽16和低壓動壓槽17，且圓環(huán)形槽體7與凹下的高壓動壓槽16、低壓動壓槽17連通，液體介質(zhì)可以通過引流通道9填充到圓環(huán)形槽體7、高壓動壓槽16和低壓動壓槽17形成的潤滑通道中實現(xiàn)自潤滑接觸配合;所述高壓動壓槽16和低壓動壓槽17的外部為密封凸起15，在所述的旋轉(zhuǎn)環(huán)8的另一側(cè)端面通過外引流槽12連接到軸套13，軸套13上設(shè)有外引流通道12，液體介質(zhì)通過外引流通道12進入旋轉(zhuǎn)環(huán)8的引流通道9。
[0014]其中，高壓動壓槽16和低壓動壓槽17都采用V形結(jié)構(gòu)，具體參照附圖4，在粘性剪切力的作用下將從引流通道向密封低壓側(cè)泄漏的液體介質(zhì)反輸回密封腔體，V形結(jié)構(gòu)可以使液體擾流反輸，且低壓動壓槽承擔(dān)了主要的液體反輸功能，實現(xiàn)被密封液體介質(zhì)的無泄漏。
[0015]上述的高壓動壓槽16與低壓動壓槽17的數(shù)量比為N:1，其中N多I，低壓動壓槽數(shù)量在12個;上述的引流通道9的數(shù)量為12個;上述的靜止環(huán)6和壓蓋I間安裝第一彈簧蓄能密封圈4，所述旋轉(zhuǎn)環(huán)8與軸套13之間安設(shè)第二彈簧蓄能密封圈14，實現(xiàn)低溫工況下的靜態(tài)密封。
[0016]本發(fā)明提到的低溫液體栗自潤滑接觸裝置的使用方法，其特征是包括以下步驟: 首先，正常工作時，通過在旋轉(zhuǎn)環(huán)開設(shè)引流通道，實現(xiàn)密封裝置的自引流，省去了輔助沖洗系統(tǒng)，通過引流通道直接將被密封介質(zhì)引入旋轉(zhuǎn)環(huán)的接觸端面，在流體靜壓效應(yīng)和圓環(huán)形槽體的導(dǎo)流作用下使密封端面處于全液膜潤滑狀態(tài)，降低了接觸端面產(chǎn)生的摩擦熱；其次，密封介質(zhì)在粘性剪切力作用下，將由高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏時，由于在旋轉(zhuǎn)環(huán)端面開設(shè)高壓動壓槽和低壓動壓槽，且圓環(huán)形槽體、高壓動壓槽和低壓動壓槽形成連通的凹槽，便于反輸介質(zhì)的流動；另外，在高壓動壓槽和低壓動壓槽外側(cè)設(shè)有密封凸起，提高動壓效應(yīng);密封介質(zhì)在下落過程中，通過高壓動壓槽流到低壓動壓槽，再反輸回高壓動壓槽，消除壓差作用下的泄漏，從而實現(xiàn)密封的無泄漏。
[0017]實施例2，與實施例1不同之處是，低壓動壓槽數(shù)量在24個;上述的引流通道9的數(shù)量為24個;另外，參照附圖5，所述高壓動壓槽16和低壓動壓槽17都采用螺線形結(jié)構(gòu)，具體參照附圖5，在粘性剪切力的作用下將從引流通道向密封低壓側(cè)泄漏的液體介質(zhì)反輸回密封腔體，螺線形結(jié)構(gòu)可以使液體流動更加順暢，且低壓動壓槽承擔(dān)了主要的液體反輸功能，實現(xiàn)被密封液體介質(zhì)的無泄漏。
[0018]實施例3，與實施例1不同之處是，低壓動壓槽數(shù)量在16個;上述的引流通道9的數(shù)量為20個;另外，參照附圖5，所述高壓動壓槽16采用螺線形結(jié)構(gòu)，低壓動壓槽17采用V形結(jié)構(gòu)，中間為圓環(huán)形槽體，具體參照附圖6，在粘性剪切力的作用下將從引流通道向密封低壓側(cè)泄漏的液體介質(zhì)反輸回密封腔體，高壓側(cè)的螺線形結(jié)構(gòu)可以使液體流動更加順暢，而低壓動壓槽則通過V形結(jié)構(gòu)使其擾流反輸，也可以較好的消除壓差作用下的泄漏，實現(xiàn)被密封液體介質(zhì)的無泄漏。
[0019]以上所述，僅是本發(fā)明的部分較佳實施例，任何熟悉本領(lǐng)域的技術(shù)人員均可能利用上述闡述的技術(shù)方案加以修改或?qū)⑵湫薷臑榈韧募夹g(shù)方案。因此，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所進行的任何簡單修改或等同置換，盡屬于本發(fā)明要求保護的范圍。
【主權(quán)項】
1.一種低溫液體栗自潤滑接觸裝置，其特征是:包括壓蓋(1)、彈簧(2)、推板(3)、靜止環(huán)(6)、旋轉(zhuǎn)環(huán)(8)、軸套(13)，壓蓋(I)的一側(cè)設(shè)有凹槽，通過彈簧(2)和推板(3)與靜止環(huán)(6)連接，所述靜止環(huán)(6)的右側(cè)與旋轉(zhuǎn)環(huán)(8)接觸配合，且所述旋轉(zhuǎn)環(huán)(8)與靜止環(huán)(6)配合的端面設(shè)有圓環(huán)形槽體(7)，在圓環(huán)形槽體(7)內(nèi)部設(shè)有多個引流通道(9)，在圓環(huán)形槽體(7)的兩側(cè)分別設(shè)有凹下的高壓動壓槽(16)和低壓動壓槽(17)，且圓環(huán)形槽體(7)與凹下的高壓動壓槽(16)、低壓動壓槽(17)連通，液體介質(zhì)可以通過引流通道(9)填充到圓環(huán)形槽體(7)、高壓動壓槽(16)和低壓動壓槽(17)形成的潤滑通道中實現(xiàn)自潤滑接觸配合;所述高壓動壓槽(16)和低壓動壓槽(17)的外部為密封凸起(15)，在所述的旋轉(zhuǎn)環(huán)(8)的另一側(cè)端面通過外引流槽(12)連接到軸套(13)，軸套(13)上設(shè)有外引流通道(12)，液體介質(zhì)通過外引流通道(12)進入旋轉(zhuǎn)環(huán)(8)的引流通道(9)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫液體栗自潤滑接觸裝置，其特征是:所述的高壓動壓槽(16)和低壓動壓槽(17)采用V形結(jié)構(gòu)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫液體栗自潤滑接觸裝置，其特征是:所述的高壓動壓槽(16)和低壓動壓槽(17)采用螺線形結(jié)構(gòu)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫液體栗自潤滑接觸裝置，其特征是:所述的高壓動壓槽(16)采用螺線形結(jié)構(gòu)，低壓動壓槽(17)采用V形結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫液體栗自潤滑接觸裝置，其特征是:所述的高壓動壓槽(16)與低壓動壓槽(17)的數(shù)量比為N:1，其中N多I，低壓動壓槽數(shù)量在12?24個之間。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫液體栗自潤滑接觸裝置，其特征是:所述的引流通道(9)的數(shù)量為12?24個之間。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的低溫液體栗自潤滑接觸裝置，其特征是:所述的靜止環(huán)(6)和壓蓋(I)間安裝第一彈簧蓄能密封圈(4)，所述旋轉(zhuǎn)環(huán)(8)與軸套(13)之間安設(shè)第二彈簧蓄能密封圈(14)。8.—種如權(quán)利要求1-7中任一項所述的低溫液體栗自潤滑接觸裝置的使用方法，其特征是包括以下步驟: 首先，正常工作時，通過在旋轉(zhuǎn)環(huán)開設(shè)引流通道，實現(xiàn)密封裝置的自引流，省去了輔助沖洗系統(tǒng)，通過引流通道直接將被密封介質(zhì)引入旋轉(zhuǎn)環(huán)的接觸端面，在流體靜壓效應(yīng)和圓環(huán)形槽體的導(dǎo)流作用下使密封端面處于全液膜潤滑狀態(tài)，降低了接觸端面產(chǎn)生的摩擦熱； 其次，密封介質(zhì)在粘性剪切力作用下，將由高壓側(cè)向低壓側(cè)泄漏時，由于在旋轉(zhuǎn)環(huán)端面開設(shè)高壓動壓槽和低壓動壓槽，且圓環(huán)形槽體、高壓動壓槽和低壓動壓槽形成連通的凹槽，便于反輸介質(zhì)的流動；另外，在高壓動壓槽和低壓動壓槽外側(cè)設(shè)有密封凸起，提高動壓效應(yīng);密封介質(zhì)在下落過程中，通過高壓動壓槽流到低壓動壓槽，再反輸回高壓動壓槽，消除壓差作用下的泄漏，從而實現(xiàn)密封的無泄漏。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的低溫液體栗自潤滑接觸裝置的使用方法，其特征是:所述的高壓動壓槽和低壓動壓槽分別采用V形結(jié)構(gòu)或者螺線形結(jié)構(gòu)。
【文檔編號】F04B53/18GK106089692SQ201610507895
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年7月1日
【發(fā)明人】不公告發(fā)明人
【申請人】魏宇坤