一種帶進氣槽微孔端面機械密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】一種帶進氣槽微孔端面機械密封結(jié)構(gòu)，包括用于機械密封的兩個端面，即動環(huán)和靜環(huán)，其中一個端面由高壓側(cè)向低壓側(cè)依次設(shè)置依照旋轉(zhuǎn)中心對稱分布的微孔組和環(huán)形密封壩；端面高壓側(cè)分布多列微孔組，微孔組包括直線狀的進氣槽和多個橢圓形的微孔，微孔的中心位于進氣槽上，各個微孔的長軸與進氣槽的夾角相同，微孔迎向氣流的一端位于端面的高壓側(cè)；進氣槽所在的直線與端面的半徑斜交；端面的低壓側(cè)設(shè)置光面的環(huán)形密封壩。本實用新型的有益效果是：1、提升高壓頻繁啟停工況下的開啟性能；2、消除因氣體負壓效應(yīng)導(dǎo)致端面動壓效應(yīng)較弱的問題；3、充分發(fā)揮微孔防固體顆粒的能力和優(yōu)勢；4、增強動壓效應(yīng)和抗擾動性，延長使用壽命，提高端面的穩(wěn)定性。
【專利說明】一種帶進氣槽微孔端面機械密封結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種帶進氣槽微孔端面機械密封結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]由于微孔端面優(yōu)異的減磨性能及其在易氣化結(jié)晶、固體顆粒含量較高等場合優(yōu)異的摩擦學(xué)性能，使其應(yīng)用日益廣泛。國內(nèi)外相繼有圓形微孔、方向性微孔、雙列傾斜方向性微孔、變分布微孔、穗形排布微孔、螺旋槽輔助微孔等多種微孔密封端面結(jié)構(gòu)，以便充分利用微孔結(jié)構(gòu)的防固體顆粒能力、提升其動壓效應(yīng)，延長密封端面的使用壽命。但在高壓工況機器啟停頻繁的場合，氣體不易進入封閉的孔區(qū)導(dǎo)致端面開啟性能較差，容易導(dǎo)致密封端面磨損失效；在高速工況下，孔區(qū)易產(chǎn)生負壓效應(yīng)從而削弱了端面的動壓效應(yīng)，上述工況影響了密封的可靠性和使用壽命。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]為了解決非接觸式干氣密封在高壓頻繁啟停工況下密封介質(zhì)不易進入密封端面及高速工況下孔區(qū)負壓效應(yīng)導(dǎo)致的端面動壓效應(yīng)削弱的問題，本實用新型提供一種可用于高壓頻繁啟停、高速及含有固體顆粒等工況，改善密封端面開啟問題，提升端面動壓效應(yīng)的帶進氣槽微孔端面機械密封結(jié)構(gòu)。
[0004]本實用新型所述的一種帶進氣槽微孔端面機械密封結(jié)構(gòu)，包括用于機械密封的兩個端面，即動環(huán)和靜環(huán)，其特征在于:所述的其中一個端面由高壓側(cè)向低壓側(cè)依次設(shè)置依照旋轉(zhuǎn)中心對稱分布的微孔組和環(huán)形密封壩；所述的端面高壓側(cè)分布多列微孔組，所述的微孔組包括直線狀的進氣槽和多個橢圓形的微孔，所述的微孔的中心位于所述的進氣槽上，各個微孔的長軸與進氣槽的夾角相同，所述的微孔迎向氣流的一端位于端面的高壓側(cè)；所述的進氣槽所在的直線與端面的半徑斜交；所述的端面的低壓側(cè)設(shè)置光面的環(huán)形密封壩。
[0005]進一步，所述的進氣槽的側(cè)壁為直線形、斜線形或者螺旋形；所述的進氣槽的深度大于等于微孔組的深度，進氣槽的深度h2取值2?50 μ m。
[0006]進一步，每個所述微孔組設(shè)置多個動壓型微孔；所述的動壓型微孔深度為2?10 μ m0
[0007]進一步，所述的動壓型微孔為方向型橢圓微孔、棱形孔、三角形孔。
[0008]或者，所述的動壓型微孔為為無方向型圓形微孔或者規(guī)則四邊形。
[0009]進一步，所述的動壓型微孔為方向型橢圓微孔時，所述的微孔深度Ii1取值范圍為2?10 μ m，微孔長軸和短軸長度比的取值范圍為I?50 ;微孔短軸長度范圍為10?1000 μ m，微孔的面積密度范圍為0.05?0.5。
[0010]進一步，所述的密封壩是未加工過的光面，其徑向?qū)挾鹊娜≈捣秶鸀?.1?10mm。
[0011]工作原理:端面高壓側(cè)的進氣槽將密封介質(zhì)導(dǎo)入密封端面間，使端面順利開啟，可消除高壓下介質(zhì)不能進入端面導(dǎo)致端面無法打開現(xiàn)象的產(chǎn)生，并改善頻繁啟停工況下，端面的開啟性能減少端面的磨損；隨著轉(zhuǎn)速升高，在切向剪切力的作用下，部分氣體導(dǎo)入微孔區(qū)域，并沿著橢圓微孔長軸方向流動、累積，產(chǎn)生明顯的動壓效應(yīng)，從而消除微孔區(qū)域由于轉(zhuǎn)速升高產(chǎn)生的負壓效應(yīng)對動壓效應(yīng)的影響。同時，微孔組可以很好的阻止固體顆粒進入密封端面，當有顆粒進入端面后，微孔可以起到很好的吸納作用，有效發(fā)揮微孔的防固體顆粒的能力。
[0012]本實用新型的有益效果是:1、進氣槽將密封介質(zhì)導(dǎo)入密封端面，提升高壓頻繁啟停工況下的開啟性能；2、進氣槽使氣流順利進入橢圓微孔區(qū)，消除因氣體負壓效應(yīng)導(dǎo)致端面動壓效應(yīng)較弱的問題；3、微孔組可充分發(fā)揮微孔防固體顆粒的能力和優(yōu)勢；4、增強的動壓效應(yīng)和抗擾動性，可提升密封運轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性，延長了使用壽命，提高了端面的穩(wěn)定性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的端面的結(jié)構(gòu)示意圖(箭頭方向代表旋轉(zhuǎn)方向)。
[0014]圖2是圖1的微孔組放大圖(α為橢圓微孔的長軸與圓周切線323的傾斜角，Θ為進氣槽中心線311與圓周半徑312的夾角)。
[0015]圖3是本實用新型的端面的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0016]圖4是本實用新型的端面的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖進一步說明本實用新型
[0018]參照附圖:
[0019]實施例1本實用新型所述的一種帶進氣槽微孔端面機械密封結(jié)構(gòu)，包括用于機械密封的兩個端面，即動環(huán)I和靜環(huán)2，所述的其中一個端面由高壓側(cè)向低壓側(cè)依次設(shè)置依照旋轉(zhuǎn)中心對稱分布的微孔組3和環(huán)形密封壩4 ;所述的端面高壓側(cè)分布多列微孔組3，所述的微孔組3包括直線狀的進氣槽31和多個橢圓形的微孔32，所述的微孔32的中心位于所述的進氣槽31上，各個微孔32的長軸與進氣槽31的夾角相同，所述的微孔32迎向氣流的一端位于端面的高壓側(cè)；所述的進氣槽31所在的直線與端面的半徑斜交；所述的端面的低壓側(cè)設(shè)置光面的環(huán)形密封壩4。
[0020]進一步，所述的進氣槽31的側(cè)壁為直線形、斜線形或者螺旋形；所述的進氣槽31的深度大于等于微孔組3的深度，進氣槽的深度h2取值2?50 μ m。
[0021]進一步，每個所述微孔組3設(shè)置多個動壓型微孔；所述的動壓型微孔深度為2?10 μ m0
[0022]進一步，所述的動壓型微孔為方向型橢圓微孔、棱形孔、三角形孔。
[0023]或者，所述的動壓型微孔為無方向型圓形微孔或者規(guī)則四邊形。
[0024]進一步，所述的動壓型微孔為方向型橢圓微孔時，所述的微孔深度Ii1取值范圍為2?10 μ m，微孔長軸321和短軸長度322比的取值范圍為I?50 ;微孔短軸322長度范圍為10?1000 μ m，微孔32的面積密度范圍為0.05?0.5。
[0025]進一步，所述的密封壩是未加工過的光面，其徑向?qū)挾鹊娜≈捣秶鸀?.1?10mm。
[0026]工作原理:端面高壓側(cè)的進氣槽將密封介質(zhì)導(dǎo)入密封端面間，使端面順利開啟，可消除高壓下介質(zhì)不能進入端面導(dǎo)致端面無法打開現(xiàn)象的產(chǎn)生，并改善頻繁啟停工況下，端面的開啟性能減少端面的磨損；隨著轉(zhuǎn)速升高，在切向剪切力的作用下，部分氣體導(dǎo)入微孔區(qū)域，并沿著橢圓微孔長軸方向流動、累積，產(chǎn)生明顯的動壓效應(yīng)，從而消除微孔區(qū)域由于轉(zhuǎn)速升高產(chǎn)生的負壓效應(yīng)對動壓效應(yīng)的影響。同時，微孔組可以很好的阻止固體顆粒進入密封端面，當有顆粒進入端面后，微孔可以起到很好的吸納作用，有效發(fā)揮微孔的防固體顆粒的能力。
[0027]本說明書實施例所述的內(nèi)容僅僅是對實用新型構(gòu)思的實現(xiàn)形式的列舉，本實用新型的保護范圍不應(yīng)當被視為僅限于實施例所陳述的具體形式，本實用新型的保護范圍也包括本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本實用新型構(gòu)思所能夠想到的等同技術(shù)手段。
【權(quán)利要求】
1.一種帶進氣槽微孔端面機械密封結(jié)構(gòu)，包括用于機械密封的兩個端面，即動環(huán)和靜環(huán)，其特征在于:所述的其中一個端面由高壓側(cè)向低壓側(cè)依次設(shè)置依照旋轉(zhuǎn)中心對稱分布的微孔組和環(huán)形密封壩；所述的端面高壓側(cè)分布多列微孔組，所述的微孔組包括直線狀的進氣槽和多個橢圓形的微孔，所述的微孔的中心位于所述的進氣槽上，各個微孔的長軸與進氣槽的夾角相同，所述的微孔迎向氣流的一端位于端面的高壓側(cè)；所述的進氣槽所在的直線與端面的半徑斜交；所述的端面的低壓側(cè)設(shè)置光面的環(huán)形密封壩。
2.如權(quán)利要求1所述的一種帶進氣槽微孔端面機械密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的進氣槽的側(cè)壁為直線形、斜線形或者螺旋形；所述的進氣槽的深度大于等于微孔組的深度，進氣槽的深度h2取值2?50 μ m。
3.如權(quán)利要求2所述的一種帶進氣槽微孔端面機械密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:每個所述微孔組設(shè)置多個動壓型微孔；所述的動壓型微孔深度為2?10 μ m。
4.如權(quán)利要求3所述的一種帶進氣槽微孔端面機械密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的動壓型微孔為方向型橢圓微孔時，所述的微孔深度Ii1取值范圍為2?10 μ m，微孔長軸和短軸長度比的取值范圍為I?50 ;微孔短軸長度范圍為10?1000 μ m，微孔的面積密度范圍為0.05 ?0.5。
5.如權(quán)利要求4所述的一種帶進氣槽微孔端面機械密封結(jié)構(gòu)，其特征在于:所述的密封壩是未加工過的光面，其徑向?qū)挾鹊娜≈捣秶鸀?.1?10mm。
【文檔編號】F16J15/34GK203500481SQ201320556321
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月6日
【發(fā)明者】白少先, 馬春紅, 彭旭東, 李紀云 申請人:浙江工業(yè)大學(xué)