專(zhuān)利名稱(chēng)：螺旋槽端面密封的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于旋轉(zhuǎn)軸的端面密封，特別涉及一種螺旋槽端面密封，這種密封可以用于壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、泵、反應(yīng)釜攪拌器等機(jī)械的旋轉(zhuǎn)軸上。
中國(guó)專(zhuān)利90101737.x、美國(guó)專(zhuān)利5,201,531公開(kāi)了一種流體動(dòng)壓型雙列螺旋槽端面密封。其共同特征是位于高壓側(cè)，即上游的螺旋槽的徑向高度小于位于低壓側(cè)，即下游的螺旋槽的徑向高度。在給定的旋向下，上游一列螺旋槽將密封流體向下游泵送，而下游一列螺旋槽則將密封流體向上游泵送。下游一列螺旋槽的徑向高度必須足夠大，以使之所產(chǎn)生的泵汲壓差應(yīng)能平衡上游一列螺旋槽所產(chǎn)生的泵汲壓差與密封端面內(nèi)外兩側(cè)流體壓差之和。也就是說(shuō)，這兩列螺旋槽所產(chǎn)生的泵汲壓差必須與密封端面內(nèi)外兩側(cè)流體壓差相平衡，因此確保從理論上密封流體的泄漏量為零。但是，這類(lèi)密封僅適用于密封端面兩側(cè)流體的壓差較小，而且密封流體的粘度較高的工況下。
常見(jiàn)的利用流體動(dòng)、靜壓結(jié)合型的螺旋槽端面密封，都是單列的螺旋槽端面密封。在這列螺旋槽的下游有平面環(huán)帶，起節(jié)流作用，即“阻擋”作用，如美國(guó)專(zhuān)利4,212,475所公開(kāi)的。
本發(fā)明的目的在于提出一種流體動(dòng)、靜壓結(jié)合型的下游泵送雙列螺旋槽端面密封，它在相同的條件下比上述的密封具有更大的流體膜厚度，或者在相同的流體膜厚度下具有更大的流體膜剛度。
本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的一種螺旋槽端面密封，包括具有密封端面的旋轉(zhuǎn)環(huán)、具有密封端面的靜止環(huán)，其密封端面與所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的密封端面相貼合并可以相對(duì)滑動(dòng)，密封端面為圓環(huán)形，其特征是在所述旋轉(zhuǎn)環(huán)和所述靜止環(huán)的密封端面的至少一個(gè)上設(shè)置兩列螺旋槽，其中，一列位于高壓側(cè)，即上游，另一列位于低壓側(cè)，即下游，兩列螺旋槽的螺旋角的方向相反，位于上游的螺旋槽的有效徑向高度大于位于下游的螺旋槽的徑向高度，在下游一列螺旋槽的下游還有一平面環(huán)帶。
在本發(fā)明中高壓側(cè)定義為“上游”，低壓側(cè)定義為“下游”。“下游泵送”是指由上游向下游泵送?！耙粋€(gè)螺旋槽的徑向高度”是指一個(gè)螺旋槽在旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)彼此貼合的密封端面范圍內(nèi)的高度，即有效高度。此外，本發(fā)明的“螺旋槽”是指，槽的總體走向?yàn)榇笾碌穆菪?，而并非?shù)學(xué)上所指的精確的螺旋形。
與純流體動(dòng)壓型雙列螺旋槽端面密封相比，在本發(fā)明中位于上游的一列螺旋槽的徑向高度總是大于位于下游的一列螺旋槽的徑向高度。故在給定的旋向下，兩列螺旋槽總的效果是將密封流體由高壓側(cè)向低壓側(cè)泵送，即實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的下游泵送。這種泵送會(huì)產(chǎn)生輕微的泄漏，但是，以此為代價(jià)而換取了兩個(gè)密封端面之間更大的流體膜厚度及流體膜剛度。因此，本發(fā)明的密封比純流體動(dòng)壓型雙列螺旋槽端面密封更適應(yīng)低粘度密封流體，如氣體；同時(shí)也適用于密封端面兩側(cè)流體的壓差更高的工況。
與流體動(dòng)、靜壓結(jié)合型的下游泵送單列螺旋槽端面密封相比，在本發(fā)明的螺旋槽端面密封中增加了一列位于下游的螺旋槽，其螺旋角的方向與位于上游的螺旋槽的螺旋角方向相反，在給定的旋向下，下游一列螺旋槽對(duì)密封流體向上游泵汲，起主動(dòng)的“推擋”作用，而單列螺旋槽端面密封中的平面環(huán)帶只是起被動(dòng)的“阻擋”作用。故本發(fā)明的密封效果更佳。因此，在本發(fā)明的下游泵送雙列螺旋槽端面密封中，密封端面之間有更大的流體膜厚度，或者在相同的流體膜厚度下具有更大的流體膜剛度。在本發(fā)明中，在下游一列螺旋槽的下游仍保留一寬度較小的平面環(huán)帶，其在轉(zhuǎn)動(dòng)狀態(tài)下也是起節(jié)流作用，在靜止?fàn)顟B(tài)下則起停車(chē)密封作用。


圖1是螺旋槽設(shè)置在旋轉(zhuǎn)環(huán)上的下游泵送雙列螺旋槽端面密封的圖，其中密封端面的外側(cè)為高壓側(cè)。
圖2是螺旋槽設(shè)置在靜止環(huán)上的下游泵送雙列螺旋槽端面密封的圖，其中密封端面的外側(cè)為高壓側(cè)。
圖3是螺旋槽同時(shí)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)環(huán)上和靜止環(huán)上的下游泵送雙列螺旋槽端面密封的圖，其中密封端面的外側(cè)為高壓側(cè)。
圖4是螺旋槽型線(xiàn)的示意圖。
圖5是密封端面的平面圖。其中密封端面的外側(cè)為高壓側(cè)，兩列螺旋槽之間和上游螺旋槽的外側(cè)都有平面環(huán)帶。
圖6是密封端面的平面圖。其中密封端面的外側(cè)為高壓側(cè)，兩列螺旋槽之間有平面環(huán)帶，上游螺旋槽的外側(cè)沒(méi)有平面環(huán)帶。
圖7是密封端面的平面圖。其中密封端面的外側(cè)為高壓側(cè)，兩列螺旋槽之間沒(méi)有平面環(huán)帶，上游螺旋槽外側(cè)有平面環(huán)帶。
圖8是密封端面的平面圖。其中密封端面的外側(cè)為高壓側(cè)，兩列螺旋槽之間和上游螺旋槽的外側(cè)都沒(méi)有平面環(huán)帶。
圖9是螺旋槽設(shè)置在旋轉(zhuǎn)環(huán)上的下游泵送雙列螺旋槽端面密封的圖。密封端面的內(nèi)側(cè)為高壓側(cè)。
圖10是螺旋槽設(shè)置在靜止環(huán)上的下游泵送雙列螺旋槽端面密封的圖。密封端面的內(nèi)側(cè)為高壓側(cè)。
圖11是螺旋槽同時(shí)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)環(huán)上和靜止環(huán)上的下游泵送雙列螺旋槽端面密封的圖。密封端面的內(nèi)側(cè)為高壓側(cè)。
圖12是密封端面的平面圖。密封端面的內(nèi)側(cè)為高壓側(cè)，兩列螺旋槽之間和上游螺旋槽的內(nèi)側(cè)都有平面環(huán)帶。
圖13是密封端面的平面圖。密封端面的內(nèi)側(cè)為高壓側(cè)，兩列螺旋槽之間有平面環(huán)帶，上游螺旋槽內(nèi)側(cè)沒(méi)有平面環(huán)帶。
圖14是密封端面的平面圖。密封端面的內(nèi)側(cè)為高壓側(cè)，兩列螺旋槽之間沒(méi)有平面環(huán)帶，上游螺旋槽內(nèi)側(cè)有平面環(huán)帶。
圖15是密封端面的平面圖。密封端面的內(nèi)側(cè)為高壓側(cè)，兩列螺旋槽之間和上游螺旋槽的內(nèi)側(cè)都沒(méi)有平面環(huán)帶。
圖16是圖6中的一個(gè)上游螺旋槽和一個(gè)下游螺旋槽的放大圖。
圖17是圖8中的一個(gè)上游螺旋槽和一個(gè)下游螺旋槽的放大圖。
圖16、圖17中的雙點(diǎn)劃線(xiàn)表示旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)相貼合的密封端面的內(nèi)、外圓。
以上附圖中，符號(hào)含義如下Rb-平衡半徑α-螺旋角h-螺旋槽深度S1-上游螺旋槽法向?qū)挾萐2-上游堰的法向?qū)挾萐3-下游螺旋槽的法向?qū)挾萐4-下游堰的法向?qū)挾菻-高壓側(cè)，即上游L-低壓側(cè)，即下游G-兩列螺旋槽總的泵汲方向在圖1至圖8中R0-旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)之間密封端面的內(nèi)半徑R1-下游螺旋槽的內(nèi)半徑R2-下游螺旋槽的外半徑R3-上游螺旋槽的內(nèi)半徑R4-上游螺旋槽的外半徑R5-旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)之間密封端面的外半徑在圖9至圖15中R10-旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)之間密封端面的外半徑R11-下游螺旋槽的外半徑R12-下游螺旋槽的內(nèi)半徑R13-上游螺旋槽的外半徑R14-上游螺旋槽的內(nèi)半徑R15-旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)之間密封端面的內(nèi)半徑現(xiàn)結(jié)合附圖所表示的實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
在本發(fā)明的附圖中，尤其是圖1-3和圖9-11中所示出的螺旋槽的半徑R1-R4,R11-R14，它們?cè)诒景l(fā)明說(shuō)明書(shū)中的實(shí)質(zhì)含義是指螺旋槽的最大或者最小半徑。剖視圖在剖切時(shí)剖切到的位置可能不是螺旋槽的最大直徑處或者最小直徑處。但是，這樣的標(biāo)注可以使讀者通過(guò)這些附圖，對(duì)本發(fā)明能很快理解。
此外，在本發(fā)明的附圖中，一個(gè)螺旋槽看起來(lái)似乎是由三個(gè)或者四個(gè)槽壁組成的，但是，實(shí)際上一個(gè)螺旋槽是由兩個(gè)主槽壁和一個(gè)或兩個(gè)在二主槽壁之間的過(guò)渡槽壁構(gòu)成的，在本說(shuō)明書(shū)中所提及的螺旋槽型線(xiàn)實(shí)際指的是那兩個(gè)主槽壁的型線(xiàn)，見(jiàn)圖16和圖17中的21、22、23、24。
圖1為螺旋槽設(shè)置在旋轉(zhuǎn)環(huán)上的下游泵送雙列螺旋槽端面密封的圖。該密封裝置包括旋轉(zhuǎn)環(huán)1、靜止環(huán)2、副密封圈3、推環(huán)4、彈簧5、防轉(zhuǎn)銷(xiāo)6、殼體7、軸套8、軸9、靜密封圈10。
旋轉(zhuǎn)環(huán)1的密封端面與靜止環(huán)2的密封端面相互貼合并可以相對(duì)滑動(dòng)，二者的貼合面即為密封端面。在該實(shí)施例中，密封端面的外側(cè)為高壓側(cè)，即上游H。在旋轉(zhuǎn)環(huán)1的密封端面上設(shè)置兩列螺旋槽。在高壓側(cè)有一列螺旋槽11，在低壓側(cè)有一列螺旋槽12。位于上游的螺旋槽的徑向高度(R4-R3)大于位于下游的螺旋槽徑向高度(R2-R1)，參見(jiàn)圖5所示。在給定旋向下，由于這兩列螺旋槽的螺旋角方向相反，位于上游的一列螺旋槽將密封流體向下游泵送，而位于下游的一列螺旋槽將密封流體向上游泵送。由于位于上游的一列螺旋槽的有效徑向高度大于位于下游的一列螺旋槽的徑向高度，因而兩列螺旋槽總的作用效果是將密封流體沿箭頭G的方向從上游向下游泵送，從而產(chǎn)生一微量泄漏。在上游螺旋槽的外側(cè)有一平面環(huán)帶13，即(R5-R4)之間的環(huán)帶。兩列螺旋槽之間也有一平面環(huán)帶14，即(R3-R2)之間的環(huán)帶。此外，在下游一列螺旋槽的內(nèi)側(cè)還有一平面環(huán)帶15，即(R1-R0)之間的環(huán)帶，起節(jié)流和停車(chē)密封的作用。螺旋槽側(cè)壁的型線(xiàn)可以是圖4所示的除去密封端面外圓的同心圓之外的任何曲線(xiàn)或除去通過(guò)密封端面圓心的徑向直線(xiàn)之外的任何直線(xiàn)，例如對(duì)數(shù)螺旋線(xiàn)、圓弧線(xiàn)、斜折線(xiàn)。螺旋角的范圍是0°＜｜α｜＜90°，其最佳范圍是5°-30°，例如20°。上、下游二列螺旋槽的深度h沿徑向和周向可以是不變的，例如0.02mm。也可以是變化的，其范圍是0.002-0.2mm，最佳范圍是0.005-0.1mm。螺旋槽的寬度可以是變化的，也可以是不變的，例如，從內(nèi)徑向外徑逐漸加寬，其法向?qū)挾萐1、S3的范圍是0.2-20mm，最佳范圍是0.5-10mm。兩個(gè)相鄰的螺旋槽之間的堰的寬度S2、S4可以是恒定的，也可以是變化的，它的法向?qū)挾萐2、S4與螺旋槽的法向?qū)挾萐1、S3之比，即S2/S1和S4/S3為0.2-5，最佳范圍為0.3-3。
本發(fā)明中的螺旋槽也可以設(shè)置在靜止環(huán)的密封端面上，見(jiàn)圖2。還可以同時(shí)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)的密封端面上，見(jiàn)圖3。
圖4為螺旋槽型線(xiàn)的圖。螺旋槽有二個(gè)主槽壁，其型線(xiàn)可以是除去與密封端面同心的同心圓(螺旋角α=0°)或除去通過(guò)密封端面圓心的徑向直線(xiàn)(螺旋角α=90°)以外的任何曲線(xiàn)或直線(xiàn)，例如對(duì)數(shù)螺旋線(xiàn)(等角螺旋線(xiàn))、阿基米德螺旋線(xiàn)、圓弧線(xiàn)、斜直線(xiàn)、斜折線(xiàn)。其中螺旋角的定義如下設(shè)任何形式的平滑曲線(xiàn)或直線(xiàn)從半徑較小的內(nèi)半徑處的A點(diǎn)(或A′、A″點(diǎn))開(kāi)始，到半徑較大處的外半徑處的B點(diǎn)(或B′、B″點(diǎn))為止，內(nèi)、外半徑之間的任意半徑R處的同心圓與該曲線(xiàn)或直線(xiàn)相交于P點(diǎn)(或P′、P″點(diǎn))，在該點(diǎn)曲線(xiàn)的切線(xiàn)或直線(xiàn)本身與同心圓的切線(xiàn)之間的夾角α即定義為螺旋角。曲線(xiàn)AB與曲線(xiàn)A″B″的螺旋角方向相反，若定義前者為正，則后者為負(fù)。在本發(fā)明中，螺旋角的范圍是0°＜｜α｜＜90°，其最佳范圍是5°-30°。螺旋角α可以恒定，也可以變化，即可以由除去同心圓之外的各種曲線(xiàn)組成，也可以由除去徑向直線(xiàn)之外的一條直線(xiàn)或多條直線(xiàn)即折線(xiàn)組成。
圖5至圖8是密封端面上可供選擇的螺旋槽的形狀及位置，其中，密封端面的外側(cè)為高壓側(cè)，即上游H，密封端面的內(nèi)側(cè)為低壓側(cè)，即下游L。
圖5為兩側(cè)螺旋槽之間和上游螺旋槽的外側(cè)都有平面環(huán)帶的密封端面的視圖。兩列螺旋槽之間有一平面環(huán)帶14，即(R3-R2)之間的環(huán)帶。兩列螺旋槽不相接，呈“八”字形。
上游一列螺旋槽11的外側(cè)有一平面環(huán)帶13，即(R5-R4)之間的平面環(huán)帶。在下游螺旋槽12的內(nèi)側(cè)還有一平面環(huán)帶15，即(R1-R0)之間的平面環(huán)帶。若螺旋槽加工在旋轉(zhuǎn)環(huán)上時(shí)，該環(huán)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)镃向；若螺旋槽加工在靜止環(huán)上時(shí)，與其相對(duì)的旋轉(zhuǎn)環(huán)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)镈向。
本圖及下述圖中的雙點(diǎn)劃線(xiàn)表示旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)之間密封端面的內(nèi)、外圓。在該圖中上游螺旋槽的徑向高度為(R4-R3)，下游螺旋槽的徑向高度為(R2-R1)。
圖6為兩列螺旋槽之間有平面環(huán)帶14，上游螺紋槽11的外側(cè)沒(méi)有平面環(huán)帶的密封端面的圖。在該圖中，上游螺旋槽的徑向高度為(R5-R3)，下游螺旋槽12的下游有平面環(huán)帶15，即(R1-R0)之間的環(huán)帶。
圖7為兩列螺旋槽之間沒(méi)有平面環(huán)帶，上游螺旋槽11的外側(cè)有平面環(huán)帶13的密封端面的圖。兩列螺旋槽互相銜接，R2=R3，呈“人”字形，下游螺旋槽12的下游有平面環(huán)帶15，即(R1-R0)之間的環(huán)帶。
圖8為兩列螺旋槽之間和上游螺旋槽的外側(cè)都沒(méi)有平面環(huán)帶的密封端面的圖。該圖中，上游螺旋槽11的徑向高度為(R5-R3)，兩列螺旋槽相交，R2=R3，下游螺旋槽12的下游有平面環(huán)帶15，即(R1-R0)之間的環(huán)帶。
在圖6以下的各圖中的旋轉(zhuǎn)方向，與圖5的說(shuō)明一致。
根據(jù)本發(fā)明，位于上游的螺旋槽的有效徑向高度必須大于位于下游的螺旋槽的徑向高度，在圖5和圖7中1＜(R4-R3)/(R2-R1)≤5；在圖6和圖8中1＜(R5-R3)/(R2-R1)≤5。
在以上實(shí)施例中，均假設(shè)密封端面的外側(cè)為高壓側(cè)，即上游H，而其內(nèi)側(cè)為低壓側(cè)，即下游L。如果密封端面的內(nèi)側(cè)為高壓側(cè)，即上游H，其外側(cè)為低壓側(cè)，即下游L，其實(shí)施例見(jiàn)圖9-圖15，在這些圖中，根據(jù)本發(fā)明，上游螺旋槽的有效徑向高度(R13-R14)(見(jiàn)圖12、14)或者(R13-R15)(見(jiàn)圖13、15)必須大于下游螺旋槽的徑向高度(R11-R12)。
圖9所示的密封其密封端面的內(nèi)側(cè)為高壓側(cè)，即上游H，密封端面的外側(cè)為低壓側(cè)，即下游L，僅在旋轉(zhuǎn)環(huán)1的密封端面上加工出螺旋槽。
圖10所示的密封其密封端面的內(nèi)側(cè)為高壓側(cè)，即上游H，密封端面的外側(cè)為低壓側(cè)，即下游L，僅在靜止環(huán)2的密封端面上加工出螺旋槽。
圖11所示的密封其密封端面的內(nèi)側(cè)為高壓側(cè)，即上游H，密封端面的外側(cè)為低壓側(cè)，即下游L，在旋轉(zhuǎn)環(huán)1和靜止環(huán)2的密封端面上同時(shí)加工有螺旋槽。
圖12至圖15表示密封端面上可供選擇的螺旋槽的形狀及位置。
圖12為兩列螺旋槽之間和上游螺旋槽11的內(nèi)側(cè)都有平面環(huán)帶的密封端面視圖。兩列螺旋槽之間有一平面環(huán)帶17，即(R12-R13)之間的環(huán)帶。兩列螺旋槽不銜接，呈“八”字形。上游一列螺旋槽11的內(nèi)側(cè)有一平面環(huán)帶16，即(R14-R15)之間的平面環(huán)帶。在下游螺旋槽12的下游還有一平面環(huán)帶18，即(R10-R11)之間的平面環(huán)帶。在該圖中上游螺旋槽的有效徑向高度為(R13-R14)。本圖及下述各圖中的雙點(diǎn)劃線(xiàn)表示旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)之間密封端面的內(nèi)、外圓。
圖13為兩列螺旋槽之間有平面環(huán)帶17，上游螺旋槽11的內(nèi)側(cè)沒(méi)有平面環(huán)帶的密封端面的圖。圖中上游螺旋槽的徑向高度為(R13-R15)，下游螺旋槽12的下游有平面環(huán)帶18，即(R10-R11)之間的環(huán)帶。
圖14為兩列螺旋槽之間沒(méi)有平面環(huán)帶，上游螺旋槽11的內(nèi)側(cè)有平面環(huán)帶16的密封端面的圖。兩列螺旋槽互相連接，R12=R13，呈“人”字形，下游螺旋槽12的下游有平面環(huán)帶18，即(R10-R11)之間的環(huán)帶。
圖15為兩列螺旋槽之間和上游螺旋槽11的內(nèi)側(cè)都沒(méi)有平面環(huán)帶的密封端面的圖。在該圖中，上游螺旋槽11的徑向高度為(R13-R15)，兩列螺旋槽相交，R12=R13，下游螺旋槽12的下游有平面環(huán)帶18，即(R10-R14)之間的環(huán)帶。
根據(jù)本發(fā)明，位于上游的螺旋槽的有效徑向高度必須大于位于下游的螺旋槽的徑向高度，在圖12和圖14中1＜(R13-R14)/(R11-R12)≤5；在圖13和圖15中1＜(R13-R15)/(R11-R12)≤5。
在圖9-圖15中，關(guān)于螺旋槽的型線(xiàn)、螺旋角、深度、寬度以及堰與螺旋槽的寬度之比的說(shuō)明與圖1-圖8中的說(shuō)明相同在圖7和圖8中兩列螺旋槽互相連接R2=R3，在圖14和圖15中兩列螺旋槽相互連接R12=R13，但是，當(dāng)兩列槽錯(cuò)開(kāi)一定角度時(shí)R2也可以不等于R3,R12也可以不等于R13。
總之，本發(fā)明區(qū)別于文獻(xiàn)中已有的流體動(dòng)壓型雙列螺旋槽端面密封的基本特征是位于高壓側(cè)即上游的一列螺旋槽的徑向高度大于位于低壓側(cè)即下游的一列螺旋槽的徑向高度，因此，兩列螺旋槽總的效果是將密封流體自上游向下游泵送，從而以微量的泄漏為代價(jià)換取了更大的流體膜厚度和流體膜剛度。
實(shí)施本發(fā)明的密封總體布局可以有多種形式單密封、面對(duì)面式的雙密封、背靠背式的雙密封、兩級(jí)串聯(lián)密封、三級(jí)串聯(lián)密封、雙密封與單密封組合的密封等。
本發(fā)明的密封是一種新型流體動(dòng)、靜壓結(jié)合型端面密封，其優(yōu)點(diǎn)是流體膜的厚度和剛度較大，即適用于高粘度的密封流體(例如油)，也適用于低粘度的密封流體(例如水或氣體)；即適用于低壓工況，也適用于高壓工況；即適用于高速旋轉(zhuǎn)，也適用于低速旋轉(zhuǎn)。本發(fā)明可用于各種型式壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、分離機(jī)、泵、反應(yīng)斧攪拌器等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的密封，尤其是干式氣體密封。
權(quán)利要求
1.一種螺旋槽端面密封，包括具有密封端面的旋轉(zhuǎn)環(huán)、具有密封端面的靜止環(huán)，其密封端面與所述旋轉(zhuǎn)環(huán)的密封端面相貼合并可以相對(duì)滑動(dòng)，密封端面為圓環(huán)形，其特征是在所述旋轉(zhuǎn)環(huán)和所述靜止環(huán)的密封端面的至少一個(gè)上設(shè)置兩列螺旋槽，其中，一列位于高壓側(cè)，即上游，另一列位于低壓側(cè)，即下游，兩列螺旋槽的螺旋角的方向相反，位于上游的螺旋槽的有效徑向高度大于位于下游的螺旋槽的徑向高度，在下游一列螺旋槽的下游還有一平面環(huán)帶。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋槽端面密封，其特征是上游的螺旋槽的有效徑向高度與下游的螺旋槽的徑向高度之比大于1而小于或等于5。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋槽端面密封，其特征是密封端面上螺旋槽側(cè)壁型線(xiàn)的螺旋角α的范圍是0°＜｜α｜＜90°。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺旋槽端面密封，其特征是密封端面上螺旋槽側(cè)壁型線(xiàn)的螺旋角α的范圍為5°-30°。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺旋槽端面密封，其特征是密封端面上螺旋槽側(cè)壁的型線(xiàn)為對(duì)數(shù)螺旋線(xiàn)或者為與環(huán)形密封端面偏心的圓弧線(xiàn)。
6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺旋槽端面密封，其特征是密封端面上螺旋槽側(cè)壁的型線(xiàn)為斜直線(xiàn)或者折線(xiàn)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋槽端面密封，其特征是螺旋槽的深度是恒定的，深度范圍是0.002-0.2mm。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的螺旋槽端面密封，其特征是螺旋槽的深度范圍是0.005-0.1mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的螺旋槽端面密封，其特征是螺旋槽的深度是變化的。深度范圍是0.002-0.2mm。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的螺旋槽端面密封，其特征是螺旋槽的深度范圍是0.005-0.1mm。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋槽端面密封，其特征是螺旋槽法向?qū)挾鹊姆秶?.2-20mm。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的螺旋槽端面密封，其特征是螺旋槽法向?qū)挾鹊姆秶?.5-10mm。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋槽端面密封，其特征是兩個(gè)相鄰的螺旋槽之間的堰的法向?qū)挾扰c螺旋槽的法向?qū)挾戎葹?.2-5。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的螺旋槽端面密封，其特征是兩個(gè)相鄰的螺旋槽之間的堰的法向?qū)挾扰c螺旋槽的法向?qū)挾戎葹?.3-3。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種旋轉(zhuǎn)軸的螺旋槽端面密封,其特征是:在旋轉(zhuǎn)環(huán)或靜止環(huán)的密封端面上,或者同時(shí)在這兩個(gè)端面上設(shè)置兩列螺旋槽,一列位于高壓側(cè)即上游,一列位于低壓側(cè)即下游,兩者的螺旋角方向相反;上游螺旋槽的徑向高壓大于或等于下游螺旋槽的徑向高度,兩列螺旋槽總的效果是將密封流體從上游向下游泵送。其優(yōu)點(diǎn)是:流體膜的承載能力和剛度大,對(duì)旋轉(zhuǎn)速度的適應(yīng)性強(qiáng)。本發(fā)明適用于各種旋轉(zhuǎn)機(jī)械的密封,尤其是干式氣體密封。
文檔編號(hào)F16J15/00GK1215135SQ9812037
公開(kāi)日1999年4月28日 申請(qǐng)日期1998年10月9日 優(yōu)先權(quán)日1997年10月17日
發(fā)明者王玉明 申請(qǐng)人:王玉明