[发明专利]非接触式流体动力承载密封环

说明书

技术领域

本发明涉及旋转机械轴技术领域，是一种非接触式流体动力承载密封环。

背景技术

泄漏是机械设备常产生的故障之一。设备中的工作介质或润滑剂的泄漏，会造成浪费并污染环境；易燃、易爆、腐蚀、有毒等特殊物质的泄漏，会危及人身及设备的安全。随着现代工业技术的发展，如微型燃气轮机需要在高压、高温及高转速运行的密封难度越来越大，医药、化工及核能等行业对密封性能要求也越来越高。非接触流体动力密封结构则是20世纪中期迅速发展起来的一项高新技术，尤其是流体动力轴承体密封与螺旋密封、迷宫密封相比，具有很多良好的特性，适用于高速、高压、防爆、防毒和强腐蚀等苛刻条件密封的优点。因此广泛应用于国防、能源、化工及医药等行业。

目前，非接触流体动力密封主要有两种最基本的结构形式，一种是单流浮动环密封如图1，另一种是双流浮动环密封如图2。

无论是单流浮动环密封，还是双流浮动环密封，其原理都是依靠密封间隙内的密封介质流体阻力效应而达到阻漏的目的。当轴旋转时，由于轴与轴承体有一定间隙，环能自由浮动，在间隙内产生一个极高的流阻，并且密封介质具有很大的流体动力，其压力高于工作介质压力，从而阻止工作介质在压差作用的漏泄(见徐灏著，《密封》，冶金工业出版社，2002)。这两种流体动力浮动环密封的优点是结构简单，环境适应性强、密封性能好，在许多情况下应用也很有效。但这两种流体动力浮动环密封由于结构的特点，都存在轴承体不能承受外加载荷，动静部件短时间接触耐磨性能差，材料及工艺性能不容易达到等缺欠，易发生动静间隙碰摩损坏的故障。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提出一种新结构形式的非接触式流体动力承载密封环，即：内槽道自润滑动静压耦合结构的流体动力承载密封环。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种非接触式流体动力承载密封环，包括外壳、轴承体、减振弹性圈、增压流道槽；管状外壳周圆设有气孔，并围罩于轴承体外周，外壳与轴承体之间设有减振弹性圈；管状轴承体围罩于转子轴颈外周，轴承体内表面上设有增压流道槽；其中：

在轴承体外表面周圆上开设两环密封流体介质供压孔，两环供压孔位于轴承体两端部，供压孔在每一圆环上均匀分布；

两环供压孔与轴承体内表面周圆上开设的两环供气孔喷嘴相对应设置，每环供压孔采用喷嘴节流切向供压孔结构，每一供压孔经气道与一供气孔喷嘴斜向相通；

在轴承体内表面周圆上供气孔喷嘴的位置，开设有增压流道槽，增压流道槽沿周圆方向设置，其长度≤轴承体内表面周圆的四分之一。

所述的非接触式流体动力承载密封环，其所述外壳、轴承体为碳石墨合金或碳纤维或聚四氟乙烯材料制作。

所述的非接触式流体动力承载密封环，其所述减振弹性圈为橡胶圈或金属橡胶或弹性复合材料制作。

所述的非接触式流体动力承载密封环，其所述轴承体内表面为碳石墨合金或碳纤维材料制作。

本发明的非接触式流体动力承载密封环，不仅极大地提高了轴承体承受外加载荷的能力，以及动静部件短时间接触耐磨性能，而且还降低了对工作介质含杂质、温度等指标的要求。因此，这种流体动力承载密封环具有密封效果好，运行稳定、可靠性高，进一步拓宽了密封产品工程应用的范围。

附图说明

图1是已有单流轴承体密封结构示意图；

图2是已有双流轴承体密封结构示意图；

图3是本发明的非接触式流体动力承载密封环结构示意图；其中：

图3A为各部件相对位置示意图；图3B为轴承体内表面上的增压流道槽的示意图；

图4是本发明非接触式流体动力承载密封环的双排轴承体供压孔结构示意图；

图5是本发明非接触式流体动力承载密封环的喷嘴节流切向供压孔结构示意图。

附图标号说明

转子轴颈1，轴承体2，增压流道槽3，减振弹性圈4，供压孔5，供气孔喷嘴6。

具体实施方式

如图3所示，是本发明的非接触式流体动力承载密封环结构示意图，图3A为各部件相对位置示意图，图3B为轴承体内表面上的增压流道槽3的示意图；本发明的非接触式流体动力承载密封环，包括外壳、轴承体2、增压流道槽3、减振弹性圈4；管状外壳周向设有气孔，并围罩于轴承体2外周，外壳与轴承体2之间设有减振弹性圈4；管状轴承体2围罩于转子轴颈1外周，轴承体2内表面上设有增压流道槽3。