[发明专利]一种防固体颗粒吸入型机械密封

说明书

技术领域

本发明涉及流体机械密封技术，具体的说是一种防固体颗粒吸入型机械密封。

背景技术

机械密封，又称端面密封，广泛的应用于泵、风机、压缩机等流体机械。在一些密封介质内含固体颗粒浓度很高的场合，例如渣浆泵，在使用过程中，由于固体颗粒容易被吸入到机械密封面当中，导致机械密封端面摩擦磨损严重，经常出现介质泄漏，因而大大降低了机械密封的使用性能，大大减少了机械密封的使用寿命。

在现有技术中，为了改善这一情况，出现了三类特殊机械密封的设计。第一类机械密封主要是通过设计复杂的密封系统来阻挡或缓冲固体颗粒进入密封腔，例如中国专利CN 1952403A、CN1553058A、CN2542858Y、CN 2839668Y、CN 201420854Y，CN 2277465Y。第二类主要是通过增加密封冲洗系统来防止固体颗粒进入密封端面，例如中国专利CN 101532498A、CN 2542859Y、CN 2217710Y、CN 2298389Y、CN 2924097Y、CN 201650836、CN 201386691Y、CN 201386692Y。这两类机械密封增加了机械密封系统的复杂程度，使机械密封的安装调配过程变得更加艰难，同时大大增加了成本。第三类机械密封主要是通过设计机械密封的密封端面造型，使密封处于非接触状态，同时通过过滤装置和端面造型阻挡固体颗粒进入密封端面，或者使进入密封端面的固体颗粒有效的排出密封面，例如中国专利CN 101701585 A、CN 2534429Y、CN 00239202.X，但是，这类机械密封只能设计在非接触工况下，且需要添加过滤装置，因而限制了其使用范围，也增加了机械密封的成本。

发明内容

本发明的目的就是弥补现有技术上的不足而提出的一种有效减少密封环端面磨粒磨损的防固体颗粒吸入型压机械密封。该机械密封的使用可以简化机械密封的结构，有效避免固体颗粒吸入到密封端面引起磨粒磨损，增加机械密封使用寿命，且方便加工。

本发明为实现上述目的，主要涉及密封环端面的改型问题，其特征在于：在机械密封的动环端面靠近外径侧挖有扇形凹槽，两扇形凹槽之间的肋形成旋流叶片，静环端面外径侧开设周向台阶，从而在动、静环端面外径侧形成半开放的圆周旋流槽。扇环形形凹槽径向两侧型线为直线型，斜线、圆弧线、抛物线、螺旋线或多段线，多段线为有几条线段连接而成的一条线。当机械密封旋转时，动环端面的旋流叶片随之旋转并带动动、静环外侧圆周旋流槽内的液体旋转，形成周向旋流，槽内液体中比重较大的固体颗粒在离心力作用下向外运动，从而防止固体颗粒进入机械密封端面中。该机械密封通过结构上的简单改进，起到有效避免固体颗粒进入密封端面引起的磨粒磨损，延长机械密封使用寿命的目的，解决了固体颗粒比重大于液体的浆液输送设备的密封难题，且加工方便、不需任何辅助装置。

本发明的效果主要是：（1）在动环端面靠近外径侧设有旋流叶片，静环端面外径侧开设周向台阶，从而在动、静环端面外径侧形成半开放的圆周旋流槽。当机械密封旋转时，动环端面的旋流叶片随之旋转并带动动、静环外侧圆周旋流槽内的液体旋转，形成周向旋流，槽内液体中比重较大的固体颗粒在离心力作用下向外运动，从而防止固体颗粒进入机械密封端面中，起到有效避免固体颗粒进入密封端面引起的磨粒磨损，延长了机械密封使用寿命，同时不需要辅助密封系统提供冲洗液体，因此减少了整个密封装置的成本；（2）在动环端面内侧或为平端面，或开设动压槽实现动压和泵送作用，或开设储杂槽来储存没有被排除的极少量的固体颗粒，或开设凹腔等；（3）该机械密封动环和静环结构容易实现，且加工成本低。

附图说明

图1本发明动环端面示意图。

图2 本发明动环端面A-A视图。

图3 本发明静环端面示意图。

图4 本发明静环端面B-B视图。

图5 本发明动环与静环装配示意图。

图6 本发明局部放大图C内流体流动示意图。

图中：a—动环上旋流叶片厚度，h—动环上旋流叶片高度，H—静环上台阶高度。

具体实施方式

本发明的机械密封的动环和静环结构可在密封环制作过程中一次烧结而成，只需在制作模具上作相应改进即可，烧结完成后即按常规密封环进行加工。