[实用新型]一种变截面挤压式流体动压旋转密封圈

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于流体密封技术领域中的旋转轴类密封，具体的说，是涉及一种挤压式流体动压旋转密封圈。 

背景技术

在石油石化设备中大量采用流体动密封。从安全性和可靠性角度考虑，许多机器设备的关键部件之一是旋转轴类密封，如钻井设备中的高压旋转防喷器、井底动力马达、高压高速旋转水龙头以及采油机械中的螺杆泵等。一般常用的密封有填料密封、环形柔性径向密封。但是经过较长时间的应用后发现，这些密封都是靠强力来实现密封机理的，其结果是密封效果好了，但是轴与密封件之间的润滑状况却变得很差，导致摩擦增大、过热以及密封件材料的磨损。 

发明内容

为了解决背景技术中给出的现有技术问题，本实用新型提供了一种变截面挤压式流体动压旋转密封圈，该种变截面挤压式流体动压旋转密封圈使旋转密封圈的轴向密封工作寿命有了大幅度提高，并且提高了密封面间的相对运动速度和工作密封压差。 

本实用新型的技术方案是：该种变截面挤压式流体动压旋转密封圈，包括圆环柱形的密封圈体，其中，所述密封圈体的内壁中部开有一个环绕的、连续的波纹形凹槽，位于所述波纹形凹槽下方的密封圈体的边界为直角边，位于所述波纹形凹槽上方的密封圈体的边界为坡形的钝角边。 

本实用新型具有如下有益效果：由于其密封面一侧由一条有多个波形组成的液体动力润滑边和另一侧由一条直的隔离边组成，波形边与直边同时与轴表面接触，形成特殊的密封“唇部”。密封圈的截面轮廓在圆周方向随波形边呈周期性变化。密封圈与普通密封圈同样采用过盈装配于密封槽内，最初形成静密封。密封圈安装在密封槽内，波形边与轴表面接触，形成一波形接触区。当轴旋转时，其独特的几何形状在与被密封介质接触一侧产生了一波动的液力边界，形成一相对速度，使得轴与密封结合面之间形成了一层油膜，避免了轴与密封面的直接接触。在环境介质一侧，密封边缘形状经过设计可以防止磨砺性物质进入密封内表面，速度分量产生流体动力润滑作用，稳定速度下使得整个密封接触区都处于完全流体动力润滑状态。应用本种密封圈后，在动密封面之间形成一层能避免相对运动表面直接接触的动压油膜，密封圈在油膜上运行，从而大大降低了磨损和摩擦热，提高了密封圈的寿命。此外，动密封间相对运动速度越高，形成的动压油膜越厚，因而对高转速的适应性较好。 

附图说明： 

图１是本实用新型的轴测图。

图２是本实用新型所述密封圈的安装示意图。 

图中1-下边界，2-波纹形凹槽，3-密封圈体，4-密封沟槽，5-密封润滑剂，6-环境介质，7-旋转轴。 

具体实施方式： 

下面结合附图对本实用新型作进一步说明：

如图1所示，该种变截面挤压式流体动压旋转密封圈，包括圆环柱形的密封圈体3，其中，所述密封圈体3的内壁中部开有一个连续的波纹形凹槽2，位于所述波纹形凹槽2下方的密封圈体3的下边界1为直角边，位于所述波纹形凹槽2上方的密封圈体3的上边界为坡形的钝角边。所述上边界的结构参照图２中所述密封圈体的安装示意图可知。安装后，下边界1作为磨砺阻隔边界，而波纹形凹槽2则作为流体动压密封边界，这两个边界同时与旋转轴７接触，形成了一个波形接触区。

使用时密封圈体采用过盈装配于密封沟槽４内，形成静密封。当轴旋转时，在密封润滑剂５一侧，产生一流体动力密封边界，形成一相对速度，使得轴与密封结合面之间形成了一层油膜，避免了轴与密封面的直接接触。在环境介质６一侧，密封圈体与旋转轴边缘上是一锐利的直角边，可以避免因流体动压效应而致使外界磨砺侵入密封面间；由于流体动压润滑作用会使少量润滑剂从外侧边缘漏出，在运转过程中这一少量的、有控制的泄漏将直到清洗作用以阻止磨粒侵入动密封面之间；当动密封面间可能出现轴向运动时，其锐利的直角边还可以产生刮擦作用，同样可避免磨粒侵入。 

本种变截面挤压式流体动压旋转密封件正是在保留常规旋转密封优点的基础上，利用流体动压效应研制的新型旋转流体动压密封结构。流体动压柔性旋转密封是利用流体动压效应，依靠特殊的密封截面几何形状，在动密封面之间形成一层能避免相对运动表面直接接触的流体动压油膜，由于密封圈体在油膜上运行，从而大大降低了磨损和摩擦热。