[实用新型]方向性大孔与三维型槽相结合的非接触式机械密封结构

权利要求书

1.方向性大孔与三维型槽相结合的非接触式机械密封结构，它包括机械密封的动环、静环，动环和静环的端面一侧为高压侧即上游，另一侧为低压侧即下游，

其特征在于：所述动环和静环的端面上设有沿径向呈收敛斜面状的密封坝，且动环或静环中至少一个端面上设有呈收敛状均匀分布的方向性大孔和各种三维槽形；所述方向性大孔具有方向性，是毫米尺度的浅槽；所述三维槽形是微米尺度的浅槽或毫米尺度的深槽，并分别沿圆周方向均匀分布于密封端面的上游、下游或上下游。

2.根据权利要求1所述的方向性大孔与三维型槽相结合的非接触式机械密封结构，其特征在于：所述方向性大孔和三维槽形依照旋转中心呈辐射状间距对称分布。

3.根据权利要求1所述的方向性大孔与三维型槽相结合的非接触式机械密封结构，其特征在于：所述的方向性大孔沿密封端面径向呈连续或断续分布，方向性大孔和三维槽形沿密封端面周向呈连续或断续的周期性分布。

4.根据权利要求1所述的方向性大孔与三维型槽相结合的非接触式机械密封结构，其特征在于：所述方向性大孔是毫米尺度的浅槽，其深度为1.5～100μm；方向性大孔的边长或直径的范围为801μm～20000μm；长短轴比的范围取1～25，面积密度范围为0.1～0.55。

5.根据权利要求1所述的方向性大孔与三维型槽相结合的非接触式机械密封结构，其特征在于：所述三维槽形是微米尺度的浅槽或毫米尺度的深槽，浅槽的深度范围为2～50μm，深槽的深度范围为0.05～8mm；浅槽蚀刻于密封端面的下游侧，深槽蚀刻于密封端面的上游侧；介质为液体时，浅槽深度的优选值为10～30μm，深槽深度的优选值为0.05～6mm；介质为气体时，浅槽深度优选值为2～10μm，深槽深度的优选值为0.05～2mm；槽的螺旋角度数为：8°～20°；所述三维槽形在径向方向上延伸且由上游至下游槽形宽度逐渐变窄，或者由上游至下游方向上宽度逐渐变宽，直至外径侧。

6.根据权利要求5所述的方向性大孔与三维型槽相结合的非接触式机械密封结构，其特征在于：所述三维槽形的深槽可为等深或不同规律的变深槽，变深槽深度呈余弦波状变化，或由下游至上游呈倾斜波浪状变深，或由上游至下游呈线性规律变浅、或呈阶梯状逐级变浅。

7.根据权利要求1所述的方向性大孔与三维型槽相结合的非接触式机械密封结构，其特征在于：所述方向性大孔在密封端面上的形状为三角形、菱形、矩形、六边形、正方形或椭圆形，且方向性倾角为0°～360°；三维槽形在密封端面上的形状为V形槽、螺旋槽、Y形螺旋槽、L形螺旋槽、半圆弧槽、波浪槽、双向U形槽、T形槽、双向树形槽或单向人字槽。

8.根据权利要求1所述的方向性大孔与三维型槽相结合的非接触式机械密封结构，其特征在于：所述方向性大孔或三维槽形环带的上游、下游或孔型间有环形密封坝。

9.根据权利要求8所述的方向性大孔与三维型槽相结合的非接触式机械密封结构，其特征在于：所述密封坝径向宽度为0.2～8mm。