[发明专利]一种具有仿枫叶形槽的机械密封环

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有特殊形状槽的机械密封环，尤其是一种具有仿枫叶形槽的机械密封环，可用于压缩机、膨胀机、泵等旋转机械的密封，属流体机械轴密封技术领域。

背景技术

目前，非接触式机械密封以其非接触、磨损小、低能耗、稳定性能好等优良性能成为旋转式流体机械优先选择的轴端密封。在密封环上开出各种流体动压槽，可以在密封环的端面形成稳定的液膜或气膜，说明槽型对流体膜流场有明显的影响，对流体膜的刚度、承载能力、有决定性的作用。在非接触式机械密封应用最广泛的槽型是螺旋槽，螺旋槽具有较好的气膜刚度和较强的承载力，但由于槽型的非结构对称性，导致螺旋槽不可双向旋转。在有些工况条件下，需要密封环可以双向旋转，但是目前的可双向旋转密封环存在动压效应差、在低速低压条件下的密封性能不理想等问题，如何去解决这些问题成为当今研究新槽型的热点。

发明内容

本发明目的是提供一种密封效果和动压性能更好的具有仿枫叶形槽的机械密封环。

本发明所采用的技术方案是：

一种具有仿枫叶形槽的机械密封环，在密封环1的端面周向均匀分布2~50个仿枫叶形槽，所述仿枫叶形槽由一个径向直线槽4和五个槽（槽Ⅰ2-槽Ⅴ7）组成，槽Ⅰ2-槽Ⅳ6对称分布于径向直线槽4两侧，槽Ⅰ2与槽Ⅳ6相同，槽Ⅱ3与槽Ⅲ5相同，槽Ⅴ7与径向直线槽4近密封环1内径端连接，径向直线槽4开口于密封环1外径边缘，所述仿枫叶形槽为径向中轴对称，如图1所示。

如图2所示，径向直线槽4的周向长度W₁为1~20mm；槽Ⅱ3端点到槽Ⅲ5端点间的周向长度W₂与W₁的比值为2~10；槽Ⅰ2端点到槽Ⅳ6端点间的周向长度W₃与W₂的比值为2～4；槽Ⅴ7最宽处周向长度W₄与W₁的比值为2～4。

槽Ⅲ5和槽Ⅳ6（或槽Ⅰ2与槽Ⅱ3）间夹角α为10º~90º；槽Ⅳ6和槽Ⅴ7（或槽Ⅰ2与槽Ⅴ7）间夹角β为10º~90º；槽Ⅲ5和径向直线槽4（或槽Ⅱ3和径向直线槽4）间夹角γ为30º~90º。

仿枫叶形槽的槽深从高压侧向低压侧径向直线变浅（斜底槽）（如图3所示），或等梯级变浅（台阶槽）（如图4所示），梯级数目为2～10个，每一梯级深度为1～10μm。

仿枫叶形槽的槽深沿周向从中心向两侧直线变浅（斜底槽）（如图5所示），或等梯级变浅（台阶槽）（如图6所示），梯级数目为2～10个，每一梯级深度为1～10μm。

仿枫叶形槽的边缘线型可以是弧线、直线、螺旋线、锯齿线中的任意一种。

所述槽可以是弧线槽、矩形槽、螺旋槽、三角形槽中的任意一种。

本发明具有的有益效果：

1、本发明所述仿枫叶形槽是仿照枫叶的外形而设计的一种槽型，其具有较好的导流效果，更大的开启力和更小的泄漏量，使得其具有更好的密封性能。

2、由于仿枫叶形槽周向长度较长，可以使流体膜连续不断产生动压，产生较大的开启力和气膜刚度，使得运行更加稳定。

3、由于可以改变槽之间的夹角和径向直线槽的宽度等结构参数使得密封环适用于在不同工况压力下都能正常开启运行，适用范围更广泛。

4、由于槽型结构的对称性，密封环在安装时无旋向要求，既可单向又可双向旋转，有效的节约成本。

附图说明

图1为具有仿枫叶形槽的机械密封环的结构示意图；

图2为图1的局部放大示意图；

图3为仿枫叶形槽槽深从高压侧向低压侧径向直线变浅示意图；

图4为仿枫叶形槽槽深从高压侧向低压侧径向等梯级变浅示意图；

图5为仿枫叶形槽槽深沿周向从中心向两侧直线变浅示意图；

图6为仿枫叶形槽槽深沿周向从中心向两侧等梯级变浅示意图；

图中：1-密封环，2-弧线槽Ⅰ，3-弧线槽Ⅱ，4-径向直线槽，5-弧线槽Ⅲ，6-弧线槽Ⅳ，7-弧线槽Ⅴ，8-槽底；W₁-径向直线槽4的周向长度，W₂-弧线槽Ⅱ3端点到弧线槽Ⅲ5端点的周向长度，W₃-弧线槽Ⅰ2端点到弧线槽Ⅳ6端点的周向长度，W₄-弧线槽Ⅴ最宽处周向长度；α-弧线槽Ⅲ5和弧线槽Ⅳ6间夹角，β-弧线槽Ⅳ6和弧线槽Ⅴ7间夹角，γ-弧线槽Ⅲ5和径向直线槽4间夹角。

具体实施方式

下面结合附图和实施案例对本发明作进一步说明，但本发明的内容不限于实施例及附图所示。