[发明专利]一种可双向旋转的流体动压型机械密封结构

说明书

本发明提供一种可双向旋转的流体动压型机械密封结构，该机械密封结构的前端面即密封面是由外环(1)、内环(2)、密封堰区(3)、密封坝区(4)及动压型槽(5)组成；它们都位于该机械密封结构的前端面即密封面上的不同位置；本发明沿密封端面周向均匀分布的动压槽，无需要求特定的旋转方向，即可以双向旋，运行时动压槽有效地提高了流体动压效应，减小了因机械密封端面不平度引起的副作用，提高了机械密封的工作效能；整个型槽具有一定的流体静压效应，使得机械密封在流体静压作用下，静止时有一定的开启力；可以有效避免小膜厚、小压差的极端工况下的碰磨失效，实现了密封的非接触、提高耐磨损，延长了使用寿命，提高了密封的可靠性。

技术领域

本发明提供一种可双向旋转的流体动压型机械密封结构，具体地说，是一种在动环或静环的端面上开设一定数量的动压型槽，属于流体密封中的旋转轴密封技术领域。

背景技术

机械密封是一种依靠弹性元件对动、静环端面密封副的预紧和介质压力与弹性元件压力的压紧而达到密封的轴向端面密封装置，故又也称为端面密封。机械密封广泛地应用于离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备上。随着工业领域的快速发展，实际应用中要求机械密封能适应在高压、高速，突变工况等较极端的工况条件，这样就对机械密封的性能提出了更高的要求。现有机械密封的报道也很多如中国专利CN1364987A、CN1206801A、CN201496542U。国外专利EP0499370A1、E632219A1、US6446976、US65750和US6726213。但都存在大量的不足之处，如传统的接触式机械密封端面间无法形成稳定的液膜、端面的磨损、密封环的热裂等都容易导致密封的失效。而非接触式密封如目前应用较为广泛的螺旋槽机械密封，主要是在动或静环的端面上进行改形(深槽型、浅槽型以及织构型)，这些结构在一定程度上提高了机械密封性能，但是泄漏量大于相同规格的普通端面机械密封，同时工作中排屑的性能较差，易造成颗粒的堆积。对于织构型都存在抗压能力差、端面间流体膜厚不足，或者流体膜刚度不足以抵抗外界干扰，导致密封系统不正常稳定运行，同时也存在排屑能力差的问题。据此，设计一种机械密封结构端面构型，能够同时产生流体静压力、流体动压力、减少密封端面的接触，可以有效地避免密封的失效，同时保持较小的端面间隙以控制泄漏量。

发明内容

(一)目的

为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种可双向旋转的流体动压型机械密封结构，它是一种开启力大、抗压及抗干扰能力强、高参数下具有较小泄漏量、启停过程流体动压效果好、正常运行时流体承载力充足的新型机械密封结构。

(二)技术方案

现有的机械密封结构的动环或静环(如图1所示)都是一个圆柱体:由后端面、圆柱面、前端面组成，一般作为密封面的是前端面。所述机械密封的动环或静环，如图6所示，所述动环或静环的端面的一侧为高压侧即上游，所述动环和静环的端面的另一侧为低压侧即下游，所述的动环或静环至少有一个环的密封端面上开设有多个沿周向均匀分布的流体动压形型槽。

本发明是一种可双向旋转的流体动压型机械密封结构，其特征(如图2所示)在于：该机械密封结构的前端面即密封面是由外环1、内环2、密封堰区3、密封坝区4及动压型槽5组成；它们都位于该机械密封结构的前端面即密封面上的不同位置；

所述的外环1，是该机械密封结构密封面的外圆面；

所述的内环2，是该机械密封结构密封面的内圆面；

所述的密封堰区3，是两动压型槽5之间未开槽的部分；

所述的密封坝区4，是动压型槽5的末端(如图2中的点画线位置)与内环2之间所设的光滑圆环形平面部分；

所述的动压型槽5，开设在该机械密封结构的前端面即密封面上，该动压型槽5共有(6～10)个，其个数随该机械密封结构的大小而改变；各个动压型槽5沿该机械密封结构端面周向均匀分布；