[实用新型]一种可双向旋转的气膜密封结构以及机械设备

说明书

本实用新型提供了一种可双向旋转的气膜密封结构以及机械设备，气膜密封结构，包括动环、静环，在所述动环和/或静环上开设有多个圆周均布的端面结构，所述端面结构包括正反对称布置的螺旋线组槽。本实用新型提供的可双向旋转的气膜密封结构，通过设置所述端面结构包括正反对称布置的螺旋线组槽，使得密封端面能够在正向旋转或反向旋转时均能够让气流沿着进气方向在所述螺旋线组槽内进行连续压缩，压力得以提升，形成具有一定刚度的稳定气膜，有利于增加密封性能，并且避免对于端面的磨损、甚至破坏；并且在正反向旋转时均可以产生有效动压效果保证密封端面打开；从而提高气膜密封的综合性能、使用效果和寿命。

技术领域

本实用新型属于机械密封技术领域，具体涉及一种可双向旋转的气膜密封结构、以及具有该气膜密封结构的机械设备。

背景技术

石油化工行业的泵、压缩机、釜、搅拌器等流体输送设备中采用气膜密封作为其轴端密封装置已经得以广泛的应用。目前，气膜密封端面结构大部分适用于单向旋转，而随着工艺的不断进步、降低库存备件的工业需求等因素综合考虑，可用于双向旋转的气膜密封需求趋势逐年增多，可用于双向旋转的气膜密封端面结构已有报道和应用，如国外的枞树槽、T形槽，国内的王字槽等，其端面结构一般是由对称布置的槽型、堰区、坝区等组成。尽管这些端面结构可以在一定转速和压力范围内具有一定的气膜刚度、承载力，但是其动压效果较单向端面结构大大降低，使其不易打开，端面存在较重磨损，尤其是在低压、高压、低速等，暖机、多次启停的工况下，槽区和坝区分界线处磨损尤为严重，端面磨损形成后，启停及正常运转过程中，气体动压效果进一步减弱，端面固相接触更加频繁，严重影响气膜密封的整体性能及寿命。

发明内容

本实用新型针对现有技术中存在的上述问题，提供一种可双向旋转的气膜密封结构，解决暖机、启停过程中端面磨损造成端面结构破坏、不易打开等问题，提高气膜密封的综合性能、使用效果和寿命。

为达到上述技术目的，本实用新型采用以下技术方案实现：

一种可双向旋转的气膜密封结构，包括动环、静环，在所述动环和/或静环上开设有多个圆周均布的端面结构，所述端面结构包括正反对称布置的螺旋线组槽。

进一步的，所述螺旋线组槽具有正向布置的第一单螺旋线组槽、以及与所述第一单螺旋线组槽对称并反向布置的第二单螺旋线组槽。

进一步的，所述第一单螺旋线组槽和第二单螺旋线组槽均沿径向向外延伸靠近、并相交。

进一步的，所述第一单螺旋线组槽和第二单螺旋线组槽均是由不同螺旋角度的两条螺旋线和同心设置不同半径的两条弧形线所围成的区域。

进一步的，所述螺旋线为对数螺旋线，所述螺旋线的螺旋角度范围为8~30°。

进一步的，所述螺旋线组槽深度范围为2~30μm。

优选的，所述螺旋线组槽深度范围为5~15μm。

进一步的，所述端面结构还包括圆弧线组槽，所述圆弧线组槽沿所述螺旋线组槽的对称线对称。

进一步的，所述圆弧线组槽位于所述第一单螺旋线组槽和第二单螺旋线组槽之间的区域内。

进一步的，所述圆弧线组槽是由不同半径且不同心设置的两条圆弧线相交所围成的区域。

进一步的，所述圆弧线组槽深度范围为1~15μm。

优选的，所述圆弧线组槽深度范围为3~10μm。

进一步的，所述端面结构还包括连接所述螺旋线组槽与圆弧线组槽的径向连接槽。

进一步的，所述端面结构还包括连接所述螺旋线组槽与圆弧线组槽的周向连接槽。