[发明专利]一种扩压式自泵送流体动静压型机械密封

权利要求书

1.一种扩压式自泵送流体动静压型机械密封，其设置于旋转设备的壳体与转轴之间，包括相互配合的动环和静环，该动环和静环沿一轴线同轴设置，该壳体与动环及静环之间形成密封腔，其特征在于，

该动环朝向静环的端面形成为第一密封面，该静环朝向动环的端面形成为第二密封面，该第一密封面沿径向方向由外到内依次为扩压环槽、螺旋槽区和密封坝，在螺旋槽区开设有至少三个后弯型螺旋槽，该至少三个后弯型螺旋槽环绕该轴线均匀间隔设置，相邻的两个后弯型螺旋槽之间的区域形成为密封堰；

该扩压环槽由第一密封面的径向方向的外侧沿轴向向下凹陷所形成，且该扩压环槽向外贯穿该动环的外周面，使该扩压环槽具有一环绕该轴线的周向侧面和一沿径向方向延伸的呈环状的第一底面；每个后弯型螺旋槽均具有一外贯穿该扩压环槽的周向侧面的流体出口，该流体出口的朝向与该动环的旋转方向相反；

在静环的第二密封面上设置有集流环槽，该集流环槽环绕该轴线延伸，在静环的环体内设置有若干个引流孔道，每一引流孔道的进口位于静环的外周面上，每一引流孔道的出口位于集流环槽内，引流孔道连通密封腔与集流环槽；沿该轴线方向观察，该集流环槽至少部分与螺旋槽区相重叠，使集流环槽连通后弯型螺旋槽；

该第二密封面与扩压环槽之间的间隙形成一呈环状的、具有径向开口的扩压腔；

沿该轴线方向，第二密封面正对扩压腔的区域呈垂直于该轴线的平面状；该扩压环槽的第一底面沿径向由外向内设置成坡面或曲面，该坡面或曲面沿径向方向由内向外逐渐靠近第二密封面。

2.根据权利要求1所述扩压式自泵送流体动静压型机械密封，其特征在于，

后弯型螺旋槽具有两个沿周向设置的内侧面，其中一个内侧面为朝向后弯型螺旋槽的内部凸出的内凸侧面，另一个内侧面为朝向后弯型螺旋槽的内部凹陷的内凹侧面；

该后弯型螺旋槽的第二底面相对于该轴线倾斜设置，且后弯型螺旋槽的深度由内凹侧面一侧朝内凸侧面一侧逐渐增大。

3.根据权利要求2所述扩压式自泵送流体动静压型机械密封，其特征在于，

该后弯型螺旋槽的第二底面与该轴线之间的夹角为88-89°。

4.根据权利要求2所述扩压式自泵送流体动静压型机械密封，其特征在于，

该后弯型螺旋槽的内凹侧面一侧的深度为20-40μm，内凸侧面一侧的深度为60-80μm。

5.根据权利要求1所述扩压式自泵送流体动静压型机械密封，其特征在于，

在轴线方向上，扩压环槽的出口深度为后弯型螺旋槽的最大深度的10-50%。

6.根据权利要求1所述扩压式自泵送流体动静压型机械密封，其特征在于，

当该扩压环槽的第一底面为曲面时，在经过该轴线的截面上，该第一底面的截面为一抛物线。

7.根据权利要求6所述扩压式自泵送流体动静压型机械密封，其特征在于，该抛物线的径向内侧端与一垂直于该轴线的平面相切。

8.根据权利要求1所述扩压式自泵送流体动静压型机械密封，其特征在于，扩压环槽的径向宽度为该动环外径的5-10%。

9.根据权利要求1所述扩压式自泵送流体动静压型机械密封，其特征在于，沿该轴线方向观察，该集流环槽全部位于螺旋槽区、且集流环槽位于后弯型螺旋槽的径向内侧部。

10.根据权利要求1所述扩压式自泵送流体动静压型机械密封，其特征在于，当该扩压式自泵送流体动静压型机械密封工作时，该动环的转速为100-4000rpm。