[发明专利]一种可回复的气体密封装置及方法

权利要求书

1.一种可回复的气体密封装置，至少包括静环(11)和动环(12)，其特征在于，所述静环(11)通过至少一个弹簧(9)与弹簧座(8)连接，所述静环(11)在由静环座(5)和弹簧座(8)拼合形成的限制静环(11)移动范围的动态腔内相对所述弹簧座(8)移动和/或自动复位；其中，

所述静环(11)与所述动环(12)密封接触的端面设置有至少一个密封凸台(112)，

在所述静环(11)向所述动环(12)移动且接触时，所述密封凸台(112)与所述静环(11)率先接触并且承受所述静环(11)与所述动环(12)之间的压力，从而实现所述静环(11)与所述动环(12)之间的机械密封。

2.根据权利要求1所述的可回复的气体密封装置，其特征在于，与所述静环座(5)密封接触的所述静环(11)的配合半径为Rb，与所述动环(12)密封接触的所述密封凸台(112)的端面外半径为Ro，内半径为Ri，

断面正压力Pc＝(K-λ)ΔP，K＝(Rb²-Ri²)/(Ro²-Ri²)，

其中，ΔP为由迷宫密封的泄漏量决定的压差；λ为介质常数，K的取值范围为0.7～0.75，

K的取值范围能够在保证密封的情况下获得最小的端面正压力Pc，从而减小密封端面闭合后的摩擦力。

3.根据权利要求1或2所述的可回复的气体密封装置，其特征在于，所述密封凸台(112)的径向宽度的范围为2～3.5mm，以降低所述静环(11)的端面摩擦力，径向宽度为Ro-Ri。

4.根据权利要求1～3任一项所述的可回复的气体密封装置，其特征在于，

所述静环(11)的第二端设置有与主轴(1)间隙配合的迷宫密封结构，从而泄漏气体通过迷宫密封结构在静环前后形成的压差对所述静环(11)产生闭合力，

在泄漏气体的流量增大到闭合力大于弹簧(9)的开启力的情况下，所述静环(11)基于闭合力作用向所述动环(12)移动直至所述静环(11)与所述动环(12)接触形成密封状态，

在泄漏气体的流量降低到闭合力小于弹簧(9)的开启力的情况下，所述静环(11)基于开启力作用向所述静环座(5)移动至回复原位。

5.根据权利要求1～4任一项所述的可回复的气体密封装置，其特征在于，所述静环(11)的第一端设置有能够与静环座(5)和/或弹簧座(8)抵接的抵接凸起(111)，所述抵接凸起(111)通过至少一个弹簧(9)与所述弹簧座(8)连接。

6.根据权利要求1～5任一项所述的可回复的气体密封装置，其特征在于，所述静环座(5)的第二端设置有与所述抵接凸起(111)相适配的所述至少一个第一凸起，

所述第一凸起与所述静环(11)的第一端面密封接触，并且所述第一凸起限制所述抵接凸起(111)在动态腔内动态移动范围。

7.根据权利要求1～6任一项所述的可回复的气体密封装置，其特征在于，与所述弹簧座(8)接触的所述静环座(5)的接触面设置有至少一个第二凸起，

所述第二凸起与所述弹簧座(8)的至少一个凹槽(83)的部分槽底接触并嵌合，从而所述凹槽(83)的槽底剩余部分与所述静环座(5)的临近第二端的接触面拼接为所述动态腔。

8.根据权利要求1～7任一项所述的可回复的气体密封装置，其特征在于，所述凹槽(83)的底部深度呈阶梯式分布，

所述凹槽(83)的槽底至少包括第一阶梯(81)和第二阶梯(82)，其中，

第一阶梯(81)的深度小于第二阶梯(82)的深度。