[0024]图4是本发明实施案例一的工作原理示意图；
[0025]图5是本发明实施案例二的开槽端面示意图；
[0026]图6是本发明实施案例二的三维结构图；
[0027]图7是本发明实施案例三的开槽端面示意图；
[0028]图8是本发明实施案例三的三维结构图；
[0029]图9是本发明实施案例四的开槽端面示意图；
[0030]图10是本发明实施案例四的三维结构图。
【具体实施方式】
[0031]结合附图对本发明的实施进一步详述。
[0032]实施例一
[0033]参见图1、图2和图3，一种似叠罗汉复合槽深型槽气体润滑端面机械密封结构，包括机械密封的动环和静环，所述动环或静环端面的一侧为高压侧即上游，所述动环或静环端面的另一侧为低压侧即下游，其特征为:所述动环和静环中至少一个密封环的端面上开设有多个沿圆周方向均匀分布的似叠罗汉复合槽深型槽，所述似叠罗汉复合槽深型槽由基础动压型槽4和似叠罗汉型槽I组成，所述基础动压槽4开设在端面上游，所述基础动压槽4的槽底面上加工有似叠罗汉型槽I，所述似叠罗汉型槽I中相邻两排型槽的上游子槽11、13和15相比邻近下游子槽的宽度较大，同排子槽11和13、13和15以及21和23之间分别由深度与基础动压型槽4深度相等的密封堰12、14和22隔断，所述似叠罗汉复合槽深型槽的端面下游设有不开槽的圆环光滑面即密封坝6。
[0034]所述似叠罗汉型槽中，下游一侧的子槽与所跨骑的上游一侧的密封堰的两侧的子槽贯通。相邻两排子槽11、13和21，13、15和23，21、23和3之间对应贯通。
[0035]所述基础动压槽4在槽根半径rg处的圆弧夹角Θ 81与在外径r。处的圆弧夹角Θ go之比Θ gi/ Θ g。的选值范围为Θ J θ g。= O?1，优选值范围为θ J Θ g。= 0.3?0.6。
[0036]所述基础动压槽4在外径r。处的圆弧夹角Θ g与对应密封堰5在同一半径处的圆弧夹角Θ g之比Θ J Θ:的选值范围为Θ g/ Θ 1= 0.5?8，优选值范围为Θ g/ θ 1= 1.5?4。
[0037]所述基础动压槽4的深度Iitl选值范围为O?20 μ m，优选值范围为0.5?5 μ m，所述似叠罗汉型槽I的深度h选值范围为I?100 μ m，选优值范围为2?20 μ m。所述各排子槽深度从端面上游至下游逐渐变浅，也即上游排子槽11、13、15的槽深h3，中间排子槽21和23的槽深h2，下游排子槽3的槽深Ill满足:h1<h2<h3o
[0038]参照图1和图4，流体介质从外径侧向内径侧流动的过程中，在上游排子槽11、13和15的迎风侧槽根110、130和150处，中间排子槽21和23的迎风侧槽根210和230处，下游排子槽3的迎风侧槽根30以及基础动压槽4的迎风侧槽根40处形成多个沿径向和周向分布的压力峰值，密封端面的压力分为更为均匀，且各压力峰值相互干涉叠加而形成更大面积的高压区，有助于提高气膜承载力和气膜刚度。
[0039]实施例二
[0040]参照图5和图6，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述似叠罗汉型槽中，下游一侧的子槽与所跨骑的上游一侧的密封堰的两侧的子槽之间被与基础动压槽深度相等的扇形密封堰隔开。
[0041]上游排各子槽11、13、15与邻近下游排各子槽21、23之间被与基础动压槽4深度相等的密封坝42隔开，所述中间排各子槽21、23与邻近下游排子槽3之间被与基础动压槽4深度相等的密封坝41隔开，其余结构和实施方式与实施例一相同。
[0042]实施例三
[0043]参照图7和图8，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述中间排各子槽21和23分别镶嵌于邻近上游排子槽11和13以及13和15之间，而所述下游排子槽3镶嵌于中间排子槽21和23之间，其余结构和实施方式与实施例一相同。
[0044]实施例四
[0045]参照图9和图10，本实施例与实施例一的不同之处在于，所述基础动压槽4的侧壁型线为径向直线，所述似叠罗汉型槽I中各罗汉槽的侧壁型线为直线，所述基础动压槽4和似叠罗汉型槽I是关于半径线对称的双向槽，该种似叠罗汉复合槽深型槽气体润滑端面机械密封可适用于双向旋转流体机械场合，其余结构和实施方式与实施例三相同。
[0046]本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思所能想到的等同技术手段。
【主权项】
1.似叠罗汉复合槽深型槽气体润滑端面机械密封结构，包括机械密封的动环和静环，所述动环或静环端面的一侧为高压侧即上游，所述动环或静环端面的另一侧为低压侧即下游，其特征为:所述动环和静环中至少一个密封环的端面上开设有多个沿圆周方向呈螺旋状均匀分布的似叠罗汉复合槽深型槽，所述的似叠罗汉复合槽深型槽从上游到下游逐渐变窄；所述似叠罗汉复合槽深型槽由基础动压型槽和似叠罗汉型槽组成，所述基础动压槽开设在端面上游，所述基础动压槽的槽底面上设有似叠罗汉型槽，似叠罗汉型槽的深度从上游至下游逐渐变浅；所述似叠罗汉型槽由多排子槽拼接而成，同一排的相邻子槽之间由深度与基础动压型槽深度相等的密封堰隔断；下游一侧的子槽跨骑在上游一侧的相邻排的两个子槽间的密封堰上；所述似叠罗汉复合槽深型槽的端面下游设有密封坝。2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于:下游一侧的子槽与所跨骑的上游一侧的密封堰的两侧的子槽贯通。3.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于:下游一侧的子槽与所跨骑的上游一侧的密封堰的两侧的子槽之间被与基础动压槽深度相等的扇形密封堰隔开。4.如权利要求2或3所述的密封结构，其特征在于:所述似叠罗汉型槽由3排子槽拼接而成，其中位于上游一排的子槽有3个，下游一排的子槽有I个，中间排的子槽有2个。5.根据权利要求4所述的密封结构，其特征在于:下游一侧的子槽的宽度小于上游一侧的相邻排的子槽。6.根据权利要求5所述的密封结构，其特征在于:所述基础动压槽在槽根半径rg处的圆弧夹角Θ gi与在外径r。处的圆弧夹角Θ g。之比Θ J Θ g。= O?I ;所述基础动压槽在外径r。处的圆弧夹角Θ g与对应密封堰在同一半径处的圆弧夹角Θ 1之比Θ 选值范围为Θ g/ Θ 1= 0.5?8 ;所述基础动压槽的深度h C1选值范围为O?10 μ m，所述似叠罗汉型槽的深度比选值范围为I?30 μ m。
【专利摘要】似叠罗汉复合槽深型槽气体润滑端面机械密封结构，包括机械密封的动环和静环，所述动环和静环中至少一个密封环的端面上开设有多个沿圆周方向呈螺旋状均匀分布的似叠罗汉复合槽深型槽，从上游到下游逐渐变窄；似叠罗汉复合槽深型槽由基础动压型槽和似叠罗汉型槽组成，基础动压槽的槽底面上设有似叠罗汉型槽，似叠罗汉型槽的深度从上游至下游逐渐变浅；似叠罗汉型槽由多排子槽拼接而成，同一排的相邻子槽之间由深度与基础动压型槽深度相等的密封堰隔断；下游一侧的子槽跨骑在上游一侧的相邻排的两个子槽间的密封堰上，并连通所述的上游一侧的密封堰两侧的子槽；端面下游设有密封坝。
【IPC分类】F16J15/54, F16J15/34
【公开号】CN104913066
【申请号】CN201510329342
【发明人】彭旭东, 江锦波, 孟祥铠, 白少先, 李纪云
【申请人】浙江工业大学
【公开日】2015年9月16日
【申请日】2015年6月15日