一种满足正反转的仿鱼鳍型槽端面机械密封结构的制作方法
【专利摘要】一种满足正反转的仿鱼鳍型槽端面机械密封结构，属于机械端面密封技术领域，包括动环和静环密封组件，所述的动环和静环中至少一个机械密封环的端面设有多个仿鱼鳍型槽，所述的槽型由不同螺旋角的螺旋线演化而来。所述仿鱼鳍型槽位于密封环外侧，即密封介质高压侧。所述仿鱼鳍型槽沿径向槽深增加，沿径向的截面呈螺旋面。所述仿鱼鳍型槽沿周向设有两种密封堰区，除外侧槽区和密封堰区外，密封环内侧设有密封坝区。
【专利说明】
一种满足正反转的仿鱼鳍型槽端面机械密封结构
技术领域
[0001]本实用新型属于旋转机械的非接触式端面密封装置，适用于各种压缩机、栗、反应釜等旋转机械的轴端机械密封装置。特别适用于需要正反转的场合，属于机械端面密封技术领域。
【背景技术】
[0002]现阶段，机械密封在各种流体机械和设备中得到了广泛的应用，尤其是在炼油石化装置中，超过90%的机栗使用了机械密封。一旦密封失效，将会造成停车甚至安全事故，因此保证密封的可靠性对设备的正常运行有重要意义。对于普通的接触式机械密封满足正反转的要求，但由于摩擦副之间存在着直接的固体摩擦磨损，导致密封因端面摩擦温度升高、过度磨损等原因早期失效，而对于含一定固体颗粒的场合，密封寿命更是急剧缩短。现有的非接触式机械密封可以解决端面接触磨损的问题，膜厚的增加造成泄漏量的增大，在内径处开槽的上游栗送密封可以将泄漏介质反输到高压侧从而降低泄漏量，但却难以满足正反转的要求。对于满足正反转的动压型槽端面机械密封，大多数满足正反转要求的旋转槽型限制了液膜所产生的负载能力，使得端面间隙太小，温度高，系统的压力波动或转子扰动很容易造成密封端面接触。端面的接触磨损，摩擦热升高使动静环产生温度变形，极易导致密封失效。
【实用新型内容】
[0003]为了克服上述满足正反转的动压型槽端面机械密封不足，特别是由于负载力不足所导致的端面接触问题，本实用新型提供一种满足正反转的仿鱼鳍型槽端面机械密封结构。
[0004]本实用新型的技术方案是这样实现的:
[0005]—种满足正反转的仿鱼鳍型槽机械端面机械密封结构，包括机械密封的两个关键部件，即动环和静环。动环和静环中至少一个机械密封环的端面设有多个仿鱼鳍型槽，所述仿鱼鳍型槽位于介质高压侧，所述仿鱼鳍型槽沿圆周方向对称分布，所述仿鱼鳍型槽外侧设有密封堰，内侧设有密封坝区。
[0006]与已有技术相比，本实用新型的优点:
[0007]1、开设的仿鱼鳍型槽因其流线型的设计，两条螺旋线的角度不同，具有更大的动压效应，适用于中高压密封场合。
[0008]2、对称分布的布置方式构成了流体流进流出的通道，使密封流体在通道内进行流动，增加了冷却润滑效果，仿鱼鳍流线型的槽型设计能够消除“死区”，防止密封流体中的颗粒物堆积对密封端面造成的破坏。
[0009]3、本实用新型的密封端面槽型对轴的旋转方向无要求，可单向旋转或双向旋转。能够有效控制泄漏量，保证密封的可靠性，使用寿命长。【附图说明】
[0010]图1是本实用新型原型图，单个鱼鳍，主体由两条螺旋角不同的螺旋线组成。
[0011]图2是本实用新型单个槽型示意图，由两组对称的仿鱼鳍型槽组合而成。
[0012]图3是本实用新型的开槽结构示意图。[〇〇13]图4是本实用新型附图3中A-A截面所取的平面结构示意图。[〇〇14]图5是本实用新型单周期结构的三维图。[〇〇15]图6是本实用新型整体结构的三维示意图。【具体实施方式】
[0016]为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0017]结合附图对本实用新型的实施方式进行详述
[0018]本实用新型所述的是一种满足正反转的仿鱼鳍型槽型的端面机械密封结构，由两部份组成，即动环和静环组件，所述的两部分组件中至少有一个开设仿鱼鳍型槽。所述的动环和静环中至少一个机械密封环的端面设有多个仿鱼鳍型槽，所述仿鱼鳍型槽位于介质高压侧，即上游。
[0019]所述仿鱼鳍型槽是由螺旋线演化而来，分别为螺旋线一(1)和螺旋线二(2)，两条螺旋线的螺旋角不同，其中螺旋线一(1)的螺旋角al与螺旋线二(2)的螺旋角a2之比的取值范围:l〈al/a2<3。演化过程如图1和图2所示。
[0020]仿鱼鳍型槽径向内侧设有密封坝(3)，周向设有两种密封堰，分别为堰区一 (4)和堰区二(5)。槽区周向宽度W1与堰区一(4)周向宽度W2之比的取值范围:1彡W1/W2彡4,槽区周向宽度W1与堰区二(5)的周向宽度W3之比的取值范围:0.25彡W1/W3彡1。各区域分布如图3所示。
[0021]所述的仿鱼鳍型槽槽深沿径向或从端面下游到端面上游是增加的，其沿径向的剖面是螺旋线型，下游侧槽深h 1的取值范围为:3wii〈h 1〈 1 Own，上游侧槽深h2的取值范围为:12 Mi〈h2〈20wii。实施方式如图4和图5所示，其中图4为剖视图，图5为三维图。[〇〇22]图6所示为完整开设仿鱼鳍型槽密封环的三维结构图。
【主权项】
1.一种满足正反转的仿鱼鳍型槽端面机械密封结构，包括动环、静环，其特征在于:所 述的动环和静环中至少一个机械密封环的端面设有多个仿鱼鳍型槽，所述仿鱼鳍型槽位于 介质高压侧，即上游，所述仿鱼鳍型槽沿圆周方向分布，所述仿鱼鳍型槽外侧设有密封堰， 内侧设有密封坝区。2.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于:所述仿鱼鳍型槽由螺旋线演化而来， 所述螺旋线有两条，所述螺旋线的螺旋角不同，其中螺旋线一的螺旋角<^与螺旋线二的螺 旋角a2之比的取值范围所述仿鱼鳍槽型对称分布，可以满足正反转的工况。3.根据权利要求1所述的密封结构，其特征在于:所述的仿鱼鳍型槽具有一定深度，所 述深度h = 3?20mi，所述仿鱼鳍型槽开设个数N的取值范围为:12。4.根据权利要求3所述的密封结构，其特征在于:仿鱼鳍型槽周向设有两种密封堰，径 向内侧设有密封坝，槽区周向宽度W1与堰区一周向宽度W2之比的取值范围为:1彡W1/W2彡 4,槽区周向宽度W1与堰区二的周向宽度W3之比的取值范围为:0.25彡W1/W3彡1。5.根据权利要求3所述的密封结构，其特征在于:所述的仿鱼鳍型槽槽深沿径向或从端 面下游到端面上游是增加的，其沿径向的剖面是螺旋线型，下游侧槽深hi的取值范围为:3y 111〈111〈10_，上游侧槽深112的取值范围为:12_〈112〈20_。
【文档编号】F16J15/16GK205605823SQ201620230901
【公开日】2016年9月28日
【申请日】2016年3月24日
【发明人】王赟磊, 徐鲁帅, 任宝杰, 李勇凡
【申请人】中国石油大学(华东)