一种自增压自减压机械密封硬环的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种自增压自减压机械密封硬环，包括静环和动环，静环或动环包括压力弹簧，静环及动环的端面在压力弹簧的作用下贴合形成密封面，动环的表面设置有来复线型螺旋凹槽，来复线型螺旋凹槽设置在动环的内表面或外表面，或者来复线型螺旋凹槽同时设置在动环的内表面与外表面。该发明动环的内表面或外表面处设置来复线型螺旋凹槽，设备在运转时，密封面外围或内部会形成高速旋转的流体，从而降低密封面内外两端的压力差，进而大幅度减少密封介质的泄漏，进而就降低了动环或静环的轴向压力弹簧的压力，进而降低了压力弹簧的制作成本。
【专利说明】—种自增压自减压机械密封硬环
【技术领域】
[0001 ] 本发明涉及机械密封领域，特别涉及一种自增压自减压机械密封硬环。
【背景技术】
[0002]机械密封产品，在静环、动环摩擦端面处(即密封接触面处)，密封介质由于压力差，会从密封面极为细小的缝隙内沿径向向密封面另一侧渗透，从而造成泄漏问题，而泄露问题正是机械密封产品所想要极力避免的。
[0003]鉴于机械密封在密封端面处的泄漏问题，行业内广泛采用的办法是增加摩擦端面的压力，即加大对静环或动环轴向施压的压力弹簧装置的压力，使静环与动环摩擦面上始终存在一个极大的轴向压力，从而达到阻碍密封介质从摩擦面问沿径向泄漏的目的。
[0004]上述行业内采用的传统方法，使机械密封的静环及动环摩擦面间存在一个极大的压力，以此来阻碍密封介质从摩擦面间经径向的泄漏。但正因为摩擦面间存在的巨大压力，使机械密封在工作的时候，高速旋转的动环与静止不动的静环之间因摩擦力产生大量的热量，因而，机械密封往往必须安装独立的、流量足够大的冷却回路来对摩擦端面进行冷却，否则机械密封产品很容易由于摩擦端面产生的高热而烧毁。而在实际使用过程中，由于冷却系统问题而造成的机械密封高热烧毁案例屡见不鲜，这样就陷入一个恶性循环:为减少密封介质泄漏而不得不加大压力弹簧的压力，而加大弹簧压力则必然造成摩擦端面产生高热，从而必然促使设计使用高导热、高质量、高成本的摩擦硬环，以及更为精密的端面抛光工艺，同时还需要设计大流量的、可靠的冷却装置，这样，机械密封产品的体积自然也越做越大。
[0005]综上，现有技术的机械密封广品仅从材质及加工工艺上提闻广品的密封性能，并通过增大弹簧压力减小密封面间隙，其存在着难以克服的弊端，使得产品的造价高昂且体积庞大，不利于小型密封件的推广应用。
【发明内容】
[0006]为解决上述技术问题，本发明提供了一种自增压自减压机械密封硬环，以增加流体的轴向压力及流速，减小径向对密封面的压力，从而有效减小密封面的泄漏。
[0007]为达到上述目的，本发明的技术方案如下:
[0008]一种自增压自减压机械密封硬环，包括静环和动环，还包括压力弹簧，所述静环及动环的端面在所述压力弹簧的作用下贴合形成密封面，
[0009]所述动环的表面设置有来复线型螺旋凹槽，所述来复线型螺旋凹槽设置在所述动环的内表面或外表面，或者所述来复线型螺旋凹槽同时设置在所述动环的内表面与外表面。
[0010]优选的，所述来复线型螺旋凹槽同时设置在所述动环的内表面与外表面。
[0011]优选的，所述动环外表面的来复线型螺旋凹槽与所述动环内表面的来复线型螺旋凹槽螺旋方向相同。
[0012]优选的，所述动环外表面的来复线型螺旋凹槽与所述动环内表面的来复线型螺旋凹槽螺旋方向相反。
[0013]优选的，所述来复线型螺旋凹槽还设置在所述静环及动环的端面，所述端面形成的密封面处的来复线型螺旋凹槽的螺旋方向为沿径向由外至内。
[0014]优选的，所述来复线型螺旋凹槽还同时设置在所述动环的外表面及所述密封面处。
[0015]优选的，所述动环外表面的来复线型螺旋凹槽与所述动环内表面的来复线型螺旋凹槽螺旋方向相同。
[0016]优选的，所述动环外表面的来复线型螺旋凹槽与所述动环内表面的来复线型螺旋凹槽螺旋方向相反。
[0017]优选的，所述来复线型螺旋凹槽的截面仅为呈矩形、半圆形、三角形、弧形中的任一种。
[0018]优选的，所述来复线型螺旋凹槽的截面呈矩形、半圆形、三角形、弧形中任意两种或多种的组合。
[0019]通过上述技术方案，本发明提供的一种自增压自减压机械密封硬环，其通过在动环内表面，或在外表面或密封面处设置来复线型螺旋凹槽，设备在运转时，密封面外围或内部会形成高速旋转的流体，从而降低密封面内外两端的压力差，进而大幅度减少密封介质的泄漏，进而就降低了动环或静环的轴向压力弹簧的压力，进而降低了压力弹簧的制作成本；同时，高速旋转的流体还起到了良好的冷却密封面的作用，进而简化了独立冷却回路甚至可以取消独立冷却回路，在节约制作成本的同时还减小了机械密封件的安装尺寸。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
[0021]图1为实施例所公开的一种自增压自减压机械密封硬环剖面示意图；
[0022]图2为实施例所公开的一种内表面与外表面均设置有来复线型螺旋凹槽的动环立体示意图；
[0023]图3为实施例所公开的一种内表面设置有来复线型螺旋凹槽的动环截面示意图图；
[0024]图4为实施例所公开的一种内表面与外表面均设置有来复线型螺旋凹槽的动环截面示意。
[0025]图中数字表示:
[0026]11.静环 12.动环13.压力弹簧
[0027]14.密封面 15.来复线型螺旋凹槽
【具体实施方式】
[0028]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
[0029]参考图1，本发明提供的一种自增压自减压机械密封硬环，包括静环11和动环12，还包括压力弹簧13，静环11及动环12的端面在压力弹簧13的作用下贴合形成密封面14，动环12的表面设置有来复线型螺旋凹槽15，来复线型螺旋凹槽15设置在动环12的内表面或外表面，或者来复线型螺旋凹槽15同时设置在动环12的内表面与外表面。
[0030]参考图2，来复线型螺旋凹槽15同时设置在动环12的内表面与外表面，动环12外表面的来复线型螺旋凹槽15与动环12内表面的来复线型螺旋凹槽15螺旋方向相同或相反。
[0031]来复线型螺旋凹槽15还同时设置在静环11及动环12的端面，端面形成的密封面14处的来复线型螺旋凹槽15的螺旋方向为沿径向由外至内，且动环12外表面的来复线型螺旋凹槽15与动环12内表面的来复线型螺旋凹槽15螺旋方向相同或相反。
[0032]参考图3及4，来复线型螺旋凹槽15的截面呈矩形、半圆形、三角形、弧形中的任一种或多种的组合。
[0033]本发明将枪械领域的枪管来复线具有加速子弹出膛速度及使子弹产生自我旋转的原理应用于机械密封的动环12上，即在机械密封产品的动环12内表面或外表面或密封面14上，制作整体为螺旋状且截面可为矩形、圆形、三角形、不等边形等等各种形状的来复线型螺旋凹槽15，其工作原理为:具有来复线型螺旋凹槽15的动环12在跟随主轴高速旋转的时候，其内表面或外表面或内、外表面均有的来复线型螺旋凹槽15在旋转时会迫使动环12内部(或外部，或内外部均有)的密封介质(或冷却介质)加速运动及产生自我旋转，从而，密封介质就会形成高速的、流动方向为轴向且垂直于密封面14的流体，这样，密封面14径向，即沿密封面14的方向上，密封介质与密封面14另一侧之间的压力差会大大降低，从而大幅度地减少密封介质的泄漏；或者采用特殊的辅助结构，亦可利用采用来复线原理制作的动环12，在密封面14处形成一个反加压流体，从而大大降低密封介质与密封面14另一侧的压力差，进而达到大幅度减少密封介质泄漏量的目的。
[0034]对上述实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。
【权利要求】
1.一种自增压自减压机械密封硬环，包括静环和动环，还包括压力弹簧，所述静环及动环的端面在所述压力弹簧的作用下贴合形成密封面，其特征在于， 所述动环的表面设置有来复线型螺旋凹槽，所述来复线型螺旋凹槽设置在所述动环的内表面或外表面，或者所述来复线型螺旋凹槽同时设置在所述动环的内表面与外表面。
2.根据权利要求1所述的一种自增压自减压机械密封硬环，其特征在于，所述来复线型螺旋凹槽同时设置在所述动环的内表面与外表面。
3.根据权利要求2所述的一种自增压自减压机械密封硬环，其特征在于，所述动环外表面的来复线型螺旋凹槽与所述动环内表面的来复线型螺旋凹槽螺旋方向相同。
4.根据权利要求2所述的一种自增压自减压机械密封硬环，其特征在于，所述动环外表面的来复线型螺旋凹槽与所述动环内表面的来复线型螺旋凹槽螺旋方向相反。
5.根据权利要求1所述的一种自增压自减压机械密封硬环，其特征在于，所述来复线型螺旋凹槽还设置在所述静环及动环的端面，所述端面形成的密封面处的来复线型螺旋凹槽的螺旋方向为沿径向由外至内。
6.根据权利要求1所述的一种自增压自减压机械密封硬环，其特征在于，所述来复线型螺旋凹槽还同时设置在所述动环的外表面及所述密封面处。
7.根据权利要求6所述的一种自增压自减压机械密封硬环，其特征在于，所述动环外表面的来复线型螺旋凹槽与所述动环内表面的来复线型螺旋凹槽螺旋方向相同。
8.根据权利要求6所述的一种自增压自减压机械密封硬环，其特征在于，所述动环外表面的来复线型螺旋凹槽与所述动环内表面的来复线型螺旋凹槽螺旋方向相反。
9.根据权利要求1至8任一项所述的一种自增压自减压机械密封硬环，其特征在于，所述来复线型螺旋凹槽的截面仅为呈矩形、半圆形、三角形、弧形中的任一种。
10.根据权利要求1至8任一项所述的一种自增压自减压机械密封硬环，其特征在于，所述来复线型螺旋凹槽的截面呈矩形、半圆形、三角形、弧形中任意两种或多种的组合。
【文档编号】F16J15/40GK104421429SQ201310363535
【公开日】2015年3月18日 申请日期:2013年8月20日 优先权日:2013年8月20日
【发明者】王建卫, 张卫东 申请人:苏州恒扬精密机械有限公司