一种超硬材料堆焊机械密封环的制作方法

本发明涉及机械密封领域，特别涉及一种超硬材料堆焊机械密封环。

背景技术：

机械密封环是一种旋转机械的轴封装置，例如再离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备中，由于传动轴贯穿在设备内外，于是轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备中的介质通过该间隙向外泄露，如果设备内压力低于大气压，则空气向设备内泄露，因此必须有一个阻止泄露的轴封装置。由于机械密封环具有泄漏量少和寿命长等优点，所以世界上通常将机械密封环作为这些设备中最主要的轴密封方式。机械密封环主要由动密封环和静密封环构成，在使用过程中由于静密封环与动密封环的相互磨损使磨损面富集磨损下来的高硬度金属屑，这些金属屑硬度较高，对工作面的侵蚀比较严重。堆焊作为材料表面改性的一种经济而快速的工艺方法，越来越广泛地应用于各个工业部门零件的制造修复中。堆焊是将具有一定使用性能的合金材料借助一定的热源手段熔覆在母体材料的表面，以赋予母材特殊使用性能或使零件恢复原有形状尺寸的工艺方法。它可以提高零件的使用寿命，使普通材料表面获得耐磨、耐腐蚀、高硬度的堆焊层。

因此，发明一种超硬材料堆焊机械密封环来消除磨损面上富集的高硬度金属屑十分必要。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种超硬材料堆焊机械密封环，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种超硬材料堆焊机械密封环，包括动密封环和静密封环，所述静密封环与所述动密封环接触的端面堆焊超硬碳化物材料，所述动密封环与所述静密封坏接触的端面II堆焊超硬碳化物材料，所述端面II设置有螺旋排屑槽，所述螺旋排屑槽的螺旋方向与所述动密封环的旋转方向相反，所述螺旋排屑槽的末端位于所述动密封环的内壁上，所述螺旋排屑槽采用低硬度材料堆焊且与所述端面II的表面齐平。

进一步的，所述螺旋排屑槽的宽度随螺旋方向递增。

进一步的，所述螺旋排屑槽的深度随螺旋方向递增。

进一步的，所述螺旋排屑槽的起始端与末端位于所述动密封环的同一条半径上。

本发明的技术效果和优点：本发明通过在动密封环与静密封环接触的端面上设置螺旋方向与动密封环旋转方向相反的螺旋排屑槽，螺旋排屑槽采用低硬度材料堆焊并与端面构成一个完整的平面，使工作面上最先出现磨损的位置出现在螺旋排屑槽处，磨损下来的高硬度金属屑可以在离心力的作用下沿着螺旋排屑槽内被排出工作面，高硬度金属屑的及时排出避免了它们对工作面的侵蚀，延长了机械密封环的工作寿命。

附图说明

图1为本发明实施例中动密封环端面的结构示意图；

图2为本发明实施例中动密封环端面A处的剖视图；

图3为本发明实施例中静密封环端面的结构示意图；

图4为本发明实施例中静密封环端面B处的剖视图。

图中：1-端面I、2-静密封环、3-螺旋排屑槽、4-端面II、5-动密封环。

具体实施方式

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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-4所示的一种超硬材料堆焊机械密封环，包括动密封环5和静密封环2，静密封环2与动密封环5接触的端面I1采用超硬碳化物材料堆焊成一个平面，动密封环5与静密封坏2接触的端面II4采用超硬碳化物材料堆焊，端面II4上设置有螺旋排屑槽3，螺旋排屑槽3的螺旋方向与动密封环5的旋转方向相反，螺旋排屑槽3的末端位于动密封环5的内壁上，螺旋排屑槽3采用低硬度材料堆焊且与端面II4的表面齐平。由于螺旋排屑槽3采用低硬度材料堆焊，所以当静密封环2与动密封环5工作时，最先出现磨损的地方在螺旋排屑槽3，在螺旋排屑槽3上会富集磨损下来的高硬度金属屑。

如图1-2所示，螺旋排屑槽3的宽度随螺旋方向递增，当动密封环5沿图1所示的箭头方向旋转时，螺旋排屑槽3上被磨损下来的高硬度金属屑在离心力的作用下会顺着螺旋方向越积越多，当螺旋排屑槽3的宽度随着螺旋方向越来越宽时，高硬度金属屑能更快的通过螺旋导屑槽3被排出工作面。

如图1-2所示，螺旋排屑槽3的深度随螺旋方向递增，当动密封环5沿图1所示的箭头方向旋转时，螺旋排屑槽3上被磨损下来的高硬度金属屑在离心力的作用下会顺着螺旋方向越积越多，当螺旋排屑槽3的深度随着螺旋方向越来越深时，高硬度金属屑能更快的通过螺旋导屑槽3被排出工作面。

如图1所示，螺旋排屑槽3的起始端与末端位于动密封环5的同一条半径上，即螺旋排屑槽3对应的螺旋线刚好围绕动密封环5的轴线旋转360°，若螺旋排屑槽3的长度过长即螺旋线围绕动密封环5的轴线旋转大于360°，则不利于磨损下来的高硬度金属屑的快速排出，若螺旋排屑槽3的长度过短即螺旋线围绕动密封环5的轴线旋转小于360°，则不利于对工作面的保护。当螺旋排屑槽3对应的螺旋线刚好旋转360°时，既能保证磨损下来的高硬度金属屑的快速排出，又能够对工作面进行充分的保护。

本发明工作原理：该发明公开的一种超硬材料堆焊机械密封环，静密封环与动密封环接触的端面堆焊超硬碳化物材料，动密封环与静密封环接触的端面堆焊超硬碳化物材料并设置有螺旋方向与动密封环旋转方向相反的螺旋排屑槽，螺旋排屑槽的末端位于所述动密封环的内壁上，螺旋排屑槽使用低硬度材料堆焊并与端面构成一个完整的平面，当动密封环旋转时，磨损的高硬度金属屑最先出现在硬度低的螺旋排屑槽处，这些高硬度金属屑在离心力的作用下顺着螺旋排屑槽中被排出工作面，避免了高硬度金属屑对工作面的继续侵蚀，使机械密封环的使用寿命延长。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。