一种可双向旋转的液膜密封端面槽型结构的制作方法
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及一种旋转式流体机械的液膜密封结构，特别涉及一种可双向旋转 的动压型密封端面槽型，属于流体动密封领域。
【背景技术】
[0002] 外力作用下动环和静环相互贴合，选一密封端面刻有槽组，动压槽的几何形状是 所述发明的核心内容，由于动压槽的动压效应，两端面之间形成连续、稳定的流体薄膜，该 薄膜具有一定的刚度和承载能力，最终使得密封端面长时间处于稳定的非接触状态，达到 密封地目的。良好的动压槽能保证旋转轴在正向旋转、逆向旋转时都能达到上述功能。但目 前的双旋向密封环密封端面上的槽型存在流体膜刚度相对较低、在动静环之间形成的流体 膜厚度相对较小、动压效应相对较弱、开启力较低、使用范围小等函待解决的问题。改变密 封端面上设置的流体动压槽的槽型，是增强端面流体动压效应，减少密封泄漏量并延长密 封使用寿命的有效和常用手段。 【实用新型内容】
[0003] 鉴于此，本实用新型提供了一种可双旋向的非接触式流体动压机械密封槽的新结 构形式，通过对密封端面上流体动压槽结构的创新，在旋转轴正向或者逆向旋转时，动、静 环密封端面间均可形成连续、稳定的密封液膜，有效地实现了双向旋转条件下的非接触运 行。
[0004] 可双向旋转的液膜密封结构，包括两个密封环（即动环、静环），其特征在于:所述 的动环或静环其中任一端面刻有槽组，每个槽组(2)由两个径向供气槽(5)和一对镜像对称 的动压槽（4)组成，径向供气槽型为矩形槽（或梯形槽），动压槽为类人字形槽（或八字形 槽），两槽型之间由不开槽的台（3)隔开，动压槽正对供气槽，其中类人字形槽位于高压侧即 上游，矩形槽位于低压侧即下游。
[0005] 所述的可双向旋转槽组(2)在密封端面上周向分布，端面(1)上设置槽组的个数为 4~7组。
[0006] 所述的高压侧动压槽与低压侧供气槽之间存有隔离台（3)，其距离范围为4~7mm。
[0007] 所述的类人字槽(4)中长槽根和短槽根所形成圆弧的圆心与所述密封端面（1)外 圆周和内圆周的圆心为同一圆心〇。对应圆心〇,类人字槽的短槽根和长槽根的半径分别为 R1、R2;密封端面(1)的内圆周和外圆周的半径分别为Rgl、Rg2。并且，Rgl<R1 < R2〈Rg2。
[0008] 所述动压槽正对侧设有径向供气槽，供气槽与动压槽相隔离。动压槽(4)深度为5 ~12um;供气槽（5)的深度为1~10um。
[0009] 所述的槽组(2)中一对供气槽(5)相对于圆心0的夹角为?1其范围为18°~24°。
[0010] 所述动压槽(4)的深度是不等深的，沿半径从外圆到内孔方向槽深逐渐加深。
[0011] 所述的可双向旋转槽组中，动压槽(4)的槽型连续线型可为螺旋线型、圆弧线型； 供气槽(5)连续线型为直线型。
[0012]所述槽组中动压槽槽形宽度(6)为3~8mm;供气槽宽度⑴为3~8mm。
[0013]本实用新型具有的积极效果：
[0014]可双向旋转的液体润滑非接触式机械密封结构。能够保证旋转轴正向或者逆向旋 转时槽组的动压效应均能形成有效的液膜承载能力，保证液膜润滑。从而降低摩擦磨损，提 高密封件的使用性能。而且槽型结构简单易于优化设计，特别适用于可能存在反转的旋转 机械上，具有灵活的适用范围。
【附图说明】
[0015] 图1是本实用新型的双向旋转液膜密封端面示意图；
[0016] 图2是本实用新型的双向旋转槽组供气槽为梯形槽的密封端面示意图；
[0017] 图3是本实用新型的双向旋转槽组动压槽左、右槽根相同的密封端面示意图；
[0018] 图4是本实用新型的双向旋转槽组动压槽左、右槽根相同，供气槽为梯形槽的密封 端面示意图；
[0019 ]其中，1 -密封环，2-双向旋转槽组，4-动压槽，5-供气槽。
【具体实施方式】
[0020] 以下结合附图所示实施例的【具体实施方式】，对本实用新型的上述内容再作进一步 详细说明。
[0021] 实施例一
[0022] 如图1所示，一种可双向旋转的液膜密封结构，包括两个密封环(动环、静环），所述 动环和静环中至少一个密封环的端面上设有多个沿端面圆周分布的可双向旋转的槽组 (2)。每个槽组由两个径向供气槽(5)和一对镜像对称的动压槽(4)组成，径向供气槽型为矩 形槽，动压槽为类人字形槽，两槽型之间由不开槽的台（3)分隔开，动压槽正对供气槽，其中 类人字形槽位于高压侧即上游，矩形槽位于低压侧即下游。
[0023] 所述的可双向旋转槽组(2)在密封端面上周向分布，端面(1)上设置槽组的个数为 4~7组。
[0024] 所述的高压侧动压槽与低压侧供气槽之间存有隔离台（3)，其距离范围为4~7_。
[0025] 所述的类人字槽(4)中长槽根和短槽根所形成圆弧的圆心与所述密封端面（1)外 圆周和内圆周的圆心为同一圆心〇。对应圆心〇,类人字槽的短槽根和长槽根的半径分别为 R1、R2;密封端面(1)的内圆周和外圆周的半径分别为Rgl、Rg2。并且，Rgl<R1 < R2〈Rg2。
[0026] 所述动压槽正对侧设有径向供气槽，供气槽与动压槽相隔离。动压槽(4)深度为5 ~12um;供气槽（5)的深度为1~10um。
[0027]所述的槽组(2)中一对供气槽(5)相对于圆心0的夹角为01其范围为18°~24°。
[0028] 所述动压槽(4)的深度是不等深的，沿半径从外圆到内孔方向槽深逐渐加深。
[0029] 所述的可双向旋转槽组中，动压槽(4)的槽型连续线型可为螺旋线型、圆弧线型； 供气槽(5)连续线型为直线型。
[0030] 所述槽组中动压槽槽形宽度(6)为3~8mm;供气槽宽度(7)为3~8mm。
[0031] 实施例二
[0032]如图2所示，本实施例与实施例一的不同之处在于所述槽组中，径向供气槽为一对 梯形槽。梯形槽径向边相对于矩形槽径向边的夹角90为5°~10°，其余结构和实施方式与实 施例一相同。
[0033] 实施例三
[0034]如图3所示，本实施例与实施例一的不同之处在于所述槽组中，动压槽型的左、右 槽根成轴对称完全相同。其余结构和实施方式与实施例一相同。
[0035] 实施例四
[0036] 如图4所示，本实施例所述槽组中，径向供气槽与实施例二相同，为一对梯形槽;动 压槽与实施例三相同，成轴对称结构。其余实施方式与实施例一相同。
[0037] 本说明书实施例所述的内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新 型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，在不脱离本发明上述技术思 想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段做出的各种替换或变更，均应包括在本 发明的范围内。
【主权项】
1. 一种可双向旋转的液膜密封端面槽型结构，包括两个密封环，即动环、静环，其特征 在于:所述的动环或静环其中任一端面刻有槽组，每个槽组(2)由两个径向供气槽(5)和一 对镜像对称的动压槽(4)组成，径向供气槽型可为矩形槽或梯形槽，动压槽可为类人字形槽 或八字形槽，两槽型之间由不开槽的台（3)隔开，动压槽正对供气槽，其中类人字形槽位于 高压侧即上游，矩形槽位于低压侧即下游。2. 根据权利要求1所述的一种可双向旋转的液膜密封端面槽型结构，其特征在于:所述 的可双向旋转槽组(2)在密封端面上周向分布，所述端面(1)上设置槽组的个数为4~7组。3. 根据权利要求1所述的一种可双向旋转的液膜密封端面槽型结构，其特征在于:所述 高压侧动压槽与低压侧供气槽之间存有隔离台（3)，其距离范围为4~7_。4. 根据权利要求1所述的一种可双向旋转的液膜密封端面槽型结构，其特征在于:所述 类人字槽(4)中长槽根和短槽根所形成圆弧的圆心与所述密封端面（1)外圆周和内圆周的 圆心为同一圆心0;对应所述圆心0,所述类人字槽的短槽根和长槽根的半径分别为R1、R2; 所述密封端面(1)的内圆周和外圆周的半径分别为Rgl、Rg2，并且，Rgl<R1 < R2〈Rg2。5. 根据权利要求1所述的一种可双向旋转的液膜密封端面槽型结构，其特征在于:所述 动压槽正对侧设有径向供气槽，供气槽与动压槽相隔离，所述动压槽(4)深度为5~12um;所 述供气槽(5)的深度为1~10um〇6. 根据权利要求1所述的一种可双向旋转的液膜密封端面槽型结构，其特征在于:所述 的槽组(2)中一对供气槽(5)相对于圆心0的夹角为Θ1其范围为18°~24°。7. 根据权利要求1所述的一种可双向旋转的液膜密封端面槽型结构，其特征在于:所述 动压槽(4)的深度是不等深的，沿半径从外圆到内孔方向槽深逐渐加深。8. 根据权利要求1所述的一种可双向旋转的液膜密封端面槽型结构，其特征在于:所述 的可双向旋转槽组中，所述动压槽(4)的槽型连续线型可为螺旋线型、圆弧线型;所述供气 槽(5)连续线型为直线型。9. 根据权利要求1所述的一种可双向旋转的液膜密封端面槽型结构，其特征在于:所述 槽组中动压槽槽形宽度(6)为3~8_;供气槽宽度(7)为3~8_。
【专利摘要】本实用新型涉及一种可双向旋转的液膜密封端面槽型结构，属于机械密封技术领域。其特征是在外力作用下静环与动环相互贴合形成密封端面，选择所述的动环或静环其中任一端面刻有槽形,每个槽组由两个径向供气槽和一对镜像对称的动压槽组成，径向供气槽型为矩形，动压槽为类人字形槽，两槽型之间由不开槽的台分隔开，动压槽正对供气槽，其中类人字形槽位于高压侧即上游,矩形槽位于低压侧即下游。槽组沿密封端面圆周方向分布。本实用新型具有密封性好,承载能力强,可双向旋转密封,使用范围广等。
【IPC分类】F16J15/3244, F16J15/40
【公开号】CN205350360
【申请号】CN201620052369
【发明人】郝木明, 孙震, 李振涛
【申请人】中国石油大学(华东)
【公开日】2016年6月29日
【申请日】2016年1月20日