具有雙旋向流體動(dòng)壓槽的非接觸式機(jī)械密封環(huán)的制作方法
【專(zhuān)利摘要】具有雙旋向流體動(dòng)壓槽的非接觸式機(jī)械密封環(huán)，在密封端面的外側(cè)部沿周向等間距地設(shè)置有相同形式的流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元；流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元為由中心槽和分別與其周向兩側(cè)接合并向兩側(cè)對(duì)稱(chēng)收斂延伸的相同翼槽構(gòu)成的機(jī)翼形結(jié)構(gòu)；中心槽的兩和側(cè)壁邊分別為密封端面的兩個(gè)徑向延伸段，內(nèi)側(cè)的壁邊為與密封端面同心的弧形，中心槽開(kāi)口于密封環(huán)周壁部；翼槽兩側(cè)的長(zhǎng)側(cè)邊和收斂延伸端的短槽邊分別為密封端面的兩個(gè)徑向延伸段，其中兩翼槽的長(zhǎng)側(cè)邊分別為與其所在側(cè)的中心槽側(cè)壁接合的槽口部。該流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)能提高密封流體動(dòng)壓效應(yīng)，增大密封端面開(kāi)啟力，增加密封端面間的流體膜厚度和膜剛度，減少密封泄漏量，并簡(jiǎn)化了槽型加工難度，降低密封零部件加工、裝配的工藝要求。
【專(zhuān)利說(shuō)明】具有雙旋向流體動(dòng)壓槽的非接觸式機(jī)械密封環(huán)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明為一種可用于多種形式的壓縮機(jī)、膨脹機(jī)、泵、反應(yīng)釜等旋轉(zhuǎn)機(jī)械的軸端密封的密封環(huán)。
【背景技術(shù)】
[0002]流體端面非接觸式機(jī)械密封是通過(guò)兩相對(duì)旋轉(zhuǎn)的密封環(huán)，依靠旋轉(zhuǎn)時(shí)剪切兩個(gè)環(huán)之間的流體，形成流體動(dòng)壓效應(yīng)，從而增大端面流體膜承載能力和流體膜剛度。最終使得密封端面長(zhǎng)時(shí)間處于穩(wěn)定的非接觸狀態(tài)。改變密封端面上設(shè)置的流體動(dòng)壓槽的槽型，是增強(qiáng)端面流體動(dòng)壓效應(yīng)，減少密封泄漏量并延長(zhǎng)密封使用壽命的有效和常用手段。
[0003]流體端面非接觸式機(jī)械密封通常分為單旋向和雙旋向兩大類(lèi)。單旋向密封環(huán)的密封端面上的流體動(dòng)壓槽，以具有對(duì)數(shù)螺旋線(xiàn)型或阿基米德線(xiàn)型為典型特征，具有流體動(dòng)壓效應(yīng)顯著、泄漏量低、流體膜剛度好等優(yōu)勢(shì)，但受其槽型幾何特征限定，該類(lèi)槽型只能用于單向旋轉(zhuǎn)的工況。在工程實(shí)際中，以壓縮機(jī)為代表的旋轉(zhuǎn)機(jī)械常會(huì)發(fā)生反轉(zhuǎn)現(xiàn)象，該現(xiàn)象隨著壓縮機(jī)容積大型化的趨勢(shì)變得愈發(fā)明顯。具有雙旋向槽型的流體端面非接觸式機(jī)械密封環(huán)，即可適應(yīng)旋轉(zhuǎn)主機(jī)正/反向旋轉(zhuǎn)的特殊工況要求?，F(xiàn)有的雙旋向槽型以燕尾槽、圣誕樹(shù)槽、T形槽、半圓面包槽等為代表，但目前的雙旋向密封環(huán)密封端面上的槽型存在流體膜剛度相對(duì)較低、動(dòng)壓效應(yīng)相對(duì)較弱、開(kāi)啟力較低、穩(wěn)定工作時(shí)建立的流體膜(即流體動(dòng)壓非接觸式機(jī)械密封平穩(wěn)運(yùn)轉(zhuǎn)后，在動(dòng)靜環(huán)之間形成的潤(rùn)滑膜)厚度相對(duì)較小、密封自身零件加工和裝配精度要求相對(duì)高等不足，是亟待解決的問(wèn)題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]鑒于此，本發(fā)明提供了一種新結(jié)構(gòu)形式的具有雙旋向流體動(dòng)壓槽的非接觸式機(jī)械密封環(huán)，特別是通過(guò)對(duì)密封環(huán)中密封端面上的流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)的改進(jìn)，可以有效解決上述問(wèn)題。
[0005]本發(fā)明具有雙旋向流體動(dòng)壓槽的非接觸式機(jī)械密封環(huán)的結(jié)構(gòu)，是在環(huán)體端部具有內(nèi)徑和外徑的密封面上，沿周向以間隔方式設(shè)置有流體動(dòng)壓槽這一基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行的一種新的設(shè)計(jì)和改進(jìn)。其中，在密封端面的外側(cè)部沿周向等間距地設(shè)置有若干個(gè)相同結(jié)構(gòu)形式的流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元。所說(shuō)的流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元在密封端面的外周部設(shè)置的數(shù)量，可根據(jù)所用設(shè)備旋轉(zhuǎn)軸的軸徑和/或?qū)γ芊庖蟮牟煌āＲ话闱闆r下，可優(yōu)選設(shè)置為8?20個(gè)，更好的設(shè)置數(shù)量為12個(gè)。
[0006]上述流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元的具體結(jié)構(gòu)為:
—流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元為由中心槽和分別與其周向兩側(cè)接合并向兩側(cè)對(duì)稱(chēng)收斂延伸的相同結(jié)構(gòu)的翼槽構(gòu)成的機(jī)翼形結(jié)構(gòu)；
—中心槽的槽壁中:兩個(gè)側(cè)壁邊分別為密封端面的兩個(gè)徑向延伸段，徑向內(nèi)側(cè)的壁邊為與密封端面同心的弧形，中心槽的開(kāi)口設(shè)于密封環(huán)周壁部；
—翼槽的槽壁中:兩側(cè)壁中的長(zhǎng)壁邊(即底邊)和收斂延伸端部的短壁邊分別為密封端面的兩個(gè)徑向延伸段，其中兩側(cè)翼槽的長(zhǎng)壁邊分別為與其所在側(cè)的中心槽側(cè)壁邊相接合的槽開(kāi)口部。
[0007]本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)式的雙旋向流體動(dòng)壓槽的非接觸式機(jī)械密封環(huán)，可用作非接觸式機(jī)械密封裝置中的旋轉(zhuǎn)環(huán)(可隨旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸一起轉(zhuǎn)動(dòng))和/或靜止環(huán)(不隨旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸轉(zhuǎn)動(dòng))。
[0008]在上述基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，根據(jù)不同設(shè)備和/或使用工況條件及要求，還可以單獨(dú)或任意組合地選擇下述進(jìn)一步的優(yōu)選結(jié)構(gòu)方式。
[0009]在上述位于中心槽兩側(cè)的翼槽中，作收斂延伸的其內(nèi)側(cè)延伸壁與外側(cè)延伸壁間的收斂角，可優(yōu)選為30°飛0°，更好的收斂角為38°。改變?cè)撌諗拷堑拇笮?，可以改變密封面間的流體動(dòng)壓效應(yīng)，從而調(diào)整和改變提升正作用翼槽區(qū)開(kāi)啟力的大小。例如，減小該收斂角，在相同工況下，密封端面的流體動(dòng)壓開(kāi)啟力會(huì)有所增大，泄漏量則會(huì)較大程度增加；而增大收斂角，則會(huì)有相反的效果。
[0010]上述結(jié)構(gòu)中的中心槽的槽深，可以是由其徑向的內(nèi)側(cè)壁邊至周壁部開(kāi)口為等深度的形式，也可以是由其徑向的內(nèi)側(cè)的壁邊向周壁部開(kāi)口呈線(xiàn)性延伸增加的變深楔形槽。采用變深楔形槽時(shí)，更優(yōu)選的是使其徑向內(nèi)側(cè)壁邊即最淺處的深度，與兩側(cè)翼槽的深度相同的形式。中心槽深度的不同，會(huì)影響和決定密封端面的靜壓開(kāi)啟力及靜壓泄漏量。一般情況下，等深槽的深度越深，中心槽的壓力分布界線(xiàn)越明顯且越平行于徑向半徑方向，開(kāi)啟力越大，且流體膜剛度越好。但這種變化會(huì)隨深度的不斷增加而逐漸減小，例如深度超過(guò)24 μ m后效果的變化即不明顯了。而采用不等深楔形槽，則能明顯增強(qiáng)靜壓開(kāi)啟效果，使得整個(gè)系統(tǒng)的啟動(dòng)扭矩降低，且平均深度越深，則靜壓開(kāi)啟力越大，靜壓泄漏量也越大。因此，可根據(jù)實(shí)際需要或不同工況(例如在多級(jí)密封中對(duì)不同級(jí)的密封所允許的泄漏量等)選擇適當(dāng)槽型和/或槽深。一般情況下，中心槽的深度可優(yōu)選為3~28微米。
[0011]上述結(jié)構(gòu)中所述的翼槽，一般可采用為在其收斂延伸段中具有相同深度的等深槽。由于改變翼槽的深度可改變和影響密封面間的流體動(dòng)壓效應(yīng)，因此除在有特殊需要或工況的條件下，翼槽的深度一般可優(yōu)選為1-8微米，更好的深度為5微米。進(jìn)一步更好的方式，是使翼槽的深度小于中心槽的深度。計(jì)算和實(shí)驗(yàn)表明，增大中心槽的深度，能明顯增強(qiáng)靜壓開(kāi)啟效果，使得整個(gè)系統(tǒng)的啟動(dòng)扭矩降低。
[0012]在上述的流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元中，兩側(cè)翼槽中收斂延伸端部短壁邊間的圓心角(如附圖中所示的A2夾角)，優(yōu)選為22.5°~45°。增大該夾角，在其它參數(shù)不變的話(huà)，密封端面的泄漏量會(huì)相應(yīng)增加，流體動(dòng)壓效應(yīng)則相應(yīng)降低。反之亦然。該優(yōu)選的夾角范圍，一般情況下都可以使密封端面上的流體動(dòng)壓效應(yīng)和泄漏量有較理想的配合，即能有較好的剛漏比值。
[0013]中心槽中的兩側(cè)壁邊間的圓心角(如附圖中所示的Al夾角)的優(yōu)選值可為2° -lO0。該夾角的大小主要會(huì)對(duì)靜壓開(kāi)啟力產(chǎn)生影響。夾角小則靜壓開(kāi)啟力小；但隨夾角的增大，靜壓開(kāi)啟力雖也相應(yīng)增大，但這種變化同樣也會(huì)隨夾角的繼續(xù)增大而漸不明顯，甚至可能反而有略微降低的趨勢(shì)。
[0014]上述兩側(cè)翼槽中收斂延伸端部短壁邊間的圓心角(A2)，與中心槽中的兩側(cè)壁邊間的圓心角(Al)可以各自相互獨(dú)立地選取，但如使該兩個(gè)夾角保持有A2/A1為4飛/1，特別是A2/A1為5/1的關(guān)系，則是更為可取的優(yōu)選方式。[0015]在上述結(jié)構(gòu)的中心槽中，其徑向內(nèi)側(cè)的弧形壁邊在密封端面上的半徑(R3 )，與密封端面的內(nèi)、外徑(R內(nèi)，R外)間的長(zhǎng)度關(guān)系，優(yōu)選為(R內(nèi)+ R外)/R3=1.8~2.2，更好的是(R內(nèi)+ R外)/R3=2。增大中心槽中徑向內(nèi)側(cè)弧形壁邊在密封端面上的半徑(R3)，密封端面的泄漏量相應(yīng)也會(huì)增大，流體動(dòng)壓效應(yīng)和開(kāi)啟力也會(huì)減小。
[0016]同時(shí)，在中心槽中內(nèi)壁邊半徑(R3)的上述基礎(chǔ)上，所說(shuō)翼槽的收斂延伸端部短壁邊中的外側(cè)端所在的密封端面半徑(Rl),與密封端面的外徑(R外)和上述中心槽內(nèi)壁邊的半徑(R3 )間的長(zhǎng)度關(guān)系，還可進(jìn)一步優(yōu)選為(R外+R3 ) /Rl=L 8^2.2，更好的是(R外+R3 ) /Rl=2。
[0017]更進(jìn)一步的是，在上述(Rl)和(R3)的基礎(chǔ)上，所說(shuō)翼槽的收斂延伸端部短壁邊的內(nèi)側(cè)端所在的密封端面半徑(R2)，與該短壁邊的外側(cè)端的該半徑(Rl)及中心槽內(nèi)壁邊的半徑(R3)間的長(zhǎng)度關(guān)系，可優(yōu)選為:(R1+R3)/R2=1.8~2.2，更好的(Rl+R3)/R2=2。
[0018]上述翼槽收斂延伸端部短壁邊中的外側(cè)端所在密封端面的半徑(Rl)及內(nèi)側(cè)端所在密封端面的半徑(R2)，其變化都會(huì)改變翼槽槽型的流體動(dòng)壓效果。例如，Rl過(guò)大或過(guò)小都會(huì)減小密封端面的開(kāi)啟力，增大泄漏量。而由各半徑間的上述關(guān)聯(lián)關(guān)系可知，R2可隨Rl的變化而定。
[0019]除上述可以單獨(dú)或組合采用的相應(yīng)優(yōu)選方式外，還可以有的另一種優(yōu)選方式是，所說(shuō)該翼槽中的外側(cè)延伸壁與收斂延伸端部短壁邊間的夾角可優(yōu)選為100°~120°，更好的是110°，和/或翼槽中的內(nèi)側(cè)延伸壁與收斂延伸端部短壁邊間的夾角可優(yōu)選為95°~115°，更好的是107°。所說(shuō)該翼槽中外側(cè)延伸壁與收斂延伸端部短壁邊間的夾角，以及內(nèi)側(cè)延伸壁與收斂延伸端部短壁邊間的夾角大小，實(shí)際上與上述所說(shuō)的半徑R1、R2、R3等相關(guān)聯(lián)，并決定和影響翼槽延伸收斂角的大小。[0020]上述結(jié)構(gòu)的機(jī)械密封環(huán)的基本工作原理和過(guò)程，可包括靜態(tài)和動(dòng)態(tài)兩種不同的工作狀態(tài)。在靜壓工作狀態(tài)下，高壓流體從各流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元中心槽的外側(cè)周壁開(kāi)口進(jìn)入，被擠壓同時(shí)從其兩側(cè)壁邊處進(jìn)入兩側(cè)的翼槽(尤其是具有變深楔形結(jié)構(gòu)的中心槽)，分別受到作收斂延伸的內(nèi)、外側(cè)延伸壁的擠壓而快速流向其收斂延伸部的短壁邊。與目前其它雙旋向密封環(huán)的槽型不同點(diǎn)在于，通過(guò)該翼槽收斂延伸部的短壁邊的節(jié)流作用，從而能迅速抬升密封端面的開(kāi)啟力；
在動(dòng)壓工作狀態(tài)下，旋轉(zhuǎn)環(huán)相對(duì)靜止環(huán)旋轉(zhuǎn)，以順時(shí)針旋向?yàn)槔?反向旋轉(zhuǎn)時(shí)以相反方式類(lèi)似)，流體從中心槽的外側(cè)周壁開(kāi)口進(jìn)入中心槽，除受到中心槽深度方向的擠壓外，還受到整個(gè)槽組相對(duì)運(yùn)動(dòng)的剪切作用，流體從中心槽被剪切泵送進(jìn)流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元中旋轉(zhuǎn)方向后方側(cè)的翼槽中，并在該翼槽中受到收斂延伸的內(nèi)、外側(cè)延伸壁的擠壓作用和收斂延伸部短壁邊的節(jié)流作用，局部壓力迅速升高。而位于旋轉(zhuǎn)方向前方的另一側(cè)翼槽，則一方面在順時(shí)針旋轉(zhuǎn)的動(dòng)壓效應(yīng)影響下，流體被反向剪切，從該翼槽收斂延伸部的短壁邊流向中心槽，另一方面因該翼槽同時(shí)又受密封端面的靜壓效應(yīng)影響，流體又會(huì)從中心槽補(bǔ)充流回其自身翼槽中。通過(guò)理論計(jì)算與仿真發(fā)現(xiàn)，各流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元中的該兩個(gè)反向收斂延伸的翼槽，會(huì)形成高壓區(qū)與低壓區(qū)，并都是位于以翼槽收斂延伸部短壁邊處并沿周向和徑向逐漸擴(kuò)散開(kāi)，但低壓區(qū)的壓力總體上低于高壓區(qū)，整個(gè)密封端面呈現(xiàn)高壓使得動(dòng)靜環(huán)呈開(kāi)啟趨勢(shì)。因此，該收斂延伸端部的短壁邊在正作用的翼槽中能產(chǎn)生節(jié)流升壓作用；在負(fù)作用翼槽中能補(bǔ)充流體，由能明顯降低負(fù)作用翼槽產(chǎn)生的使端面趨于閉合的效果。[0021]由此可以看出，本發(fā)明上述結(jié)構(gòu)的機(jī)械密封環(huán)，特別是密封端面上該“機(jī)翼形”流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元中的槽型結(jié)構(gòu)，不僅具有開(kāi)啟力高，開(kāi)啟間隙較大，能提高密封流體動(dòng)壓效應(yīng)，增大密封端面開(kāi)啟力，增加密封端面間流體膜厚度，提高流體膜剛度(力的變化微元與流體膜厚度變化微元的比值，表征流體膜抗拒外力作用的能力)，同時(shí)又能減少密封泄漏量，而且簡(jiǎn)化了槽型加工的難度，降低了對(duì)密封零部件加工、裝配的工藝要求。因而該機(jī)械密封環(huán)尤其適用于(但并非僅限于)大軸徑旋轉(zhuǎn)機(jī)械軸端密封，能提高大軸徑流體動(dòng)壓非接觸式機(jī)械密封的工作穩(wěn)定性，節(jié)約能源，降低工藝介質(zhì)的泄漏量。且加工工藝簡(jiǎn)單，裝配精度要求低的流體動(dòng)壓非接觸式機(jī)械。
[0022]以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例的【具體實(shí)施方式】，對(duì)本發(fā)明的上述內(nèi)容再作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。但不應(yīng)將此理解為本發(fā)明上述主題的范圍僅限于以下的實(shí)例。在不脫離本發(fā)明上述技術(shù)思想情況下，根據(jù)本領(lǐng)域普通技術(shù)知識(shí)和慣用手段做出的各種替換或變更，均應(yīng)包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
【專(zhuān)利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1是本發(fā)明具有雙旋向流體動(dòng)壓槽的非接觸式機(jī)械密封環(huán)的一種密封端面的結(jié)構(gòu)示意圖
圖2是圖1中的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]實(shí)施例1
如圖所示的本發(fā)明具有雙旋向流體動(dòng)壓槽的非接觸式機(jī)械密封環(huán)，在具有內(nèi)徑R內(nèi)=401.62mm和外徑R外=517.68mm的密封端面上，其R3=455.04mm的外側(cè)部為密封槽區(qū)2，其中沿周向等間距地設(shè)置有若干個(gè)(圖1中示出的為12個(gè))相同形式的流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元，各流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元之間的間隔部位為密封臺(tái)區(qū)3，密封槽區(qū)2的內(nèi)側(cè)圓周部為無(wú)動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元的密封壩區(qū)I。其中:
—各流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元均是由中心槽5以及分別在其周向兩側(cè)與之接合并向兩側(cè)對(duì)稱(chēng)收斂延伸的相同結(jié)構(gòu)的翼槽4，6構(gòu)成的“機(jī)翼形”結(jié)構(gòu)的動(dòng)壓槽組。
[0025]—在中心槽5中，其兩個(gè)側(cè)槽壁邊分別為密封端面的兩個(gè)不同位置上的徑向延伸段12，其間的圓心角Al為4°(根據(jù)需要可在2°-lO°內(nèi)調(diào)整)；徑向內(nèi)側(cè)的弧形內(nèi)壁邊8位于密封端面上R3=227.52mm的弧形位置；中心槽的開(kāi)口 9設(shè)于密封環(huán)周壁部。中心槽5的深度，可以是由徑向內(nèi)端至槽外口 9為相同深度的等深槽，或是由徑向內(nèi)側(cè)的壁邊8向槽外口 9深度線(xiàn)性延伸增加的變深楔形槽，特別是其徑向內(nèi)側(cè)的壁邊8的深度應(yīng)與翼槽4,6的深度相同。中心槽5的深度為24微米。
[0026]—在翼槽4，6中，其兩側(cè)槽壁中的長(zhǎng)壁邊12’和收斂延伸端部的短壁邊10，也分別為密封端面的兩個(gè)不同位置的徑向延伸段，且兩側(cè)翼槽4，6中的長(zhǎng)壁邊12’分別為與其所在側(cè)的中心槽5的側(cè)壁邊12相接合的槽開(kāi)口部；其作收斂延伸的內(nèi)側(cè)延伸壁7與外側(cè)延伸壁11的收斂角為38° (根據(jù)需要可在30°飛0°范圍內(nèi)調(diào)整)，收斂延伸端部短壁邊10的外端a所在的密封端面半徑Rl=485.77mm,收斂延伸端部短壁邊10的內(nèi)端b所在的密封端面半徑R2=470.4mm。各翼槽中外側(cè)延伸壁11與收斂延伸端部短壁邊10間的夾角A4為110° (根據(jù)需要可在100°-120°范圍內(nèi)調(diào)整)；內(nèi)側(cè)延伸壁7與收斂延伸端部短壁邊10間的夾角A5為107° (根據(jù)需要可在95°-115°范圍內(nèi)調(diào)整)；兩側(cè)翼槽4，6中的延伸端部短壁邊10間的圓心角A2為20° (根據(jù)需要可在22.5°-45°范圍內(nèi)調(diào)整)。翼槽由其長(zhǎng)壁邊12’至收斂延伸端部短壁邊10的槽深均為5微米的相同深度。
[0027]本發(fā)明的上述槽型的與目前不同槽型的雙旋向流體動(dòng)壓槽密封環(huán)的綜合效果對(duì)比可如表I所示。
[0028]表I不同流體動(dòng)壓槽槽型結(jié)構(gòu)密封端面的綜合效果對(duì)比表
【權(quán)利要求】
1.具有雙旋向流體動(dòng)壓槽的非接觸式機(jī)械密封環(huán)，在具有內(nèi)徑(R內(nèi))和外徑(R外)的密封端面上，沿周向以間隔方式設(shè)置有流體動(dòng)壓槽，其特征是在密封端面的外側(cè)部沿周向等間距地設(shè)置有若干個(gè)，優(yōu)選為8~20個(gè)，更好的為12個(gè)相同形式的流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元，其中: —流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元為由中心槽(5)和分別與其周向兩側(cè)接合并向兩側(cè)對(duì)稱(chēng)收斂延伸的相同結(jié)構(gòu)的翼槽(4，6)構(gòu)成的機(jī)翼形結(jié)構(gòu)； —中心槽(5)的槽壁中，兩個(gè)側(cè)壁邊分別為密封端面的兩個(gè)徑向延伸段(12)，徑向內(nèi)側(cè)的壁邊(8)為與密封端面同心的弧形，中心槽的開(kāi)口(9)設(shè)于密封環(huán)周壁部； —翼槽(4，6)的槽壁中，兩側(cè)壁中的長(zhǎng)壁邊(12’)和收斂延伸端部的短壁邊(10)分別為密封端面的兩個(gè)徑向延伸段，其中兩翼槽(4，6)的長(zhǎng)壁邊(12’)分別為與其所在側(cè)的中心槽(5)側(cè)壁邊(12)相接合的槽開(kāi)口部。
2.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械密封環(huán)，其特征是翼槽(4，6)中作收斂延伸的內(nèi)側(cè)延伸壁(7)與外側(cè)延伸壁(11)的收斂角為30°~50。，優(yōu)選收斂角為38°。
3.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械密封環(huán)，其特征是中心槽(5)是由徑向內(nèi)端至槽外口(9)為深度相同的等深槽，或是由與翼槽4，6深度相同的徑向內(nèi)側(cè)的壁邊(8)向周壁開(kāi)口(9)深度線(xiàn)性延伸增加的變深楔形槽；中心槽(5)的優(yōu)選深度為3~28微米。
4.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械密封環(huán)，其特征是翼槽(4，6)為在其收斂延伸段中具有相同深度的等深槽；優(yōu)選的深度為1-8微米，更好的深度為5微米；特別是使翼槽(4，6)的深度小于中心槽(5)深度。
5.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械密封環(huán)，其特征是流體動(dòng)壓槽結(jié)構(gòu)單元中兩側(cè)翼槽(4，6)中的延伸端部短壁邊(10)間的圓心角(A2)為22.5°~45。，中心槽(5)中的兩側(cè)壁邊(12)間的圓心角(Al)為2° -lO° ;優(yōu)選A2/A1為4-6/1，更好的A2/A1為5/1。
6.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械密封環(huán)，其特征是所說(shuō)中心槽(5)中徑向內(nèi)側(cè)的弧形內(nèi)壁邊(8)在密封端面上的半徑(R3)，與密封端面內(nèi)徑和外徑(R內(nèi)，R外)間的長(zhǎng)度關(guān)系為:(R內(nèi) + R 外)/R3=1.8~2.2，優(yōu)選為(R 內(nèi) + R 外)/R3=2。
7.如權(quán)利要求6所述的機(jī)械密封環(huán)，其特征是所說(shuō)翼槽(4，6)的收斂延伸端部短壁邊(10)的外端(a)所在的密封端面半徑Rl，與密封端面外徑(R外)和中心槽(5)內(nèi)壁邊(8)所在的半徑(R3)間的長(zhǎng)度關(guān)系為:(R外+R3) /Rl=L 8~2.2，優(yōu)選為(R外+R3) /Rl=2。
8.如權(quán)利要求7所述的機(jī)械密封環(huán)，其特征是所說(shuō)翼槽(4，6)的收斂延伸端部短壁邊(10)的內(nèi)端(b)所在的密封端面半徑R2，與該短壁邊(10)的外端(a)所在的密封端面半徑R1，以及中心槽(5)內(nèi)壁邊(8)所在的半徑R3間的長(zhǎng)度關(guān)系為:(R1+R3)/R2=1.8~2.2，優(yōu)選為(R1+R3) /R2=2。
9.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械密封環(huán)，其特征是所說(shuō)翼槽(4，6)中的外側(cè)延伸壁(11)與其收斂延伸端部短壁邊(10)間的夾角(A4)為100°~120°，夾角(A4)優(yōu)選為110°。
10.如權(quán)利要求1所述的機(jī)械密封環(huán)，其特征是所說(shuō)翼槽(4，6)中的內(nèi)側(cè)延伸壁(7)與其收斂延伸端部短壁邊(10)間的夾角(A5)為95°~115°，夾角(A5)優(yōu)選為107°。
【文檔編號(hào)】F16J15/40GK103453147SQ201310457517
【公開(kāi)日】2013年12月18日 申請(qǐng)日期:2013年9月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月30日
【發(fā)明者】陳侃, 黃澤沛, 張車(chē)寧, 王澤平, 劉小明, 張智 申請(qǐng)人:四川日機(jī)密封件股份有限公司