一种改进的机械端面密封中的螺旋槽，其具有多个末端尖角，它们可以更为均匀地把在密封间隙之间所产生的液体压力分配到离散的各个压力区中，这些压力区是沿径向、也可以沿周向偏移开由同一凹槽所产生的其他各个压力区。可供选择的结构还包括具有深度变化的表面的一些凹槽，其中多个末端凹槽尖角中的每一个与具有某一特定高度表面的一个凹槽部段相关联。（*该技术在2014年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及旋转的机械端面密封，更为具体地涉及具有用于在密封端面之间形成一液体间隙的螺旋凹槽的旋转的机械端面密封。机械端面密封一直长期地使用于一箱体与一相对旋转轴之间的密封。特别是近来，已经在至少一个密封环的密封端面上设置有一些凹槽，以便有助于在各密封端面之间形成一可把各密封环分隔开来的间隙。这些类型的密封一般被称作非接触式密封。一些螺旋凹槽已经被用来向密封端面之间泵送液体，以使这种液体在轴转动期间可以在各端面之间形成一个微小间隙。开螺旋凹槽的端面实例出现于美国专利号No.3499653和No.4212475中，这两个专利与本专利技术以及其所公开的内容一起给出，而这些内容以参考的形式引入到本专利技术中。前述公开的各种螺旋凹槽包括两条大体上光滑的边界曲线，这二条边界曲线把凹槽区域与台面分隔开来。这两条边界曲线基本上是彼此平行的，而每条边界曲线终止在基本上位于距离密封端面的中心线的同一径向距离的端点处。这两个端点由一条横向边界连结起来，此横向边界大部分沿着圆周方向伸展，以形成如每一项美国专利No.3499653和No.4212475中的图2所示的螺旋凹槽型式。业已发现，先有技术密封装置的各种螺旋凹槽用于在各密封端面之间提供间隙是有效的。不过，这些类型的密封端面型式的特性是由凹槽的形状来决定的。凹槽的形状包括在一个点处的一个单一末端尖角，凹槽的后部边界与凹槽的周向边界相交在该点处，以在该相交点处构成一个锐角。这一角度位于密封端面的两条周向边沿之间，在此称作末端尖角。单一的末端尖角设计是使在邻近每个凹槽的末端夹角处产生一个压力“区”。对于某一标准螺旋凹槽密封端面的一组凹槽来说，每个凹槽产生一个这样压力区。据认为，这种压力区出现在紧邻凹槽末端尖角的台面上的一个部位处，更具体地说，是出现在与密封端面相对转动方向相反的那一台面的边沿处，以及在凹槽和槽后台面之间的边界线的另一侧。，由于液体质量流会聚到末端夹角中，因此这一点处压力增强现象的出现是可以想得到的，这种聚集的产生是由于在交点处凹槽的收敛的尾部和周向边界造成的。在常见的螺旋凹槽密封端面中，与各自凹槽相关的每一个压力区都是相对于轴的中心线大致上同一径向位置处，但却都是沿周围方向错开或紧邻着开凹槽区域与无凹槽区域(或凸台)之间的边界线。有限数量的压力区的形成足可提供充分的升力，以分隔机械端面密封的各端面，并且在其间形成间隙，对于每一个标准的螺旋凹槽，压力区的数目必须限制在1∶1的关系。在美国专利No.3499653和No.4212475中描述的各螺旋凹槽中，压力区的数量受到密封端面出现螺旋凹槽的总数的限制，这些区都沿着一条紧邻着开凹槽区段与凸台之间的边界的周向线设置在基本上相等的半径处。本专利技术公开了一种机械端面密封，用于在可相对转动的一对元件之间进行密封，转动元件包括一非转动地安装在一个元件上并相对其进行密封的第一密封环、一非转动地安装在另一个元件上并相对该元件进行密封的第二密封环，第二密封环安装成与第一密封环沿轴线对中，且还包括一个装置，其用于沿轴向弹性地促使每密封环的密封表面与第二密封环的密封表面进入轴向接合，每一个密封环的密封端面都有围绕其周缘分布的一个环状的开凹槽区域，此开凹槽区域朝向密封端面的一个边缘开口，在开凹槽区域与密封端面的另一个边缘之间有一个连续的环状凸台层，开凹槽区域具有多个凹槽，这些凹槽是呈角度布置的，并且在一给定方向上部分地横跨密封端面沿径向和圆周方向从密封端面的一个圆周边缘向另一个圆周边缘延伸；每一凹槽具有至少两条边界，每一边界一般地沿径向以及沿圆周方向伸展，而边界中的一条具有多个末端尖角，在此要进一步予以详细说明。下面参照有关附图并配合具体实施例详细描述本专利技术的其他目的、特点及结构。其中附图说明图1是按照本专利技术的具有螺旋凹槽端面型状的密封端面；图2是大致上沿2-2线截取的图1中密封端面的部分截面图；图3是按照本专利技术密封端面型状的另一实施例；图4是大致上沿4-4线截取的图3中密封端面的部分截面图；图5表示按照本专利技术密封端面型状的再一实施例。图6表示大致上沿6-6线截取的图5中密封端面的部分截面图；图7表示图5和6中所示的密封端面的一种可供选择的实施例的截面图；和图8表示按照本专利技术密封端面型状的又一实施例。图1表示一个密封环10，其具有一般沿径向伸展的密封端面12，其形状和尺寸设计成使其与第二个环(未示出)的与其相对的密封表面相对置。密封环10可以是主环或者是配合环，而且其可以与轴(未示出)一起转动或者密封地连接于箱体(未示出)，正如前述美国专利号No.3499653和No.4212475中予以说明的。密封端面12，如前述各专利中确定的密封端面那样，具有一个开凹槽表面和非开凹槽表面构成的不连续型状。环状的开凹槽区段14邻接于密封环10的一个圆周边缘，而另一环状的凸台区段16则处于另一个圆周边缘。在图1所示的实施例中，环状开凹槽表面14邻近于密封环10的外直径圆周边缘18。不过，如同前述各专利中的密封环那样，环状开凹槽表面可以如图所示从外直径边缘18向内伸展，也可以从密封环的内直径边缘向外伸展，这取决于机械端面密封的设计。环状开凹槽表面14还包括有多个凹槽20，凹槽20沿着环状开凹槽区段14的周缘均匀地间隔开来。一些台面22把相邻的一些凹槽20分隔开来。这些凹槽20在许多方面都类似于前述专利中所述的那些凹槽，密封环端面12有一个圆周边缘，如边缘18，作为凹槽的边界。至少两条另外的边界界定出每一凹槽20；第一条凹槽边界21在圆周和径向两个方向上伸展，而第二条锯齿形凹槽边界23也是在圆周和径向两个方向上伸展。不过，在本专利技术的密封装置中，凹槽20在圆周和径向两个方向上伸展的边界21、23中的一条边界上包括有多个末端尖角24。这些尖角24具有许多好处，下面将会进一步说明。多个末端尖角24中的每一个都是在二个边界21、23中的一个边界上形成的。这个边界，比边界23，最好包括一系列顺次沿圆周方向伸展的边沿，如各边沿26，边沿26通过一系列在圆周和径向方向上伸展的第二边沿28彼此连接起来。每一个末端尖角24都是由相邻的一对会聚边沿26、28所构成的。带有末端尖角24的边界(如23)总体上也沿径向方向伸展，而且可以在与另一边界21相同的总的方向上沿圆周方向伸展。当密封环10沿着箭头所示的预定方向转动时，构成凹槽20的前导边沿的边界称作前沿边界，并在图1中以21标明。前沿边界21是凹槽20的第一部分，该第一部分通过直接位于密封端面12上的某一理论驻点。前沿边界与圆周边缘1 8形成一锐角α，如图1所示。在一优选实施例中，角度α大约是19°，但是可以采用从5°到大约85°范围内的其他数值，而这取决于密封的设计和其他一些密封参数，诸如轴的转动速度等。当两条边沿21、28扩展延伸时，前沿边界21总是会与后部边沿28会聚一起的，而此后部边沿是与圆周边沿18相交的。每一凹槽20的结构可以认为是包括几个相邻的、如美国专利号No.4212475所述的那种型式的凹槽，它们具有不同的长度，且彼此连接起来而在它们之间没有中介台面。边界21或23中的一条所循行的路径与通常的螺旋形凹槽前沿边界相同；而另一条边界，如图1中由边界23标明，包括有一些明显的尖角24，其尖端本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种机械端面密封，用于在可相对转动的一对零件之间提供密封，其包括适于非转动地安装在一个所述元件上并相对所述一个元件进行密封的第一密封环；适于非转动地安装在另一件元件上并相对所述另一个元件进行密封的第二密封环，所述第二密封环安装得与第一密封环沿轴线对中；以及设置促使第一密封环的密封面弹性地与第二密封环的密封面进入轴向密封接合的装置。一个所述密封环的密封端面具有多个围绕其周缘按角度间隔开来的开凹槽区域，这些开凹槽区域向密封端面的一个边缘开通，在开凹槽区域与密封端面的另一个边缘之间配置着一个连续的环状凸台层，每一凹槽区域具有：至少两条边界，一条所述边界是相对于在所述密封端面之间以一个所述相对转动的方向的转动而尾随；而另一条所述边界相对于所述各密封端面的相对转动的转动而前导，所述尾随边界是由在相对于圆周边缘向前倾斜 的面中的边沿和沿着圆周方向延伸的与向前倾斜的边沿在多个末端凹槽尖角处相交的横向边沿形成的。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：GG佩特，JB哈马克，
申请(专利权)人：约翰起重机有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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