双螺旋角三维螺旋槽端面密封装置制造方法及图纸

一种双螺旋角三维螺旋槽端面密封装置，是由带有密封端面的旋转环和带有密封端面的静止环和其它相关零件组成，该静止环的密封端面与旋转环的密封端面相贴合，两个贴合面均为圆环形的密封端面，密封端面的一侧为高压侧即上游，密封端面的另一侧为低压侧即下游，旋转环的密封端面可以相对静止环的密封端面旋转，其特征是：所述旋转环密封端面和静止环密封端面的至少一个上设置一组双螺旋角三维螺旋槽，其中，构成一个螺旋槽的左右两个侧壁的螺旋线的螺旋角不同，由它们组成的螺旋槽具有上游即高压侧更宽、下游即低压侧更窄的收敛外形；并且每个螺旋槽的深度可以从上游到下游逐渐变浅，从而形成一种三维的收敛形螺旋槽；在给定旋向下螺旋槽组将密封流体从上游即高压侧向下游即低压侧泵送；在螺旋槽的下游还有一不开槽的平面环带即密封坝。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术属于旋转轴的端面密封装置，特别涉及一种双螺旋角三维螺旋槽端面密封装置，这种密封装置可以用于各种型式的压缩机、膨胀机、分离机、泵、反应釜搅拌器等流体机械的旋转轴上。本技术为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是本技术是一种双螺旋角三维螺旋槽端面密封装置，是由带有密封端面的旋转环和带有密封端面的静止环和其它相关零件组成，该静止环的密封端面与旋转环的密封端面相贴合，两个贴合面均为圆环形的密封端面，密封端面的一侧为高压侧即上游，密封端面的另一侧为低压侧即下游，旋转环的密封端面可以相对静止环的密封端面旋转，其特征是所述旋转环密封端面和静止环密封端面的至少一个上设置一组双螺旋角三维螺旋槽，其中，构成一个螺旋槽的左右两个侧壁的螺旋线的螺旋角不同，由它们组成的螺旋槽具有上游即高压侧更宽、下游即低压侧更窄的收敛外形；并且每个螺旋槽的深度可以从上游到下游逐渐变浅，从而形成一种三维的收敛形螺旋槽；在给定旋向下螺旋槽组将密封流体从上游即高压侧向下游即低压侧泵送；在螺旋槽的下游还有一不开槽的平面环带即密封坝。本技术可以采用如下技术措施来实现所述密封端面上螺旋槽侧壁的型线为精确的，也可以是近似的对数螺旋线即等角螺旋线，其中迎风面的侧槽壁为主槽壁，背风面的侧槽壁为副槽壁。所述螺旋槽侧壁型线的螺旋角的范围为5°-20°。所述螺旋槽侧壁主槽壁型线的螺旋角的范围为10°-20°，副槽壁型线的螺旋角范围为5°-15°，并且主槽壁型线的螺旋角大于副槽壁型线的螺旋角。所述螺旋槽侧壁型线为对数螺旋线，也可以是近似于对数螺旋线的圆弧线，该圆弧线的圆心相对于环形密封端面的圆心是偏心的。所述螺旋槽的深度是恒定的，深度范围是0.002～0.2mm。所述螺旋槽的深度沿径向是变化的，从上游即高压侧向下游即低压侧逐渐由深变浅，其范围是0～0.2mm。所述螺旋槽上游槽深的最佳范围是0.005～0.012mm，下游槽深的最佳范围是0～0.007mm，并且上游槽深大于下游槽深。本技术具有的优点和积极效果是与等深、等螺旋角的二维螺旋槽端面密封装置相比，在本技术中由两条不同螺旋角的螺旋线组成的收敛形螺旋槽的槽深也可以是从上游到下游逐渐变浅，槽型完全是三维的，具有更强的收敛特性，可对密封流体产生更强的压缩作用，故在相同条件下密封端面之间有更大的流体膜厚度，或者在相同的流体膜厚度下具有更大的流体膜刚度。在本技术中，在螺旋槽的下游有一平面环带即密封坝，它在转动状态下起节流作用，在静止状态下则起停车密封作用。实施例一中的附图说明图1、图3、图4、图5各标号含义如下R0-旋转环和静止环之间相互贴合的密封端面的内半径R1-螺旋槽的内半径R2-螺旋槽的外半径R3-旋转环和静止环之间相互贴合的密封端面的外半径Rb-平衡半径h-螺旋槽深度H-高压侧，即上游L-低压侧，即下游G-螺旋槽泵汲方向α-螺旋角R-半径AB，A″B″-曲线A′B′-直线P，P″-曲线和圆的切点P′-直线和圆的切点C-当螺旋槽在旋转环端面上时，旋转环的旋向D-当螺旋槽在静止环端面上时，旋转环的旋向M-主槽壁型线 N-副槽壁型线E-单螺旋角螺旋槽副槽壁型线α1-较短的主槽壁M型线螺旋角α2-较长的副槽壁N型线螺旋角αe-单螺旋角螺旋槽的副槽壁E型线螺旋角S1-螺旋槽法向宽度S2-两个螺旋槽之间未开槽的堰的法向宽度h1-下游槽深h2-上游槽深实施例三中的图6、图8、图9各标号含义如下R4-旋转环和静止环之间相互贴合的密封端面的外半径R5-螺旋槽的外半径R6-螺旋槽的内半径R7-旋转环和静止环之间相互贴合的密封端面的内半径R′b-平衡半径h′-螺旋槽深度H′-高压侧，即上游L′-低压侧，即下游G′-螺旋槽泵汲方向C′-当螺旋槽在旋转环端面上时，旋转环的旋向M′-主槽壁型线N′-副槽壁型线E′-单螺旋角螺旋槽副槽壁型线α′1-较短的主槽壁M′型线螺旋角α′2-较长的副槽壁N′型线螺旋角α′e-单螺旋角螺旋槽的副槽壁E′型线螺旋角S′1-螺旋槽法向宽度S′2-两个螺旋槽之间未开槽的堰的法向宽度h′1-下游槽深h′2-上游槽深图1、图2、图6和图7中所示的螺旋槽的半径R1、R2、R5、R6，它们在本技术说明书中的实质含义是指螺旋槽的最大或者最小半径。剖视图在剖切时剖切到的位置不可能是螺旋槽的最大半径处或者最小半径处，但是，这样的示意性的标注可以使读者通过这些附图对本技术能更快理解。此外，在本技术的附图中，一个螺旋槽由三个槽壁组成，但是，实际上一个螺旋槽是由左右两个侧槽壁和一个连接这两个侧壁的根部槽壁构成的，该根部槽壁的型线实际上是与旋转轴线同心的一段圆弧线。在本说明书中所提及的螺旋槽型线实际指的是那两个侧槽壁的型线，见图4、图5、图8和图9中的M，N，M′，N′。具体实施方式为能进一步了解本技术的
技术实现思路
、特点及功效，兹列举以下实施例，并配合附图详细说明如下实施例一请参阅图1、图3、图4和图5。图1为螺旋槽设置在旋转环上的双螺旋角三维螺旋槽端面密封装置的剖视图。该密封装置包括旋转环1、静止环2、防转销3、副密封圈4、推环5、弹簧6、壳体7、轴套8、轴9、静密封圈10。旋转环1的密封端面与静止环2的密封端面相互贴合，前者可以相对于后者转动，二者的贴合面即为密封端面。在该实施例中，密封端面的外侧为高压侧即上游H，密封端面的内侧为低压侧即下游L。在旋转环1的密封端面上设置螺旋槽11。在给定旋向下，螺旋槽将密封流体沿箭头G的方向从上游向下游泵送。此外，在螺旋槽的内侧还有一平面环带12，即R0与R1之间的环带，起节流和停车密封的作用，可以称之为密封坝。图3为螺旋槽型线图。螺旋槽有二侧槽壁，其型线可以是精确的或近似的对数螺旋线即等角螺旋线。其中螺旋角的定义如下设任何型式的平滑曲线从半径较小的内半径处的A点(或A′、A″点)开始，到半径较大的外径处的B点(或B′、B″点)为止，内、外半径之间的任意半径R处的同心圆与该曲线相交于P点(或P′、P″点)，在该点曲线的切线与同心圆的切线之间的夹角α即定义为螺旋角。曲线AB与曲线A″B″的螺旋角方向相反，若定义前者为正，则后者为负。在本技术中，螺旋角的范围是0°＜|α|＜90°，其最佳范围是5°-20°。图4表示密封端面上螺旋槽的形状及位置，其中，密封端面的外侧为高压侧即上游H，密封端面的内侧为低压侧即下游L。在螺旋槽11的内侧还有一平面环带即密封坝12，处于R1与R0之间。若螺旋槽加工在旋转环上时，该环的旋转方向为C向；若螺旋槽加工在静止环上时，与其相对的旋转环的旋转方向为D向。本技术中，组成螺旋槽的两个侧槽壁的型线有不同的螺旋角，较短的主槽壁M型线的螺旋角为α1，较长的副槽壁N型线的螺旋角为α2，|α1|＞|α2|；这里，主槽壁和副槽壁是这样区分的在给定的旋向下，迎风的壁面为主槽壁，背风的壁面为副槽壁。由于一个螺旋槽的左右两个侧壁的螺旋角α1和α2不相等，因此螺旋槽的宽度特别是相邻两个螺旋槽之间的堰的宽度的变化规律与普通的单螺旋角螺旋槽α1＝α2时的变化规律是不同的，图4中用E表示这种副槽壁螺旋角αe与主槽壁螺旋角α1相等时的副槽壁型线。螺旋槽的法向宽度S1从外径向内径逐渐变窄更为剧烈，两个相邻的螺旋槽之本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王玉明，王建立，
申请(专利权)人：天津新技术产业园区鼎名密封有限公司，
类型：实用新型
国别省市：