双列流体动压槽自润滑非接触式机械密封制造技术

一种新型的流体动压槽自润滑非接触式机械密封装置。它主要是通过在密封动环或静环上开设两列特殊槽型的流体动压槽和在由两列动压槽所形成的下游侧开设环形沟槽等特殊方式来实现优良的密封性能、良好的自润滑功能、更佳的工作稳定性和可靠性、良好的防固体颗粒性能和开停车功能。（*该技术在2010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】
本技术涉及一种新型的双列流体动压槽自润滑非接触式机械密封，它是属于流体密封技术特别是机械密封
，是一种新型的流体动压自润滑非接触式机械密封装置。它主要是通过在密封动环(4)或静环上开设两列特殊槽型的流体动压槽和在由两列动压槽所形成的下游侧开设环形沟槽(18)等特殊方式来实现优良的密封性能、良好的自润滑功能、更佳的工作稳定性和可靠性、良好的防固体颗粒性能和开停车功能。目前，在石油化工和石油工程中广泛使用着各种类型的机械密封，但都普遍存在着流体动压非接触式机械密封的共同缺点，如因泵入固体颗粒而易发生磨粒磨损、难以实现被密封介质的绝对无泄漏等总是令使用着感到是一种缺憾。如①.US4407509公开了一种在密封端面上具有高低表面的多叶片型的旋转机械用无泄漏非接触式机械密封，是借助高速旋转叶片下流体的粘性剪切效应把从高压侧流向低压侧的被密封流体反输回高压侧的，理论上可实现被密封流体的宏观零泄漏，但实际上难以消除被密封介质的微观净泄漏；②.US4290611专利技术了一种具有单列螺旋槽的可实现高压上游泵送的非接触式机械密封，是借助位于低压侧的流体动压槽将低压隔离液体泵送至高压侧而实现被密封流体的无泄漏，适用作输送液体的泵用轴封。该密封极易把隔离液体中的固体颗粒泵入密封端面之间而造成密封的磨损失效；另外，该密封为防止隔离液体向大气侧泄漏而造成大量的物质损失，一般应在其外侧增设辅助密封；③.文献Journal of LubricationTechnology(August，1994，p625)介绍了两种具有Y形螺旋槽和人字形螺旋槽的无泄漏非接触式机械密封，研究结果表明，该两种密封结构在较低压力下均有较为理想的密封性能，同时具有良好的工作稳定性；但此类密封的启动性能一般，不适于频繁开停机泵用轴封，而且，若固体颗粒一旦侵入密封面之间，难以及时排除，势必造成密封面的磨粒磨损而失效，因此，防颗粒能力有限；④.EP0564153A1公开了一种具有双列螺旋槽的非接触式机械密封，具有较好的启动性能和防颗粒能力，适宜作双向旋转条件下输送液体类机械轴封，但其密封性能欠佳，密封压力较低。所以，开发出的具有理想的防固体颗粒功能、独特的自润滑能力、良好的开启性能、出色的工作稳定性和可靠性的新型机械密封是广大科技工作者的愿望和工程现场的需要。本技术的目的就在于避免上述现有技术的不足之处而提供一种双列流体动压槽自润滑非接触式机械密封。它主要是针对现有的流体动压非接触式机械密封存在的如因泵入固体颗粒而易发生磨粒磨损、难以实现被密封介质的绝对无泄漏等缺陷，开发出的具有理想的防固体颗粒功能、独特的自润滑能力、良好的开启性能、出色的工作稳定性和可靠性的新型双列流体动压槽自润滑非接触式机械密封。它主要由密封静环(5)、密封动环(4)、辅助密封圈若干、弹性元件(6)、防转销(12)、旋转轴套(1)、定位螺钉(8)、密封箱(15)、压盖(11)等组成，其主要的技术特点是在密封动环(4)或静环(5)的端面开设两列流体动压槽一列为下游泵送动压槽(17)，其倾斜方向与动环(4)的旋转方向一致，一列为上游泵送动压槽(16)；其倾斜方向与动环(4)的旋转方向相反；同时在靠近下游侧开设一条环形沟槽(18)，并使上游泵送动压槽(16)与环形沟槽(18)向连通。附附图说明图1即为本技术的整体结构示意图。附图2即为本技术开设双列动压槽的密封动环(4)示意图。附图3即为本技术开设双列动压槽的密封动环(4)横向剖面的结构示意图。附图的图面说明如下1--轴套 2--固紧螺钉 3--辅助密封圈 4--密封动环 5--密封静环6--弹性元件 7--定位环 8--定位螺钉 9--旋转轴 10--卡环11--压盖 12--防转销 13--辅助密封圈 14--辅助密封圈 15--密封箱16--上游泵送动压槽 17--下游泵送动压槽 18--环形沟槽 19---密封坝为了更好地实现本技术的上述目的，本技术的设计者是将上游泵送动压槽(16)的槽数设计为下游泵送动压槽(17)数的整数倍，且使每一个下游泵送动压槽(17)与两个以上的上游泵送动压槽(16)相连通，而且要求两列动压槽均与高压侧相连通；对于动环(4)或静环(5)端面上的上游泵送动压槽(16)和下游泵送动压槽(17)的槽型线可以是螺旋线、圆弧、直线或其它由线的形状；对上游泵送动压槽(16)的径向高度要求大于下游泵送动压槽(17)的径向高度；由于环形沟槽(18)的内径为Da，外径为Dg1，则要求其径向宽度为S2等于(Dg1-Da)/2，深度h3大于或等于上游泵送动压槽(16)的深度h2；对于由环形沟槽(18)的内径为Da和密封静环(5)的内径d1所形成的密封坝(19)的径向宽度S1则要求等于(Da-d1)/2。下面将结合附图和实施例来详叙本技术的结构特点在实际设计和制造中，本技术的设计者是在密封动环(4)的端面开设两列特殊形式的流体动压槽，一列为下游泵送动压槽(17)，一列为上游泵送动压槽(16)；下游泵送动压槽(17)的作用是把高压侧的流体泵送至低压侧，而上游泵送动压槽(16)的作用是把低压侧的流体泵送至高压侧；下游泵送动压槽(17)的倾斜方向与动环(4)的旋转方向一致，而上游泵送动压槽(16)的倾斜方向与动环(4)的旋转方向相反；上游泵送动压槽(16)数Z2为下游泵送动压槽(17)数Z1的整数倍，即Z2＝i·Z1(i＝1，2，3)；上游泵送动压槽(16)和下游泵送动压槽(17)均与高压侧相连通，每一个下游泵送动压槽(17)与i个上游泵送动压槽(16)相连通，且上游泵送动压槽(16)径向高度H2大于下游泵送动压槽(17)的径向高度H1；上游泵送动压槽(16)的槽深为h2，下游泵送动压槽(17)的槽深为h1，两者可以相等，也可以不等。所有的上游泵送动压槽(16)均与一位于下游侧的环形沟槽(18)相连通，环形沟槽(18)的内径为Da，外径为Dg1，其径向宽度S2≤2毫米(S2＝(Dg1-Da)/2)，深度h3≥上游泵送动压槽(16)的深度h2。由环形沟槽(18)的内径为Da和图4所示密封静环(5)的内径d1形成的一径向宽度为S1的密封坝(19)(S1＝(Da-d1)/2)，其值与环形沟槽(18)的宽度S2相当。这样，在实际的设备运行中，其原理是这样实现的以一个下游泵送动压槽(17)和与之相通的三个上游泵送动压槽(16)为例，在正常工作条件下，下游泵送动压槽(17)把上游侧即高压侧的流体泵入密封端面之间，泵入的流体首先和第一个与之相通的上游泵送动压槽(16)内的流体相汇，部分泵入的流体被第一个具有增压泵送效应的上游泵送动压槽(16)输送至高压侧；然后，泵入的流体继续和第二个与下游泵送动压槽(17)相通的上游泵送动压槽(16)内的流体相汇，部分流体被第二个同样具有增压泵送效应的上游泵送动压槽(16)输送至高压侧；最后，剩余泵入的流体继续和第三个与下游泵送动压槽(17)相通的上游泵送动压槽(16)内的流体相汇，并被第三个同样具有增压泵送效应的上游泵送动压槽(16)输送至高压侧，完成了高压侧流体经下游泵送动压槽(17)泵入和上游泵送动压槽(16)泵出的连续不断的本文档来自技高网...

【技术保护点】
双列流体动压槽自润滑非接触式机械密封，它主要是由主要由密封静环（５）、密封动环（４）、辅助密封圈若干及弹性元件（６）等构成，其技术特征在于在密封动环（４）或静环（５）的端面开设两列流体动压槽：一列为下游泵送动压槽（１７），其倾斜方向与密封动环（４）的旋转方向一致，一列为上游泵送动压槽（１６）；其倾斜方向与密封动环（４）的旋转方向相反；同时在靠近下游侧开设一条环形沟槽（１８），并使上游动压槽（１６）与环形沟槽（１８）相连通。

【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：郝木明，胡丹梅，葛京鹏，杨惠霞，
申请(专利权)人：石油大学华东，
类型：实用新型
国别省市：37[中国|山东]