一种具有织构化方形槽的机械密封端面结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有织构化方形槽的机械密封端面结构，包括：密封端面，其用于实现密封，在所述密封端面的周向上设有多个织构化方形槽；所述织构化方形槽为将正方形分隔为九宫格、且剔除位于正方形四边中部的四个子方块、并留下位于正方形四角和中心的五个子方块形成的，位于中心的子方块与位于四角的子方块相连通。流体经密封端面由高压侧向低压侧流动时，流体流过错综布置的织构化方形槽的密封槽区和密封堰区，经过多次扰流而增加泄漏流体流动阻力，从而节流阻漏，减小泄漏量；扩大密封端面的空化区域，达到增强密封端面流体动压效应且减小泄漏量的效果，使得机械密封在保证优良密封性的前提下稳定运行。

【技术实现步骤摘要】
一种具有织构化方形槽的机械密封端面结构
本技术属于端面密封
，具体涉及一种具有织构化方形槽的机械密封端面结构。
技术介绍
机械密封作为一种轴端密封装置，已在各种流体机械和设备中得到广泛应用。虽然其不属于具有决定性意义的
，但是密封性能的好坏可能决定设备了能否运行。为了适应高参数工况的密封要求，延长机械密封使用寿命，其中的一种有效方法是在密封环端面开设具有一定结构形状的凹槽，通过密封环端面间的流体动压效应改善密封端面润滑，将密封环之间的固体摩擦转换为端面的流体摩擦，即非接触式机械密封。表面织构技术作为一种基于仿生学的控制摩擦、减小磨损、改善润滑性能的有效手段已在机械密封的研究应用上获得了一定进展，研究人员分别从表面织构机理、表面织构结构、表面织构参数等方面进行了大量研究，形成了表面微凹坑织构化机械密封技术。试验和理论研究表明，当密封介质压力达到一定程度时，织构表面微凹坑内的空化现象将被静压效应抑制或只在一小部分的微凹坑上产生，从而削弱了流体动压效应，使密封端面无法正常开启，出现密封环摩擦磨损，偏离设计工况，从而导致密封失效、介质泄漏。本
技术介绍
所公开的上述信息仅仅用于增加对本申请
技术介绍
的理解，因此，其可能包括不构成本领域普通技术人员已知的现有技术。
技术实现思路
本技术针对现有技术中上述的问题，提出一种具有织构化方形槽的机械密封端面结构，通过设置织构化方形槽，达到增强密封端面流体动压效应且减小泄漏量的效果，使得机械密封在保证优良密封性的前提下稳定运行。为实现上述技术目的，本技术采用下述技术方案予以实现：一种具有织构化方形槽的机械密封端面结构，包括：密封端面，其用于实现密封，在所述密封端面的周向上设有多个织构化方形槽；所述织构化方形槽为将正方形分隔为九宫格、且剔除位于正方形四边中部的四个子方块、并留下位于正方形四角和中心的五个子方块形成的，位于中心的子方块与位于四角的子方块相连通。进一步的，所述织构化方形槽为将所述子方块再进行多次分隔剔除后形成的。进一步的，所述正方形的分割阶数取值范围为2~15。进一步的，所述正方形的边长分为三等分形成所述九宫格。进一步的，留下子方块区域为密封槽区，剔除区域为密封堰区。进一步的，所述正方形的一个对角线沿所述密封端面的径向设置。进一步的，所述正方形的一个经过边线中点的对称轴位于所述密封端面的径向。进一步的，在所述密封端面上相邻的两个织构化方形槽之间最小距离处所对应的圆心角为0~15°。进一步的，所述织构化方形槽的槽深为2~10μm。进一步的，所述正方形的边长与所述密封端面的径向尺寸的比值为0.14~0.5。进一步的，所述织构化方形槽设在所述密封端面上的高压侧。进一步的，在所述密封端面上的低压侧形成密封坝区。与现有技术相比，本技术的优点和积极效果是：流体经密封端面由高压侧向低压侧流动时，流体流过错综布置的织构化方形槽的密封槽区和密封堰区，经过多次扰流而增加泄漏流体流动阻力，从而节流阻漏，减小泄漏量；并且流体沿密封端面周向和径向由织构化方形槽的密封堰区流至密封槽区时，由于流道扩展和流动损失而使流体压力降低；当压力降低至空化压力时便发生空化，达到增强密封端面流体动压效应的目的。通过在密封端面上开设基于分形几何的织构化方形槽，形成“迷宫效应”降速降压，扩大密封端面的空化区域，达到增强密封端面流体动压效应且减小泄漏量的效果，使得机械密封在保证优良密封性的前提下稳定运行。结合附图阅读本技术的具体实施方式后，本技术的其他特点和优点将变得更加清楚。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本技术所提出的具有织构化方形槽的机械密封端面结构的第一个实施例的结构示意图；图2为图1中一个织构化方形槽处的结构示意图；图3为本技术所提出的具有织构化方形槽的机械密封端面结构的第二个实施例的结构示意图；图4为本技术所提出的具有织构化方形槽的机械密封端面结构的第三个实施例的结构示意图；图5为本技术所提出的具有织构化方形槽的机械密封端面结构的第四个实施例的结构示意图；图6为图1中一个织构化方形槽处的结构示意图。具体实施方式为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系，以靠近密封端面的中心的方向为“内”，反之为“外”。术语仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。参见图1-图2，是本技术所提出的具有织构化方形槽的机械密封端面结构的第一个实施例，机械密封具有相配合密封的动环和静环，动环和静环相靠近的一端均设有密封端面，动环上的密封端面和静环上的密封端面通过接触式或非接触式来实现密封。一种具有织构化方形槽的机械密封端面结构包括：密封端面10，密封端面10用于实现密封，密封端面10可以位于静环上、也可以位于动环上。在密封端面10的周向上设有多个织构化方形槽1；织构化方形槽1为将正方形分隔为九宫格且剔除位于正方形四边中部的四个子方块而留下位于正方形四角和中心的五个子方块形成的，位于中心的子方块与位于四角的子方块相连接，中心的子方块通过四个角部与四角的子方块相连通，使得织构化方形槽1内的流体可以在各子方块内流动；九宫格也就是九个子方块。本实施例中，织构化方形槽1为将子方块再进行多次分隔剔除后形成的。留下子方块区域为密封槽区，剔除区域为密封堰区。流体经密封端面10由高压侧向低压侧流动时，流体流过错综布置的织构化方形槽1的密封槽区和密封堰区，经过多次扰流而增加泄漏流体流动阻力，从而节流阻漏，减小泄漏量；并且流体沿密封端面10周向和径向由织构化方形槽1的密封堰区流至密封槽区时，由于流道扩展和流动损失而使流体压力降低；当压力降低至空化压力时便发生空化，达到增强密封端面10流体动压效应的目的。通过在密封端面10上开设基于分形几何的织构化方形槽，形成“迷宫效应”降速降压，扩大密封端面10的空化区域，达到增强密封端面10流体动压效应且减小泄漏量的效果，使得机械密封在保证本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有织构化方形槽的机械密封端面结构，其特征在于，包括：/n密封端面，其用于实现密封，在所述密封端面的周向上设有多个织构化方形槽；/n所述织构化方形槽为将正方形分隔为九宫格、且剔除位于正方形四边中部的四个子方块、并留下位于正方形四角和中心的五个子方块形成的，位于中心的子方块与位于四角的子方块相连通。/n

【技术特征摘要】
1.一种具有织构化方形槽的机械密封端面结构，其特征在于，包括：
密封端面，其用于实现密封，在所述密封端面的周向上设有多个织构化方形槽；
所述织构化方形槽为将正方形分隔为九宫格、且剔除位于正方形四边中部的四个子方块、并留下位于正方形四角和中心的五个子方块形成的，位于中心的子方块与位于四角的子方块相连通。


2.根据权利要求1所述的具有织构化方形槽的机械密封端面结构，其特征在于，所述织构化方形槽为将所述子方块再进行多次分隔剔除后形成的。


3.根据权利要求2所述的具有织构化方形槽的机械密封端面结构，其特征在于，所述正方形的分割阶数取值范围为2~15。


4.根据权利要求1所述的具有织构化方形槽的机械密封端面结构，其特征在于，所述正方形的边长分为三等分形成所述九宫格。


5.根据权利要求1所述的具有织构化方形槽的机械密封端面结构，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振涛，曲耀朋，曹生照，孙德超，祝清单，朱昆仑，赵伟龙，
申请(专利权)人：东营海森密封技术有限责任公司，
类型：新型
国别省市：山东;37