一种适用于三相密封的莱洛三角形槽型密封环制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于三相密封的莱洛三角形槽型密封环，包括密封环端面，所述密封环端面环形均布若干动压槽，所述动压槽在密封环端面的投影呈莱洛三角形。本实用新型专利技术提供一种适用于三相密封的莱洛三角形槽型密封环，以解决现有技术中非接触式机械密封环不适用于液体介质中含有气、固相时的动压密封问题，实现使液体介质中的杂质不易沉积，同时增强端面流体泵送效应稳定性的目的。强端面流体泵送效应稳定性的目的。强端面流体泵送效应稳定性的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于三相密封的莱洛三角形槽型密封环


[0001]本技术涉及流体动密封领域，具体涉及一种适用于三相密封的莱洛三角形槽型密封环。

技术介绍

[0002]非接触式液膜上游泵送机械密封旋转环在高速运转时，液体介质通过端面流体动压槽旋转时产生的上游泵送效应，把少量密封低压侧液体增压泵送至高压侧，并在密封端面形成一层完整的液膜。这层稳定的液膜不仅完全阻塞了高压侧被密封介质的泄漏，而且起到对摩擦副的润滑作用，这大大降低了密封装置的磨损消耗。在一般的液体密封介质中往往含有气相，甚至含有一些固体颗粒杂质，使得目前已有的窄端面密封槽型结构用于气
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固三相时，往往泵送效果较差且易于失效，其主要原因可归结于如下两个方面：首先，当前用于液膜动压密封的槽型为以螺旋槽为首的窄槽、液体介质中含有固体颗粒时，易于形成杂质沉积，若杂质不能及时被清理，沉积的杂质将致使动压槽阻塞或密封面损伤，从而使泵送效应丧失或增大密封装置的磨损消耗，将严重影响密封稳定运行；其次，密封介质从低压侧到高压侧的泵送过程中，由于压差的变化易导致三相流体膜内气液两相之间发生相互转变，同时由于窄槽的作用，使得三相流体膜泵送效应极不稳定，容易引起动、静环之间碰摩，严重时可直接导致密封面损伤失效。因此，现有技术中非接触式液膜机械密封环不适用于液体介质中含有气、固相时的动压密封。

技术实现思路

[0003]本技术提供一种适用于三相密封的莱洛三角形槽型密封环，以解决现有技术中非接触式机械密封环不适用于液体介质中含有气、固相时的动压密封问题，实现使液体介质中的杂质不易沉积，同时增强端面流体泵送效应稳定性的目的。
[0004]本技术通过下述技术方案实现：
[0005]一种适用于三相密封的莱洛三角形槽型密封环，包括密封环端面，所述密封环端面环形均布若干动压槽，所述动压槽在密封环端面的投影呈莱洛三角形。
[0006]现有技术中，当液体密封介质中含有气相与固相时，用于液膜动压密封的密封环上动压槽内容易沉积固体颗粒杂质致使动压槽阻塞或密封面损伤，且容易因气液两相之间发生相态转变使得三相流体膜泵送效应极不稳定，为此，本技术提出一种适用于三相密封的莱洛三角形槽型密封环，本密封环在密封端面环形均布若干动压槽，其中，动压槽在密封环端面的投影呈莱洛三角形，即动压槽的平面槽型呈莱洛三角形状。莱洛三角形(Reuleaux triangle)，是分别以正三角形的顶点为圆心，以其边长为半径作圆弧，由这三段圆弧组成的曲边三角形。本申请中使用莱洛三角形结构的动压槽，其有益效果包括：首先，由于莱洛三角形槽型结构的开槽区域面积较大，加之杂质由于泵送效应随流体被泵送至密封端面外，所以能够使被密封介质中的杂质不易沉积，解决了现有技术液体介质中固相颗粒沉积的问题；其次，传统的上游泵送密封结构，大部分按窄槽理论设计(如螺旋槽)，
在泵送效应下流体膜内压力剧烈变化，容易诱发流体膜内气液两相之间发生相态转变，这将使得流体膜泵送效应极不稳定，容易引起动、静环之间碰摩，严重时可直接导致密封面损伤失效，而本申请中莱洛三角形动压槽具有定宽性，流体介质流入动压槽时能够得到稳定缓冲，而且莱洛三角形的边是具有收敛性的圆弧，使其泵送效应增强，这些优点可使莱洛三角形槽产生良好的泵送效果，并能够有效抵抗三相流体介质在泵送过程中由于气液两相之间发生相态转变而导致的流体膜不稳定现象；最后，莱洛三角形槽型结构具有对称性，因此适用于存在反转的旋转机械，适用范围较广、用途灵活。综上，本申请特别适用于含气
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固三相介质的液体密封，不过这并不表示本申请不适用于常规单向密封环境下使用。当然，本申请使用时，莱洛三角形动压槽的开槽参数根据具体的密封环结构参数、密封运行的工况参数进行设计。
[0007]进一步的，所述动压槽开口于密封环端面的低压侧。液体密封中密封环内外两侧分别为低压侧、高压侧，本申请并不对其高低压侧的分布进行具体限定，外高内低或外低内高两种工况下均可使用本申请技术方案：当低压侧在内时，动压槽开口于密封环端面的内侧，即沿内径开口；当低压侧在外时，动压槽开口于密封环端面的外侧，即沿外径开口。
[0008]进一步的，所述动压槽的开口尺寸为2～8mm。本开口尺寸范围能够满足本申请在绝大多数工况下的使用需求。
[0009]进一步的，所述动压槽的开口位于莱洛三角形的边或角。即莱洛三角形动压槽可在一侧边或在一拐角处在密封环的内径或外径开口，本方案中无论在莱洛三角形的边或角处开口均能够实现本申请中固体杂质不易沉积、流体膜性能稳定的效果。
[0010]进一步的，所述动压槽为等深槽。本方案中等深槽即动压槽内各处槽深相等，等深槽适用于密封参数及密封要求不高的工况下使用，能够便于动压槽的加工开设。
[0011]进一步的，所述动压槽为不等深槽。本方案中不等深槽是指动压槽内深度并非各处相等，不等深槽能够形成更好的泵送效应。
[0012]进一步的，所述动压槽沿径向从低压侧到高压侧逐渐变浅，以便形成收敛间隙，能够使得流体介质流入动压槽时得到更有效的压缩，使莱洛三角形槽产生更好的泵送效果。
[0013]进一步的，所述动压槽的槽深为5～20μm，即莱洛三角形槽的最大深度位于5～20μm的范围之间，能够满足本申请在绝大多数工况下的使用需求。
[0014]进一步的，8～24个动压槽在密封环端面环形均布。本方案将动压槽个数限定在8～24个的范围内，避免槽数过少或过多导致泵送效应不佳的问题。
[0015]进一步的，所述莱洛三角形的边长为4～12mm。本方案中莱洛三角形的边长，是指该莱洛三角形对应的正三角形的边长，4～12mm的范围能够满足本申请在绝大多数工况下的使用需求。
[0016]本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0017]1、本技术一种适用于三相密封的莱洛三角形槽型密封环，采用了莱洛三角形动压槽，由于莱洛三角形槽型结构的开槽区域面积较大，加之杂质由于泵送效应随流体被泵送至密封端面外，所以能够使被密封介质中的杂质不易沉积，解决了现有技术液体介质中固相颗粒沉积的问题。
[0018]2、传统的上游泵送密封结构，大部分按窄槽理论设计(如螺旋槽)，在泵送效应下流体膜内压力剧烈变化，容易诱发流体膜内气液两相之间发生相态转变，这将使得流体膜
泵送效应极不稳定，容易引起动、静环之间碰摩，严重时可直接导致密封面损伤失效，而本申请中莱洛三角形动压槽具有定宽性，流体介质流入动压槽时能够得到稳定缓冲，而且莱洛三角形的边是具有收敛性的圆弧，使其泵送效应增强，这些优点可使莱洛三角形槽产生良好的泵送效果，并能够有效抵抗三相流体介质在泵送过程中由于气液两相之间发生相态转变而导致的流体膜不稳定现象。
[0019]3、本技术一种适用于三相密封的莱洛三角形槽型密封环，适用于存在反转的旋转机械，适用范围较广、用途灵活。
附图说明
[0020]此处所说明的附图用来本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于三相密封的莱洛三角形槽型密封环，包括密封环端面(2)，其特征在于，所述密封环端面(2)环形均布若干动压槽(1)，所述动压槽(1)在密封环端面(2)的投影呈莱洛三角形。2.根据权利要求1所述的一种适用于三相密封的莱洛三角形槽型密封环，其特征在于，所述动压槽(1)开口于密封环端面(2)的低压侧。3.根据权利要求2所述的一种适用于三相密封的莱洛三角形槽型密封环，其特征在于，所述动压槽(1)的开口尺寸为2～8mm。4.根据权利要求2所述的一种适用于三相密封的莱洛三角形槽型密封环，其特征在于，所述动压槽(1)的开口位于莱洛三角形的边或角。5.根据权利要求1所述的一种适用于三相密封的莱洛三角形槽型密封环，其特征在于，所述动压...

【专利技术属性】
技术研发人员：严如奇，王蕊霞，徐洁，丁俊华，陈汉卿，王世鹏，丁雪兴，张伟政，
申请(专利权)人：兰州理工大学，
类型：新型
国别省市：