【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流体密封，特别是涉及一种适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构。
技术介绍
1、目前常见的槽型密封结构，是利用静压效应和流体动压产生承载力，并利用反向槽的泵送效应。其中，密封端面间形成一定的几何形状，压力流体在端面的压力降会产生流体静压效应，静压效应只有压力相关，而与转速无关；对于反向槽结构的密封，其堰区的切向夹角引起槽区的流体流动产生动压效应，产生附加压力，继而产生承载力，产生动压效应。依靠静压效应工作的密封，其优势是在零转速下也可以实现端面打开，并且膜厚相对较大，可以有利于一些颗粒杂质的排出；但是依靠动压效应工作的密封装置需要在一定转速下才能实现端面的开启，而在端面未开启前，会存在密封端面的磨损的问题，从而影响了密封装置的寿命。目前的机械密封在工程应用当中不能兼顾磨损和低泄漏的优点，易出现以下两种情况：一是能够做到低泄漏，但磨损较严重，密封的寿命较短的情况；二是出现磨损减小，但泄漏率高的情况。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术的一个目的在于提出一种适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，能同时兼顾密封端面泄漏率低和磨损量小的优点，使用寿命长，适合使用激光加工。
2、根据本专利技术实施例的适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，包括设置在密封环端面上的呈中心对称分布的双列槽型结构，所述双列槽型结构包括多个扇形主槽和多个反向槽，多个所述扇形主槽位于所述密封环端面的高压侧，每个所述扇形主槽自高
3、本专利技术实施例的适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面密封端面结构的工作原理为：在动环在静止状态或者正常运行状态时，由于密封环端面上高压侧设有多个扇形主槽，每个扇形主槽自高压侧向低压侧收敛，且每个扇形主槽包含自高压侧向低压侧分布的多个阶梯槽，高压流体可以通过密封环上的阶梯槽进入密封环端面，可以有效地产生并增强静压效应，使得动环与静环之间的流体膜厚增厚，从而有效地避免动环端面和静环端面的摩擦磨损。泄漏的流体通过阶梯槽进入密封环端面中，流进密封环端面的反向槽中，当动环转动时，反向槽在第二坝区和第二堰区的节流作用下，对流体进行径向以及切向泵送，使得低压侧的流体压力升高，从而可以有效地减小密封泄漏，同时维持一个相对较大的流体膜厚，避免密封环之间发生碰磨，并具有良好的刚度，并且随着转速的增大，低压侧的反向泵送效果增强，泄漏率反而会得到进一步减小。
4、根据本专利技术实施例的适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，通过结合流体动压效应和流体静压效应，一方面，在动环在静止状态或者正常运行状态时，可以获得较大膜厚的流体膜，能有效地避免动环端面和静环端面的摩擦磨损，从而延长了密封装置的使用寿命，另一方面，通过低压侧的反向槽的反向泵送作用，抑制了密封装置的泄漏，有效地减小了密封泄漏率，从而很好地实现密封效果。因此，本专利技术实施例的适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，适用于低转速的工况，可以实现零转速下的端面开启，可以同时兼顾密封环端面磨损小和泄漏率低的优点，满足密封装置使用寿命长、刚度大、低泄漏的性能要求，并且适合激光加工，制造方便。
5、在一些实施例中，单个所述反向槽的尺寸小于单个所述扇形主槽的尺寸。
6、在一些实施例中，所述反向槽的径向占比为0.1～0.15，所述扇形主槽的径向占比为0.6～0.8。
7、在一些实施例中，单个所述阶梯槽的槽深为2～5μm，所述反向槽的槽深为15～25μm。
8、在一些实施例中，所述阶梯槽的径向槽壁线为直线、圆弧线或螺旋线。
9、在一些实施例中，所述螺旋线的螺旋角为80°～90°。
10、在一些实施例中，所述阶梯槽的周向槽内壁线的曲率大于或等于所述密封环的曲率。
11、在一些实施例中，所述反向槽的径向槽壁线为对数螺旋线、阿基米德螺旋线、直线或圆弧线。
12、在一些实施例中，所述扇形主槽的数量为12～24个，单个所述扇形主槽内的所述阶梯槽数量为8～12个，所述反向槽的数量为48～96个。
13、在一些实施例中，在所述密封环端面的径向方向上，在所述扇形主槽所在的圆环区与所述反向槽所在的圆环区之间形成第一坝区，在所述反向槽所在的圆环区的内侧形成第二坝区；在所述密封环端面的周向方向上，两两相邻的所述扇形主槽之间形成第一堰区，两两相邻的所述反向槽之间形成第二堰区。
14、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，其特征在于，包括设置在密封环端面上的呈中心对称分布的双列槽型结构，所述双列槽型结构包括多个扇形主槽和多个反向槽，多个所述扇形主槽位于所述密封环端面的高压侧，每个所述扇形主槽自高压侧向低压侧收敛，每个所述扇形主槽包括具有自高压侧向低压侧方向分布的且适合激光加工的多个阶梯槽，每个所述扇形主槽的深度自高压侧向低压侧方向等间距增大，多个所述反向槽位于所述密封环端面的低压侧，每个所述反向槽的深度不变。
2.根据权利要求1所述的适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，其特征在于，单个所述反向槽的尺寸小于单个所述扇形主槽的尺寸。
3.根据权利要求2所述的适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，其特征在于，所述反向槽的径向占比为0.1～0.15，所述扇形主槽的径向占比为0.6～0.8。
4.根据权利要求1所述的适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，其特征在于，单个所述阶梯槽的槽深为2～5μm，所述反向槽的槽深为15～25μm。
5.根据权利要求1所述的适合激光加工的主副双列浅槽机械密
6.根据权利要求5所述的适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，其特征在于，所述螺旋线的螺旋角为80°～90°。
7.根据权利要求1所述的适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，其特征在于，所述阶梯槽的周向槽内壁线的曲率大于或等于所述密封环的曲率。
8.根据权利要求1-7中任意一项所述的适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，其特征在于，所述反向槽的径向槽壁线为对数螺旋线、阿基米德螺旋线、直线或圆弧线。
9.根据权利要求1-7中任意一项所述的适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，其特征在于，所述扇形主槽的数量为12～24个，单个所述扇形主槽内的所述阶梯槽数量为8～12个，所述反向槽的数量为48～96个。
10.根据权利要求1-7中任意一项所述的适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，其特征在于，在所述密封环端面的径向方向上，在所述扇形主槽所在的圆环区与所述反向槽所在的圆环区之间形成第一坝区，在所述反向槽所在的圆环区的内侧形成第二坝区；在所述密封环端面的周向方向上，两两相邻的所述扇形主槽之间形成第一堰区，两两相邻的所述反向槽之间形成第二堰区。
...【技术特征摘要】
1.一种适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，其特征在于，包括设置在密封环端面上的呈中心对称分布的双列槽型结构，所述双列槽型结构包括多个扇形主槽和多个反向槽，多个所述扇形主槽位于所述密封环端面的高压侧，每个所述扇形主槽自高压侧向低压侧收敛，每个所述扇形主槽包括具有自高压侧向低压侧方向分布的且适合激光加工的多个阶梯槽，每个所述扇形主槽的深度自高压侧向低压侧方向等间距增大，多个所述反向槽位于所述密封环端面的低压侧，每个所述反向槽的深度不变。
2.根据权利要求1所述的适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，其特征在于，单个所述反向槽的尺寸小于单个所述扇形主槽的尺寸。
3.根据权利要求2所述的适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，其特征在于，所述反向槽的径向占比为0.1～0.15，所述扇形主槽的径向占比为0.6～0.8。
4.根据权利要求1所述的适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，其特征在于，单个所述阶梯槽的槽深为2～5μm，所述反向槽的槽深为15～25μm。
5.根据权利要求1所述的适合激光加工的主副双列浅槽机械密封端面结构，其特征在于，所述阶梯槽的径向槽壁线为直线、圆弧...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄伟峰，何强，胡峰铭，刘莹，刘向锋，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：
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