一种实现零泄漏非接触的多端面组合式机械密封.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103557334103557334A(43)申请公布日2014.02.05(21)申请号201310563469.1(22)申请日2013.11.14(71)申请人江苏大学地址212013江苏省镇江市京口区学府路301号江苏大学(72)发明人陈汇龙吴强波刘志斌左木子徐成(51)Int.Cl.F16J15/34(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书3页说明书3页附图2页附图2页(54)发明名称一种实现零泄漏非接触的多端面组合式机械密封(57)摘要本发明提供了一种动环与静环之间具有多端面并通过微凹腔、间隙通道、泵送槽的组合作用，实现零泄漏、非接触的机械密封。这种机械密封摩擦副的不同端面上分别开设一些微凹腔或泵送槽，利用微凹腔和泵送槽的动压效应实现非接触，利用不同端面间的间隙通道(或带有迷宫)降低泄漏介质的压力，利用泵送槽的泵送效应减少泄漏量或达到零泄漏。本发明的优点在于利用不同端面的表面微造型结构和间隙通道的组合实现零泄漏、非接触，改善运行过程中的润滑性能。同时，通过不同端面的不同密封间隙实现良好的开、停车密封，对减少机械密封的热变形和防颗粒磨损也有一定的效果，适用于一切液体介质的高参数机械密封领域。CN103557334ACN103574ACN103557334A权利要求书1/1页1.一种实现零泄漏非接触的多端面组合式机械密封，其特征在于：在机械密封摩擦副径向设置多端面并分别开设微凹腔、泵送槽，使动、静环实现多端面密封。2.根据权利要求1所述的实现零泄漏非接触的多端面组合式机械密封，其特征在于：凹腔沿周向和径向呈均匀分布，凹腔可以是三角形、矩形、六边形、圆形、圆弧截面等，微孔栏数为n＝12～30，其周向开孔长度比径向开孔长度比γ＝0.4～0.8，所开微孔深度h＝5～20μm，所开微孔半径r＝20～50μm。3.根据权利要求1所述的实现零泄漏非接触的多端面组合式机械密封，其特征在于：泵送槽的槽型可以是螺旋线型、圆弧线型、斜线型、T字型、人字型，其槽开在端面内径，槽深为5～10μm，槽数为6～20个。4.根据权利要求1所述的实现零泄漏非接触的多端面组合式机械密封，其特征在于：泵送槽、凹腔可以开在动环端面或静环端面，动环和静环可以相互嵌套。2CN103557334A说明书1/3页一种实现零泄漏非接触的多端面组合式机械密封技术领域[0001]本发明涉及多端面机械密封设计技术领域，具体是指一种考虑停车密封、实现零泄漏、非接触的新型多端面机械密封结构，目的在于获得理想的密封效果和最大程度上减少变形以及磨损。背景技术[0002]随着工业技术的发展，对机械密封的性能要求越来越高，在一些高压、高速、高温等工况下，特别是一些航空航天、核电站、石油化工等领域，要求机械密封实现零泄漏、变形小、寿命长。能源的急剧消耗和严格的环保目标，使得提高机械密封的稳定性和寿命成为机械密封制造领域深受关注和重视的课题。[0003]为了实现机械密封的零泄漏和延长机械密封使用寿命，目前的研究主要是通过密封端面的表面微造型和组合密封实现“非接触”和“零泄漏”，并取得了一定的成效。如：以色列教授Etsion.I在Modelformechanicalsealswithregularmicrosurfacestructure.TribologyTransactions.39(3)：677-683(1996)一文中提出在机械密封端面加工微观凹腔，能够产生动压效应，改善润滑状态；中国专利200710067282.7提出一种在动环或静环开设变分布微孔的机械密封结构，微孔大小不等，在密封端面呈中心对称分布，增加动压效应，但是微凹腔的泵送能力较弱，无法解决泄漏问题，而且不能解决开机、停车时的干摩擦问题；中国专利101701585A、2534428Y、96216242.6等公布了不同结构的上游泵送机械密封环，其泵送能力和动压效应，能够减少泄漏量，降低磨损程度，延长密封副的使用寿命，但是开机时的瞬间开启能力和停车时的磨损依然没有得到有效的解决；中国专利200510038704.9公开了一种槽腔耦合的端面机械密封，在机械密封的动环或者是静环上开设微腔和泵送槽，这两种造型的结合使得机械密封的流体动压效应和上游泵送效应更为显著，但对于开机时的润滑状况改善效果仍然还不够明显。[0004]中国专利200620040216.1公布了一种螺旋组合机械密封装置，在轴套内壁设有花键、密封槽、外壁设有螺旋槽，能够减少密封腔介质的工作压力，改善工作效果，延长使用寿命；中国专利201310015689.0公布了一种多端面组合机械密封，通过在静环设有多个与注水孔连通的流道孔以及与流道孔连通的一道或多道第一