專利名稱：用于雙向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壓式泵用干氣密封裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及機(jī)械密封技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及用于雙向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壓式泵用干氣密封裝置。
背景技術(shù)：
目前，可雙向旋轉(zhuǎn)的螺旋槽端面密封，如中國(guó)專利98218316.X“可雙向旋轉(zhuǎn)的雙列雙葉螺旋槽端面密封”、01102213. 2 “可雙向旋轉(zhuǎn)的螺旋槽端面密封裝置”、美國(guó)專利5090712等。它們都是在相互貼合的旋轉(zhuǎn)環(huán)(簡(jiǎn)稱動(dòng)環(huán))密封端面和靜止環(huán)(簡(jiǎn)稱靜環(huán))密封端面上具有至少一個(gè)動(dòng)壓槽，動(dòng)壓槽的幾何形狀是上述發(fā)明的核心技術(shù)。當(dāng)旋轉(zhuǎn)機(jī)械的旋轉(zhuǎn)軸帶動(dòng)固定在其上的動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于動(dòng)壓槽的流體動(dòng)壓效應(yīng)，將進(jìn)入該槽的密封氣體進(jìn)行壓縮，使其壓力升高，該壓力作用在相互貼合的動(dòng)、靜環(huán)密封端面上，將這兩個(gè)面推開(kāi)，使之脫離接觸，并在兩個(gè)面之間形成連續(xù)、穩(wěn)定的一層薄薄的氣膜，該氣膜具有一定的承載能力和剛度。由于動(dòng)、靜環(huán)密封面間的氣膜有一定厚度，有少量的密封氣體沿此氣膜從密封的高壓側(cè)泄漏到低壓側(cè)，可以起到潤(rùn)滑和冷卻的作用，又能抑制密封氣體的大量泄漏，達(dá)到密封的目的。但現(xiàn)有的密封裝置只適用于密封面外側(cè)壓力高于密封面內(nèi)側(cè)壓力(即外壓式)的情況，而沒(méi)有適用于密封面內(nèi)側(cè)壓力高于密封面外側(cè)壓力(即內(nèi)壓式)的情況。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種用于雙向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壓式泵用干氣密封裝置。本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是用于雙向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壓式泵用干氣密封裝置，包括旋轉(zhuǎn)軸、機(jī)殼、密封腔體、靜環(huán)、動(dòng)環(huán)和彈性元件，所述的旋轉(zhuǎn)軸穿過(guò)密封腔體的孔，動(dòng)環(huán)通過(guò)固定組件固定在旋轉(zhuǎn)軸上，靜環(huán)與動(dòng)環(huán)的密封端面貼合，彈性元件位于密封腔體與推環(huán)之間，推環(huán)與靜環(huán)的背面貼合，推環(huán)與靜環(huán)之間安裝有密封圈，密封腔體上固定安裝有圓柱銷(xiāo)，密封腔體置于機(jī)殼內(nèi)，所述的靜環(huán)或動(dòng)環(huán)的密封端面上設(shè)有槽組，槽組分布在圓周方向，每個(gè)槽組包括供氣槽和動(dòng)壓槽，動(dòng)壓槽分布在供氣槽的左右兩側(cè)。所述動(dòng)壓槽的圓弧為內(nèi)凹或者為外凸。所述的左側(cè)和右側(cè)動(dòng)壓槽的角度相等，角度為10-60°。所述的供氣槽寬度為3_8mm。所述供氣槽的兩個(gè)側(cè)壁重合通過(guò)密封端面圓心的二條射線或兩條平行的徑向線段。所述供氣槽深度從內(nèi)徑向外徑方向槽深逐漸變淺，供氣槽深度為4-25 μ m。所述槽組在圓周方向所占角度與兩個(gè)槽組之間未開(kāi)槽部分在圓周方向所占角度比值為1-4。所述左側(cè)和右側(cè)動(dòng)壓槽深度沿圓周方向從供氣槽分別向左側(cè)和右側(cè)動(dòng)壓槽方向，槽深度逐漸變淺，動(dòng)壓槽深度為2-10 μ m。所述供氣槽靠近內(nèi)徑側(cè)部分的徑向長(zhǎng)度與動(dòng)壓槽部分的徑向長(zhǎng)度的比值為O.1-2。所述槽組的徑向長(zhǎng)度與未開(kāi)槽的平面部分在徑向所占高度比值為O. 5-2. 5。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組裝緊湊，密封性好，承載能力強(qiáng)，加工制作方便，可雙向旋轉(zhuǎn)密封，使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于各種含固體的離心泵、螺桿泵、回轉(zhuǎn)泵等旋轉(zhuǎn)軸的密封。


圖I是本發(fā)明示意 圖2是本發(fā)明動(dòng)壓槽圓弧為內(nèi)凹的槽組示意 圖3是本發(fā)明動(dòng)壓槽圓弧為外凸的槽組示意圖。其中1、旋轉(zhuǎn)軸2、機(jī)殼3、密封腔體4、靜環(huán)5、動(dòng)環(huán)6、彈性元件7、推環(huán)8、圓柱銷(xiāo)9、密封圈10、固定組件11、供氣槽12、動(dòng)壓槽。
具體實(shí)施例方式如圖I-圖3所示，用于雙向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壓式泵用干氣密封裝置，包括旋轉(zhuǎn)軸I、機(jī)殼2、密封腔體3、靜環(huán)4、動(dòng)環(huán)5和彈性元件6，所述的旋轉(zhuǎn)軸I穿過(guò)密封腔體3的孔，動(dòng)環(huán)5通過(guò)固定組件10固定在旋轉(zhuǎn)軸I上，靜環(huán)4與動(dòng)環(huán)5的密封端面貼合，彈性元件6位于密封腔體3與推環(huán)7之間，推環(huán)7與靜環(huán)4的背面貼合，推環(huán)7與靜環(huán)4之間安裝有密封圈9，防止被密封流體通過(guò)此處泄漏，密封腔體3上固定安裝有圓柱銷(xiāo)8，用來(lái)防止靜環(huán)4轉(zhuǎn)動(dòng)，但允許其軸向移動(dòng)，密封腔體3置于機(jī)殼2內(nèi)，所述的靜環(huán)4或動(dòng)環(huán)5的密封端面上設(shè)有槽組，槽組分布在圓周方向，每個(gè)槽組包括供氣槽11和動(dòng)壓槽12，動(dòng)壓槽12分布在供氣槽11的左右兩側(cè)；所述動(dòng)壓槽12的圓弧為內(nèi)凹或者為外凸；動(dòng)壓槽12就是在密封端面上加工的淺槽，側(cè)壁的外觀型線可以是圓弧線、對(duì)數(shù)螺旋線，或者是阿基米德螺旋線、二次曲線、直線；左側(cè)動(dòng)壓槽12與右側(cè)動(dòng)壓槽12的角度的絕對(duì)值相等，但方向相反，一側(cè)為正角，另一側(cè)為負(fù)角，上述動(dòng)壓槽12外觀型線的曲線上，某一點(diǎn)的切線與過(guò)該點(diǎn)的密封端面的同心圓的切線之間的夾角，角度的絕對(duì)值I α =10-60° ;動(dòng)壓槽12以供氣槽11為對(duì)稱軸，在其兩側(cè)分布，供氣槽11左側(cè)的動(dòng)壓槽12與右側(cè)的動(dòng)壓槽12是對(duì)稱的，左側(cè)的動(dòng)壓槽12所占圓周方向的夾角β I與右側(cè)的動(dòng)壓槽12所占圓周方向的夾角β2相等，β I = β 2;所述的供氣槽11寬度S為3-8mm ;所述供氣槽11的兩個(gè)側(cè)壁重合通過(guò)密封端面圓心的二條射線或兩條平行的徑向線段；所述供氣槽11深度從內(nèi)徑向外徑方向槽深逐漸變淺，供氣槽11深度為4-25 μ m，供氣槽11的深度也可以相等；所述左側(cè)和右側(cè)動(dòng)壓槽12深度沿圓周方向從供氣槽11分別向左側(cè)和右側(cè)動(dòng)壓槽12方向，槽深度逐漸變淺，動(dòng)壓槽12深度為2-10 μ m，全部動(dòng)壓槽12的深度也可以相等；所述供氣槽11外側(cè)部分的徑向長(zhǎng)度(Rd-Ri)與動(dòng)壓槽12部分的徑向長(zhǎng)度(Rg-Rd)的比值=(Rd-Ri)/ (Rg-Rd)=O. 1-2 ;每個(gè)槽組在圓周方向所占角度為β，β = β +β 2，兩組槽組之間未開(kāi)槽的平面部分在圓周方向所占角度為γ，β /Y = 1-4 ;靜環(huán)4、動(dòng)環(huán)5的兩個(gè)密封端面相互貼合部分的外徑為Ro，內(nèi)徑為Ri，槽根半徑為Rg，動(dòng)壓槽12與供氣槽11交點(diǎn)半徑為Rd，槽組在徑向所占高度(Rg-Ri)與未開(kāi)槽的平面部分及壩區(qū)在徑向所占高度(Ro-Rg)比值=(Rg-Ri) / (Ro-Rg) = O. 5-2. 5 ;根據(jù)靜環(huán)4、動(dòng)環(huán)5尺寸的不同槽組(S卩β角所占區(qū)域)的數(shù)量也不同，尺寸越大則槽組數(shù)量越多，本實(shí)施例槽組數(shù)量為8組。
在內(nèi)徑側(cè)壓力高于外徑側(cè)壓力的 工況下，無(wú)論旋轉(zhuǎn)軸正向旋轉(zhuǎn)，或者逆向旋轉(zhuǎn)，本發(fā)明都可以在靜環(huán)4、動(dòng)環(huán)5密封端面之間形成連續(xù)穩(wěn)定的流體薄膜。
權(quán)利要求
1.用于雙向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壓式泵用干氣密封裝置，包括旋轉(zhuǎn)軸(I)、機(jī)殼(2)、密封腔體(3)、靜環(huán)(4)、動(dòng)環(huán)(5 )和彈性元件(6 )，所述的旋轉(zhuǎn)軸(I)穿過(guò)密封腔體(3 )的孔，動(dòng)環(huán)(5 )通過(guò)固定組件(10)固定在旋轉(zhuǎn)軸(I)上，靜環(huán)(4)與動(dòng)環(huán)(5)的密封端面貼合，彈性元件(6)位于密封腔體(3 )與推環(huán)(7 )之間，推環(huán)(7 )與靜環(huán)(4)的背面貼合，推環(huán)(7 )與靜環(huán)(4)之間安裝有密封圈(9 )，密封腔體(3 )上固定安裝有圓柱銷(xiāo)(8 )，密封腔體(3 )置于機(jī)殼(2 )內(nèi)，其特征在于所述的靜環(huán)(4)或動(dòng)環(huán)(5)的密封端面上設(shè)有槽組，槽組分布在圓周方向，每個(gè)槽組包括供氣槽(11)和動(dòng)壓槽(12 )，動(dòng)壓槽(12 )分布在供氣槽(11)的左右兩側(cè)。
2.如權(quán)利要求I所述的用于雙向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壓式泵用干氣密封裝置，其特征在于所述動(dòng)壓槽(12)的圓弧為內(nèi)凹或者為外凸。
3.如權(quán)利要求I所述的用于雙向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壓式泵用干氣密封裝置，其特征在于所述的左側(cè)和右側(cè)動(dòng)壓槽(12)的角度相等，角度為10-60°。
4.如權(quán)利要求I所述的用于雙向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壓式泵用干氣密封裝置，其特征在于所述的供氣槽(11)寬度為3-8mm。
5.如權(quán)利要求I所述的用于雙向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壓式泵用干氣密封裝置，其特征在于所述供氣槽(11)的兩個(gè)側(cè)壁重合通過(guò)密封端面圓心的二條射線或兩條平行的徑向線段。
6.如權(quán)利要求I所述的用于雙向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壓式泵用干氣密封裝置，其特征在于所述供氣槽(11)深度從內(nèi)徑向外徑方向槽深逐漸變淺，供氣槽(11)深度為4-25 u m。
7.如權(quán)利要求I所述的用于雙向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壓式泵用干氣密封裝置，其特征在于所述槽組在圓周方向所占角度與兩個(gè)槽組之間未開(kāi)槽部分在圓周方向所占角度比值為1-4。
8.如權(quán)利要求I所述的用于雙向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壓式泵用干氣密封裝置，其特征在于所述左側(cè)和右側(cè)動(dòng)壓槽(12)深度沿圓周方向從供氣槽(11)分別向左側(cè)和右側(cè)動(dòng)壓槽(12)方向，槽深度逐漸變淺，動(dòng)壓槽(12)深度為2-10 iim。
9.如權(quán)利要求I所述的用于雙向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壓式泵用干氣密封裝置，其特征在于所述供氣槽(11)靠近內(nèi)徑側(cè)部分的徑向長(zhǎng)度與動(dòng)壓槽(12)部分的徑向長(zhǎng)度的比值為0. 1-2。
10.如權(quán)利要求I所述的用于雙向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壓式泵用干氣密封裝置，其特征在于所述槽組的徑向長(zhǎng)度與未開(kāi)槽的平面部分在徑向所占高度比值為0. 5-2. 5。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了用于雙向旋轉(zhuǎn)內(nèi)壓式泵用干氣密封裝置，包括旋轉(zhuǎn)軸、機(jī)殼、密封腔體、靜環(huán)、動(dòng)環(huán)和彈性元件，所述的旋轉(zhuǎn)軸穿過(guò)密封腔體的孔，動(dòng)環(huán)通過(guò)固定組件固定在旋轉(zhuǎn)軸上，靜環(huán)與動(dòng)環(huán)的密封端面貼合，彈性元件位于密封腔體與推環(huán)之間，推環(huán)與靜環(huán)的背面貼合，推環(huán)與靜環(huán)之間安裝有密封圈，密封腔體上固定安裝有圓柱銷(xiāo)，密封腔體置于機(jī)殼內(nèi)，所述的靜環(huán)或動(dòng)環(huán)的密封端面上設(shè)有槽組，槽組分布在圓周方向，每個(gè)槽組包括供氣槽和動(dòng)壓槽，動(dòng)壓槽分布在供氣槽的左右兩側(cè)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，組裝緊湊，密封性好，承載能力強(qiáng)，加工制作方便，可雙向旋轉(zhuǎn)密封，使用范圍廣等優(yōu)點(diǎn)，特別適用于各種含固體的離心泵、螺桿泵、回轉(zhuǎn)泵等旋轉(zhuǎn)軸的密封。
文檔編號(hào)F16J15/34GK102619742SQ20121005798
公開(kāi)日2012年8月1日 申請(qǐng)日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者楊慧霞 申請(qǐng)人:大連華陽(yáng)光大密封有限公司