[发明专利]可双向旋转的螺旋槽端面密封装置

说明书

本发明涉及旋转轴的密封装置，特别涉及一种可双向旋转的螺旋槽端面密封装置，用于各种压缩机、膨胀机、泵、反应釜搅拌器等旋转机械的旋转轴的密封。

可双向旋转的螺旋槽端面密封已有报道，如中国专利98218316.X“可双向旋转的双列双叶螺旋槽端面密封”、美国专利5090712等。它们都是在相互贴合的旋转环(简称动环)密封端面和静止环(简称静环)密封端面中的至少一个上具有动压槽，动压槽的几何形状是上述发明的核心技术，当旋转机械的旋转轴带动固定在其上的动环旋转时，由于动压槽的动压效应，将进入该槽的密封流体(气体或者液体)的压力升高，该压力作用在相互贴合的动、静环密封端面上，将这两个面推开，使之脱离接触，并在两个面之间形成连续、稳定的密封流体的薄膜，该薄膜具有一定的承载能力和刚度，由于密封流体的压力高于被密封流体的压力，有少量的密封流体沿此薄膜进入被密封流体内，即可以起到润滑和冷却的作用，又能防止被密封的流体的泄漏，达到密封的目的。良好的动压槽能保证密封装置在旋转轴正向旋转、逆向旋转时都能达到上述功能。

本发明的目的在于提出一种新型可双向旋转的螺旋槽端面密封装置，当该装置的动环随旋转轴正向旋转或者逆向旋转时，在动、静环密封端面之间均可形成连续、稳定的密封流体薄膜，该薄膜具有更大的承载能力和刚度，有效地实现双向旋转条件下的非接触密封。

本发明的目的是这样实现的：一种可双向旋转的螺旋槽端面密封装置，包括密封腔体、动环、静环、副密封圈、弹性组件、固定组件；旋转机械的机壳与旋转轴之间构成安装密封装置的空间，密封腔体置于旋转机械的机壳内，旋转轴穿过密封腔体的孔，固定元件将环形的动环固定在旋转轴上，环形的静环与动环对峙，弹性组件位于密封腔体及静环之间，使静环与动环的端面相互贴合，两个相互贴合的端面均为环形的密封端面，副密封圈安装在静环与弹性组件之间；其特征是：上述动环和静环密封端面中的至少一个上具有螺旋槽组，该螺旋槽组沿密封端面的圆周方向分布，每个螺旋槽组包括径向的供气槽以及在供气槽左、右侧分布的螺旋槽，螺旋槽在半径方向上至少有三列，每二列之间是不开槽的台。

本发明的优点是：旋转轴正向或者逆向旋转时螺旋槽组的动压效应所形成的流体薄膜的承载能力和刚度较大，特别适用于可双向旋转的干式气体密封。

附图说明：

图1是本发明的可双向旋转的螺旋槽端面密封装置的纵向剖视图

图2是图1中的密封端面上螺旋槽组的示意图

图3是图1中的密封端面上另一种螺旋槽组的示意图

现结合实施例对本发明进行详细说明。

图1是本发明的可双向旋转的螺旋槽端面密封装置的纵向剖视图。该密封装置包括密封腔体、动环、静环、副密封圈、弹性组件、固定组件。旋转机械的机壳1与旋转轴2之间构成安装密封的空间，桶形的密封腔体3横向置于旋转机械的机壳1内，旋转轴2穿过密封腔体3的孔；固定组件4将环形的动环5固定在旋转轴2上，环形的静环6与动环5对峙，弹性组件7位于密封腔体3及静环6之间，在弹性组件的弹力作用下使静环6与动环5相互贴合，两个相互贴合面分别为环形密封端面8、9，副密封圈10安装在静环6与弹性组件7之间，防止密封流体11在此处的泄漏；固定在密封腔体3上的销钉12用来防止静环6转动，但允许其轴向移动。本发明的特征是：上述动环5和静环6的密封端面8、9中的至少一个上具有螺旋槽组，本实施例中螺旋槽组设置在动环密封端面8上，该螺旋槽组沿密封端面的圆周方向分布(参见图2和图3)，每个螺旋槽组包括供气槽E，供气槽E的左、右两侧有螺旋槽，所谓螺旋槽就是在密封端面上加工的浅槽，该槽的外观型线是对数螺旋线，或者是阿基米德螺旋线、二次曲线、直线。螺旋槽在半径方向上至少有三列，本实施例中只有三列，其中槽g₁和g₁′为第一列、槽g₂和g₂′为第二列、槽g₃和g₃′为第三列。每二列之间是不开槽的台，槽g₁、g₂之间是左第一台r₁，槽g₁′、g₂′之间是右第一台r₁′，槽g₂、g₃之间是左第二台r₂，槽g₂′、g₃′之间是右第二台r₂′等等。