[实用新型]仿鲨鱼皮流线形型槽端面机械密封结构

说明书

技术领域：

本实用新型属于旋转机械的非接触式端面密封装置，适用于各种压缩机、泵和釜用搅拌器等旋转机械转轴的轴端密封装置，特别涉及可双向旋转的非接触式端面密封装置，并且适用工况广泛尤其适用于高压工况下，属于机械端面密封技术领域。 

背景技术：

轴端密封（如机械密封，填料密封，迷宫式密封等）是各种流体机械、动力机械等旋转机械中不可缺少的基础部件。目前，非接触式机械密封以其非接触、无磨损、低能耗、抗高压和高稳定性等突出特点和先进性能已成为高参数旋转式流体机械的首选轴端密封。可双向旋转的端面密封已有报导，如中国专利98103575.2“可双向旋转的双列双叶螺旋槽端面密封”、01102213.2“可双向旋转的螺旋槽端面密封装置”、200610049841.7“耐磨型机械端面密封结构”、200720106746.6“变分布多孔端面机械密封结构”和200910154418.7“一种具有跨尺度表面织构特征的液体润滑端面密封结构”，美国专利US509071、US6446976、US7194803、US7775528和US20020093141等，动压槽的几何型式和有关几何结构参数是上述实用新型的核心技术，是确保机械密封能够正、反向旋转，实现端面之间的完全非接触且同时获得优良密封性能的关键技术之一。尽管 这些流体型槽端面密封具有低摩擦功耗和优良的稳定性，但是启动性能或动压效应与气膜承载力的不理想限制了其使用范围。 

发明内容：

为了避免上述双向旋转型槽端面机械密封的不足之处，特别是密封的启动性能或动压效应与气膜承载力的不理想，本实用新型提供仿鲨鱼皮流线形型槽端面机械密封结构。 

本实用新型的技术方案： 

仿鲨鱼皮流线形型槽端面机械密封结构，包括两个机械密封环，即动环、静环，所述动环或静环中至少一个密封环的端面1上设有多组沿周向分布的仿鲨鱼皮表面皱褶外形的流线形型槽2，该流线形型槽2包括左圆弧槽21、右圆弧槽22、流线形型槽2中沿压力降方向凸台23及凸台23两侧与流线形型槽2的外轮廓线之间的左过渡部分241和右过渡部分242组成，构成外形类似鲨鱼皮表面皱褶的流线形型槽2，即仿鲨鱼皮流线形型槽。所述流线形型槽设置于端面介质高压侧，即上游；所述流线形型槽的整体轮廓沿压力降方向呈收缩形状；所述流线形型槽依照端面圆周排列成流线形型槽环带，所述流线形型槽环带内流线形型槽之间未开槽的区域为密封堰3，除流线形型槽环带外端面上未开槽的平面环带区域为密封坝4。 

进一步，所述的一种仿鲨鱼皮流线型槽端面机械密封结构当用于密封液体介质时，其流线形型槽深度h_g的取值范围为h_g=0.25～3.5 mm；当用于密封气体介质时，其流线形型槽深度h_g的取值范围为h_g=1～20μm。 

进一步，所述仿鲨鱼皮流线形型槽的凸台与其过渡部分之间均呈周向光滑波度过渡，过渡波度曲线是下列形状之一：正弦波、余弦波、斜直线波、指数波。 

所述仿鲨鱼皮流线形型槽的凸台及其过渡部分均为等高平面。 

进一步，所述仿鲨鱼皮流线形型槽的左、右圆弧槽以肋条脊形凸台中心线为中心呈对称布置。 

进一步，所述仿鲨鱼皮流线形型槽的左圆弧流线形型槽与右圆弧流线形型槽的周向尺寸或径向尺寸或轴向深度尺寸均分别相等或不等。 

进一步，所述仿鲨鱼皮流线形型槽的外轮廓型线整体形状是下列形状之一：三角形、扇形、圆弧形。 

进一步，所述仿鲨鱼皮流线形型槽的外轮廓侧壁型线是下列形状之一：螺旋线、圆弧线、直线、锯齿线。 

进一步，所述仿鲨鱼皮流线形型槽的左圆弧槽或右圆弧槽的形状可以是下列形状之一：半圆形、矩形、椭圆形。 

进一步，所述流线形型槽的下游端与型槽或型孔相连接，所述下游端型槽或型孔的几何结构尺寸均分别对应相等或不等；所述下游端型槽是圆弧槽或圆环槽，所述下游端型孔截面形状是下列形状之一：矩形、正方形、梯形、V形、U形、半圆形、椭圆形。 

与已有技术相比，本实用新型的优点和有益效果是：