[发明专利]具有曲面槽密封端面的机械密封环

权利要求书

1.具有曲面槽密封端面的机械密封环，在密封端面上沿周向等间距排布有沿径向延伸且高度低于端平面的相同形式的密封槽，其特征是所述的密封槽以深度渐增形式由径向内侧内向外延伸并开口于密封环的外周面(6)，密封槽中具有槽的任一截面部位在其所在圆周方向的展开状态均呈正弦或余弦曲线状的NURBS曲面槽(1)，各相邻NURBS曲面槽(1)各自的波谷线(4)两侧及相邻槽间的波脊线(5)两侧的槽面分别为对称分布，各相邻NURBS曲面槽(1)在其波脊线(5)处平滑过渡连续，形成沿密封环周向依次首尾相连的周期性循环的平滑连续曲面，所述NURBS曲面槽(1)的波谷线(4)与密封端平面间具有夹角(λ)，所述NURBS曲面槽(1)的波谷线(4)与密封端平面间的夹角(λ)的值为1分～10度，

其中在所述密封端面的径向内侧由内向外依次设置有一具有端平面高度的环状密封坝区(2)和一环状的锥面区(3)，所述的NURBS曲面槽(1)由锥面区(3)的径向外缘延伸并开口于密封环外周面(6)，其中：

——所述锥面区(3)与密封端平面间具有锥角(β)；

——所述密封坝区(2)外缘半径可由公式R_g＝(R_i+Ro)/(1.8～2.2)得到，式中的Rg为密封坝区(2)的径向外缘半径，Ri为密封端面的内缘半径，Ro为密封环的外周面半径；

——所述锥面区(3)与NURBS曲面槽(1)的径向宽度(l，m)之比为l:m＝(0.1～1):1；

——所述锥面区(3)和NURBS曲面槽(1)中任一位置点与端平面方向间的深度h，可分别由式①和式②表示，式中的β为锥面区(3)的锥角，λ为NURBS曲面槽(1)的波谷线(4)与密封端平面间的夹角，R为所述NURBS曲面槽中该深度h所在位置点的半径，R_i为密封端面的内缘半径，R_g为密封坝区的外缘半径，N为密封坝区(2)的径向宽度，l为锥面区(3)的径向宽度，θ＝0～2π：

h＝(R-R_g)tanβ ①，

h＝(tanλ)(1-cos(nθ))(R-R_i-N)+ltanβ ②。

2.如权利要求1所述的机械密封环，其特征是所述的夹角(λ)值为15～25分。

3.如权利要求1所述的机械密封环，其特征是所述的密封槽在密封端面上沿周向等间距分布为3～30个。

4.如权利要求3所述的机械密封环，其特征是所述的密封槽在密封端面上的设置数量为6～16个。

5.如权利要求1所述的机械密封环，其特征是所述锥面区(3)与密封端平面间的锥角(β)小于NURBS曲面槽(1)的波谷线(4)与密封端平面间的夹角(λ)。

6.如权利要求1所述的机械密封环，其特征是所述密封坝区(2)外缘半径的计算公式为Rg＝(Ri+Ro)/1.8。

7.如权利要求1所述的机械密封环，其特征是所述锥面区(3)的锥角(β)值为1分～10度。

8.如权利要求1所述的机械密封环，其特征是所述锥面区(3)的锥角(β)值为10～30分。

9.如权利要求1所述的机械密封环，其特征是所述密封坝区(2)的平面度为0.0003～0.001mm。

10.如权利要求9所述的机械密封环，其特征是所述密封坝区(2)的平面度为0.0003mm。