[发明专利]核电中压安注泵用机械密封端面

说明书

本发明核电中压安注泵用机械密封端面，在机械密封的动摩擦环或静摩擦环的摩擦端面上圆周均匀分布开设有弧形动压槽(1)，弧形动压槽(1)是由内侧圆弧边(C)、左外侧圆弧边(A)、右外侧圆弧边(B)、进液槽口(E)构成的弧形槽，左外侧圆弧边(A)和右外侧圆弧边(B)对称。在介质热水温度为180℃、压力为0.5‑6MPa，转速为1000‑3000r/min,没有任何冷却措施下的工况条件下，密封泄漏量达到5‑10ml/h，使用寿命达到25000小时，充分满足核电中压安注泵机械密封的使用要求，提高机械密封的使用寿命。

技术领域

本发明涉及的是机械密封，具体是机械密封端面的改进，应用于无冷却措施的180℃热水介质工况上，特别是用于核电中压安注泵的机械密封端面。

背景技术

传统的接触式机械密封特点是性能稳定，泄漏量低。接触式机械密封端面的摩擦状态比较复杂，属于混合摩擦状态，从微观的角度看，两端面接触表面有一定的粗糙度，有高点和低点，两端面的高点接触，低点之间的间隙会存储介质形成所谓的液膜，端面间隙即液膜厚度大约是0.5－1μm，密封是否能够正常运行，完全取决于液膜润滑作用和液膜刚度的大小。

对于沸点低、易汽化介质，特别是对于核电站的无冷却装置的高温热水，液膜的润滑性会变差，传统的接触式机械密封端面无法适应这种工况，会造成机械密封端面出现过度磨损失效的现象。

为提高机械密封端面液膜润滑作用，产生良好的液膜，现有技术采用了在机械密封端面上开设各种动压槽技术，使进入密封端面内的介质在旋转的情况下产生动压效应，使机械密封端面产生良好的润滑液膜，其液膜厚度大约为1－1.5μm，从而提高机械密封的使用寿命，采用这种技术的机械密封称之为液膜密封。但是这种技术虽然提高了密封端面的使用寿命，带来的另一个问题是机械密封的泄漏量增加。现有技术带动压槽的机械密封泄漏量大部分在50－200ml/h，这难以满足对于泄漏量有严格要求的情况。而核电中压安注泵对机械密封的泄露量要求是在10-15ml/h。

发明内容

本发明的目的是提供一种带动压槽的机械密封端面，特别是提供一种用于核电中压安注泵用机械密封装置的机械密封端面，在介质热水温度为180℃、压力为0.5-6MPa，转速为1000-3000r/min,没有任何冷却措施下的工况条件下，密封泄漏量达到5-10ml/h，使用寿命达到25000小时，以充分满足核电中压安注泵机械密封的使用要求，提高机械密封的使用寿命。

本发明核电中压安注泵用机械密封端面，在机械密封的动摩擦环或静摩擦环的摩擦端面上圆周均匀分布开设有弧形动压槽1，弧形动压槽1是由内侧圆弧边C、左外侧圆弧边A、右外侧圆弧边B、进液槽口E构成的弧形槽。

内侧圆弧边C的圆心O₃在摩擦端面外径D的外侧，内侧圆弧边C的圆弧中心线在摩擦环的中心线上，内侧圆弧边C的半径R₃=20-25mm，内侧圆弧边C中心线弧顶与摩擦端面外径D的距离为L=0.7H=2.8-4.2mm。

左外侧圆弧边A的圆心O₁和右外侧圆弧边B的圆心O₂在摩擦端面外径D的外侧，左外侧圆弧边A和右外侧圆弧边B对称；左外侧圆弧边A圆心O₁与摩擦环圆心O的连线与内侧圆弧边C的圆弧中心线夹角a和右外侧圆弧边B圆心O₂与摩擦环中心O的连线与内侧圆弧边C的圆弧中心线夹角b相等，a=b=6-7º；左外侧圆弧边A的半径R₁与右外侧圆弧边B的半径R₂相等，R₁=R₂=8-10mm。

左外侧圆弧边A和右外侧圆弧边B与摩擦端面外径相交，并形成其中部的进液槽口E，进液槽口E的宽度H₂＝3-4mm，进液槽口E的作用是让摩擦端面外圆的介质进入到动压槽内。