[实用新型]一种具有仿鹿角型槽的干气密封结构

说明书

本实用新型公开了一种具有仿鹿角型槽的干气密封结构，包括沿轴向相对布置的动环和静环；两者的外径侧为高压进气侧，内径侧为低压出气侧；动环和静环至少一个端面上沿周向均匀分布有若干仿鹿角型槽；每个仿鹿角型槽均包括互为对称的正向“鹿角”槽和反向“鹿角”槽；其中，正向“鹿角”槽包括正向组合式螺旋槽和正向单支螺旋槽组；反向“鹿角”槽包括反向组合式螺旋槽和反向单支螺旋槽组；周向相邻两个仿鹿角型槽之间的非开孔区域为密封堰，在仿鹿角型槽下方设有环形的密封坝；在密封坝上布置有若干带脊微孔。本实用新型可显著提升密封端面开启能力，降低端面温度、降低泄漏量，且易于加工，扩展性好，可双向旋转等显著优势，具有广阔的市场前景。

技术领域

本实用新型涉及一种具有仿鹿角型槽的干气密封结构，适用于各种旋转机械密封。

背景技术

在能源动力领域，各种动力装备向着高温、高压、高转速的方向发展，旋转机械的轴端密封问题越来越凸显其重要性。传统的迷宫密封、刷式密封等密封难以适用于高温、高压、高转速的场合。作为一种非接触式密封，干气密封有着泄漏量低、磨损小、寿命长等显著优势，成为旋转机械轴端密封的最佳选择。但目前应用比较广泛的干气密封多为单向旋转密封，不适用于双向旋转机械。而现存的可双向旋转的干气密封，存在动压开启效应不强、端面温度高、泄漏量大、槽型复杂导致加工困难的问题。因此，有必要研究可增强开启能力、降低端面温度、减小泄漏量且加工方便的适用于双向旋转的密封结构。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种具有仿鹿角型槽的干气密封结构，其动压效应明显、开启能力强、可降低端面温度、易于加工、扩展性好，可用于各旋转机械密封。

本实用新型采用如下技术方案来实现的：

一种具有仿鹿角型槽的干气密封结构，包括沿轴向相对布置的动环和静环；两者的外径侧为高压进气侧，内径侧为低压出气侧；动环和静环至少一个端面上沿周向均匀分布有若干仿鹿角型槽；每个仿鹿角型槽均包括互为对称的正向“鹿角”槽和反向“鹿角”槽；其中，正向“鹿角”槽包括正向组合式螺旋槽和正向单支螺旋槽组；反向“鹿角”槽包括反向组合式螺旋槽和反向单支螺旋槽组；周向相邻两个仿鹿角型槽之间的非开孔区域为密封堰，在仿鹿角型槽下方设有环形的密封坝；在密封坝上布置有若干带脊微孔。

本实用新型进一步的改进在于，正向“鹿角”槽和反向“鹿角”槽中的单支螺旋槽组中的螺旋槽个数为1～5。

本实用新型进一步的改进在于，正向“鹿角”槽和反向“鹿角”槽中的单支螺旋槽组中相邻螺旋槽之间的周向跨度相同，且在3°～15°之间。

本实用新型进一步的改进在于，正向“鹿角”槽和反向“鹿角”槽中的组合式螺旋槽的底边形状为二阶或多阶贝塞尔曲线。

本实用新型进一步的改进在于，带脊微孔采用顺序排列或错位排列。

本实用新型进一步的改进在于，带脊微孔的微孔形式为球形、椭球形或泪滴形。

本实用新型进一步的改进在于，带脊微孔的扩展比即沿流向长度与直径的比值为1.1～1.9，深度直径比即深度与直径的比值为0.1～0.5。

本实用新型至少具有如下有益的技术效果：

1)该仿鹿角型槽由多个螺旋槽构成，在密封端面上形成了多个高压区，显著增强了动压效应，提升了开启能力。

2)组合式螺旋槽的底边形式为贝塞尔曲线，是工程中应用较为成熟的曲线形式，相比于现有的多种双向干气密封结构中复杂的槽型，具有加工方便的显著优势。此外，贝塞尔曲线控制点的个数和坐标可以灵活调整，使得贝塞尔曲线的阶数和形状也可以灵活调整，适用于多种工况和结构。

3)该仿鹿角型槽中的螺旋槽为通用结构，螺旋槽的个数和尺寸可灵活调整，适用于多种工况和结构，有利于大面积的推广拓展。