[发明专利]带有具有通道的密封面的机械密封件

说明书

一种用以密封受压流体的密封组件，且可包括具有密封面的一对环形配合环。所述密封面中的至少一者可限定环中的一者的径向内边缘与径向外边缘之间的密封界面。所述密封面中的至少一者可包括用于接收受压流体的通道。通道可包括周向通道和一个或多个径向通道。径向通道可包括第一径向通道，该第一径向通道从周向通道延伸到密封面的第一边缘，该第一边缘与受压流体相邻。径向通道可包括第二径向通道，该第二径向通道从周向通道朝向密封面的第二边缘延伸，该第二边缘与相对于受压流体而处于较低压力下的流体相邻。

技术领域

本公开总体上涉及用于流体的旋转式机械密封件。更特别地，本公开涉及包括密封面的密封件，所述密封面被构造成促进流体在密封面之间的渗透。

背景技术

密封件用于广泛多种应用中，包括例如液体泵、混合器、搅拌器等，以提供不透流体的密封。这种密封件用于在例如化学、制药、天然气和石油、发电、采矿和矿物、食品和饮料、纸浆和纸张加工、废水和水管理以及制冷行业中在旋转轴与壳体之间进行密封。示例密封件是端面密封件。端面密封件包括密封界面，该密封界面由待密封的流体或引入到密封件中的单独的阻挡流体（barrier fluid）进行润滑。当密封界面由待密封的流体（例如，过程流体）进行润滑时，可经由流体静力学效应和/或流体动力学效应将待密封的流体驱入密封界面中。流体动力学效应利用在密封界面的旋转部分旋转时产生的力来促进将过程流体引入到密封界面中，而流体静力学效应仅利用由跨密封界面的压力差造成的力来促进将过程流体引入到密封界面中。

发明内容

本公开总体上涉及用于流体的旋转式机械密封件，且更特别地涉及用于减小形成密封界面的密封面之间的摩擦的装置、系统和方法。

根据一个实施例，公开了一种流体静力学密封组件。该密封组件包括：第一环，其具有被第一边缘和第二边缘限制边界的第一侧；以及第二环，其具有面向第一侧的第二侧。在该实施例中，周向通道沿着第一侧在第一边缘与第二边缘之间延伸并且与第一边缘和第二边缘间隔开，多个子通道沿着第一环的第一侧从周向通道延伸，并且第一环和第二环在第一侧与第二侧之间形成密封。

在任何先前实施例的密封组件中，所述多个子通道包括多个第一子通道，所述多个第一子通道沿着第一环的第一侧从周向通道延伸到第一边缘。

在任何先前实施例的密封组件中，周向通道和所述多个第一子通道促进在第一环的第一侧与第二环的第二侧之间引入流体，从而在第一环的第一侧与第二环的第二侧之间引起流体静力学升力。

在任何先前实施例的密封组件中，其中，所述多个子通道包括多个第二子通道，所述多个第二子通道沿着第一侧从周向通道朝向第二边缘延伸。

在任何先前实施例的密封组件中，从周向通道延伸的所述多个子通道位于第一环的第一侧上，使得所述多个第一子通道中的第一子通道和所述多个第二子通道中的第二子通道沿着周向通道的长度以交替的顺序从周向通道延伸。

在任何先前实施例的密封组件中，所述多个第二子通道中的第二子通道从周向通道延伸到与第二边缘间隔开的终端部（terminal end）。

在任何先前实施例的密封组件中，所述多个第一子通道中的每个第一子通道之间的周向距离与每个第一子通道的径向跨度之比约为8。

在任何先前实施例的密封组件中，第一环的第一边缘被构造成在密封件的加压侧上。

在任何先前实施例的密封组件中，密封件被构造成提供密封以抵抗密封件的加压侧上的在约600 psi至约1000 psi的范围内的压力。

在任何先前实施例的密封组件中，所述多个第一子通道中的每个子通道之间的周向距离与每个子通道的径向跨度之比约为4。

在任何先前实施例的密封组件中，周向通道与第一边缘和第二边缘中的一者或两者同轴。