[实用新型]机械密封摩擦副内外双列圆周交叉角度多边形槽型结构

说明书

本实用新型提供一种机械密封摩擦副内外双列圆周交叉角度多边形槽型结构，设置在密封环的密封端面上，在密封端面的外径圆周上设置外径正N边形槽，在密封端面的内径圆周上设置内径正M边形槽，外径正N边形槽相对于内径正M边形槽在圆周上旋转β角度，当密封运转时，流体通过外径正N边形槽进入密封端面上，对摩擦副的端面进行润滑作用；同时由于端面摩擦发热，使得密封端面的变形不均匀，在密封端面的周向方向上会形成微米级高度的波度，这样密封端面就形成了热流体动力楔效应。利用此效应产生的流体动压效应，使得密封端面产生流体润滑效果，从而提升密封端面的PV值，使得密封更加可靠，寿命更长。

技术领域

本实用新型涉及一种机械密封摩擦副端面几何形貌，用于汽-液两相等易挥发介质条件下的密封技术。

背景技术

应用汽-液两相介质中的端面机械密封，通常由于端面摩擦发热，端面温度升高，伴随着端面间密封的压力降，使得端面间某一位置的压力低于介质的饱和蒸气压，于是在端面间出现介质汽化，形成汽-液两相的分界端面。把汽-液两相分界位置所处在端面的半径叫做，汽化半径。

当汽化半径越靠近密封入口侧(密封环外径)时，机械密封及其不稳定，容易发生干摩擦、磨损加大、寿命减短，甚至出现大量喷漏现象；当汽化半径向密封出口侧(密封环内径)靠近，端面间的液相逐渐增大，可对机械密封端面提供足够的流体润滑，保证密封性能和寿命要求。

现有普通接触式机械密封端面未有任何织构槽型时，是无法满足汽-液两相介质条件下的密封要求的。

实用新型内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于是针对现有机械密封的不足，而设计一种可以在汽-液两相介质条件下的增强密封性能的摩擦副端面结构，在密封环端面上设置一定深度的槽型结构，形成流体润滑，让被密封流体(介质)大量的流进密封端面，防止端面汽化，这样可以有效的控制汽化半径的位置，从而彻底解决了此类汽-液两相密封的难点，使得密封性能的可靠性和密封运行寿命获得提升。

为实现上述实用新型目的，本实用新型技术方案如下：

一种机械密封摩擦副内外双列圆周交叉角度多边形槽型结构，设置在密封环的密封端面2上，在密封端面2的外径圆周上设置外径正N边形槽1，在密封端面的内径圆周上设置内径正M边形槽3，外径正N边形槽1相对于内径正M边形槽3在圆周上旋转β角度，使二者在圆周上错开。

作为优选方式，N取值范围为3-20。

作为优选方式，M取值范围为3-20。

作为优选方式，M和N相等。

作为优选方式，M和N都等于12。

作为优选方式，M取值和N相等时，β取值为180°/M。

作为优选方式，β取值为9°-60°。

作为优选方式，外径正N边形槽1和内径正M边形槽3的深度都为H，H取值为0.1～2.5mm。

作为优选方式，外径正N边形槽1和内径正M边形槽3的宽度都为W，W取值为0.5～2.5mm。

作为优选方式，Ri为密封环的内径尺寸，Ri取值范围为20-300mm，RO为密封环的外径尺寸，RO取值范围为20-300mm。

本槽型特点是当密封运转时，流体通过外径正N边形槽1进入密封端面2上，对摩擦副的端面进行润滑作用；同时由于端面摩擦发热，由于外径正N边形槽1和内径正M边形槽3在圆周角度上的不重合，使得密封端面的变形不均匀，在密封端面的周向方向上会形成微米级高度的波度，这样密封端面就形成了热流体动力楔效应。利用此效应产生的流体动压效应，使得密封端面产生流体润滑效果，便可以降低密封端面间介质的汽相比例，使得汽化半径更靠近于内径侧。从而提升密封端面的PV值，使得密封更加可靠，寿命更长。