[实用新型]水滴型微凹坑织构端面机械密封结构

说明书

本实用新型公开了水滴型微凹坑织构端面机械密封结构，包括动环和静环，在动环与静环相对的两个密封端面中的至少一个密封端面为开槽密封端面，在开槽密封端面上分布有多组水滴型微凹坑织构单元，水滴型微凹坑织构单元由若干水滴型微凹坑织构组成，水滴型微凹坑织构单元中各水滴型微凹坑织构的形状呈从端面高压侧到低压侧仿照水滴自由下落过程中的形状变化沿径向依次变化；相邻水滴型微凹坑织构单元由堰区隔开；位于同一半径上的水滴型微凹坑织构构成一圈，每圈水滴型微凹坑织构的面积相等；在近低压侧的开槽密封端面上沿周向有若干鱼泡型微凹坑织构，鱼泡型微凹坑织构由两个横卧的水滴型微凹坑织构成。本实用新型具有高稳定及抗磨损的优点。

技术领域

本实用新型涉及主要用于容器如反应釜、搅拌桶的搅拌轴轴端液体润滑机械密封器件技术领域，具体涉及水滴型微凹坑织构端面机械密封结构。

背景技术

表面织构技术作为一种提高机械零部件摩擦学性能的有效方法，在近年来取得了快速的发展，并已经被广泛应用于容器（如：反应釜、搅拌桶）的搅拌轴轴端的机械密封。目前，国内外已经有圆形织构、椭圆织构、三角形及多边形织构等多种微凹坑织构端面的机械密封（CN202010448674.3，CN201911028318.X，CN201710559577.X，CN201710559564.2，CN201620796404.0，CN200920198984.3，CN200910101512.6），这些微凹坑织构具有容纳磨粒，减小摩擦系数，提高承载力，延长使用寿命等优势，但是这类织构也同时具有流体动压效果不强，端面储液能力不够，启停时高压侧密封介质难以进入端面等弊端。与此同时，随着工业技术的快速发展，要求机械密封能适应更极端（如高速、高温、低温、高压等）和更恶劣（如频繁启停、振动和宽温域等）的工况条件与服役环境，且要求具有更低的泄漏率以及更长的使用寿命，因此，为了适应这种新的需求，研究发明具有新型表面织构意义重大。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种既能快速将介质泵入端面并规模化贮存介质，又能极大提高端面的液膜成膜与抗液膜破裂损伤的能力，最大可能避免端面产生干摩擦磨损，且又能容纳固体颗粒，能降低泄漏率并能提高流体承载能力与端面稳定性的水滴型微凹坑织构端面机械密封结构。

为实现上述技术目的，本实用新型采用了如下技术方案：水滴型微凹坑织构端面机械密封结构，包括机械密封用的动环和静环，在动环与静环之间相对的两个密封端面中的至少一个密封端面为开槽密封端面，在开槽密封端面上沿周向分布有多组水滴型微凹坑织构单元，每组水滴型微凹坑织构单元由若干水滴型微凹坑织构组成，每组水滴型微凹坑织构单元中各水滴型微凹坑织构的形状呈从端面高压侧到低压侧仿照水滴自由下落过程中的形状变化沿径向依次变化；相邻水滴型微凹坑织构单元由堰区隔开；在开槽密封端面上位于同一半径上的水滴型微凹坑织构构成一圈，并且每圈水滴型微凹坑织构的面积保持相等；在近低压侧的开槽密封端面上沿周向分布有若干鱼泡型微凹坑织构，所述鱼泡型微凹坑织构由两个横卧的水滴型微凹坑织构成。

进一步地，前述的水滴型微凹坑织构端面机械密封结构，其中：水滴型微凹坑织构单元中各水滴型微凹坑织构的体积相等。

进一步地，前述的水滴型微凹坑织构端面机械密封结构，其中：水滴型微凹坑织构的深度范围为1～100µm；开槽密封端面上所有水滴型微凹坑织构的面积之和与开槽密封端面面积的比值为0.1～0.6。

进一步地，前述的水滴型微凹坑织构端面机械密封结构，其中：鱼泡型微凹坑织构采用的水滴型微凹坑织构形状为从端面高压侧到低压侧仿照水滴自由下落过程中的形状变化沿径向依次变化至鱼泡型微凹坑织构所在径向位置处所对应的水滴型微凹坑织构形状。

进一步地，前述的水滴型微凹坑织构端面机械密封结构，其中：鱼泡型微凹坑织构由两个横卧的水滴型微凹坑织构尖尾对尖尾构成。

进一步地，前述的水滴型微凹坑织构端面机械密封结构，其中：鱼泡型微凹坑织构由两个横卧的水滴型微凹坑织构圆头对圆头构成。