[发明专利]双旋向内压式流体动压槽非接触式机械密封环及工作方法

权利要求书

1.一种双旋向内压式流体动压槽非接触式机械密封环，其特征在于：在密封端面内径沿周向等间距的分布若干个相同的流体动压槽单元，每个动压槽单元包括左侧收敛飞翼槽(2)、右侧收敛飞翼槽(3)和一段中间进气槽(1)，左侧收敛飞翼槽(2)、右侧收敛飞翼槽(3)关于中间进气槽(1)左右对称布置，每个收敛飞翼槽的槽边线由三条圆弧线构成，左侧收敛飞翼槽(2)、右侧收敛飞翼槽(3)大小及结构相同，中间进气槽(1)是一段锥形槽，锥形槽的下底(11)位于密封端面内径且上底(12)宽度小于下底(11)宽度，锥形槽开口沿密封端面内径向外径的方向逐渐减小，锥形槽的两侧腰线(13)分别与左侧收敛飞翼槽(2)、右侧收敛飞翼槽(3)的侧面连通，形成一个组合式双旋向流体动压槽，即该流体动压槽即能顺时针旋转也能逆时针旋转。

2.根据权利要求1所述的双旋向内压式流体动压槽非接触式机械密封环，其特征在于：设沿密封端面内径向外径的径向为从下到上的方向，每个收敛槽的槽边线包括上方的第一圆弧线段(4)、下方的第三圆弧线段(6)、连接在第一圆弧线段(4)和第三圆弧段(6)之间的第二圆弧线段(5)，第一圆弧线段(4)向上凹陷、第三圆弧线段(6)向上凸起。

3.根据权利要求1所述的双旋向内压式流体动压槽非接触式机械密封环，其特征在于：流体动压槽单元沿垂直于端面的方向向内部垂直刻槽得到，中间进气槽深度比左侧收敛飞翼槽(2)、右侧收敛飞翼槽(3)的槽深大3～5μm。

4.根据权利要求1所述的双旋向内压式流体动压槽非接触式机械密封环，其特征在于：在密封端面内径沿周向等间距的分布8～24个相同的流体动压槽单元。

5.根据权利要求1所述的双旋向内压式流体动压槽非接触式机械密封环，其特征在于：所述的锥形槽两侧腰线(13)之间的夹角为8～10°。

6.根据权利要求2所述的双旋向内压式流体动压槽非接触式机械密封环，其特征在于：过所述第一圆弧线段(4)与锥形槽腰线相连的端点处的第一圆弧线段(4)的切线与腰线(13)的夹角为55°。

7.根据权利要求2所述的双旋向内压式流体动压槽非接触式机械密封环，其特征在于：过所述第三圆弧线段(6)与锥形槽腰线相连的端点处的第三圆弧线段(6)的切线与腰线(13)的夹角为45°。

8.根据权利要求2所述的双旋向内压式流体动压槽非接触式机械密封环，其特征在于：所述第一圆弧线段(4)弧长对应的圆心角为28～30°。

9.根据权利要求2所述的双旋向内压式流体动压槽非接触式机械密封环，其特征在于：所述第三圆弧线段(6)弧长对应的圆心角为28～30°。

10.权利要求1至9任意一项所述双旋向内压式流体动压槽非接触式机械密封环的工作方法，其特征在于：工作时，非接触式机械密封环双向旋转，既能顺时针旋转，又能逆时针旋转，该密封环上的流体动压槽结构对称，收敛飞翼槽的收敛形状增强了密封环的流体静压效应，降低了密封环的开启转速和开启压力，在压力、温度、转速、密封气组分相同的条件下，非接触式机械密封环的泄漏量更小，更适合≤100rpm的低转速和0～1.0MPa的低压工况。