[发明专利]一种八字形螺旋槽端面密封装置

说明书

本发明涉及一种旋转轴用流体动压非接触式八字形螺旋槽端面密封装置。

在公知技术参考文献（Transactions    of    the    ASME，Journal    of    Lubrication    Technology，April    1968PP460-461）中，曾介绍了一种人字形螺旋槽端面密封装置，这种装置在使用中表明有一个致命的弱点：由于密封流体难免或多或少地含有一些固体颗粒，这些颗粒很容易沿着反向螺旋槽被泵汲到人字顶点处并在这里累积，从而引起旋转环与静止环接触面的磨损。

本发明的目的在于克服上述公知技术中的不足之处提供一种可以防止旋转环与静止环接触面被磨损的八字形螺旋槽端面密封装置。

本发明是通过以下措施来实现的：

在旋转环的高压侧反向螺旋槽与密封流体之间的端面上设置一个狭窄的平直环带;在双向螺旋槽的交汇处，设置一个深度等于或略大于螺旋槽深度并使双向螺旋槽呈八字形的环形槽。

本发明的优点在于既保留了人字形螺旋槽端面密封装置所具有的液膜厚度较大和泄漏甚微等优点，又可避免密封端面的磨损，延长了使用寿命，使其成为一种比较完善的流体动压非接触式端面密封。

附图说明：

图1为旋转轴用八字形螺旋槽端面密封装置示意图;

图2为旋转环端面八字形螺旋槽结构示意图;

图中符号表示：

R_b为平衡半径;

R₀为与旋转环相配合的静止环（即窄环）摩擦端面内径;

R₁为旋转环的内侧螺旋槽内半径;

R₂为旋转环的内侧螺旋槽外半径;

R₃为旋转环的外侧螺旋槽内半径;

R₄为旋转环的外侧螺旋槽外半径;

R₅为与旋转环相配合的静止环摩擦端面外半径。

结合附图对本发明的实施例进一步详述：

本发明的旋转环1通过轴套2，锁紧套3和锁母4固定在旋转轴5上并与轴一起旋转，旋转环的两个端面分别与静止环6和7的一个端面相贴合并相对滑动，形成两个主密封面。静止环6通过O形圈8与端盖9形成一个副密封，静止环7通过O形圈10与端盖11之间形成另一个副密封。静止环6和7的背面通过防转销13和一组弹簧12分别与端盖9和11相连。端盖9和11与密封腔体14通过静密封圈15和16连接并形成密封腔。密封腔内充以循环的密封流体，用来润滑和冷却密封端面。端盖9的外侧为彼密封流体，端盖11的外侧为大气。

该装置中，在旋转环的两个端面上均设置本发明所述的八字形螺旋槽，其结构如图2所示。其中，旋转环的外侧为高压侧即密封流体侧，内侧为低压侧即大气侧;R₀与R₁之间的环形光带为停车密封带，R₁与R₂之间的螺旋槽为正向螺旋槽，R₂与R₃之间的环形槽为防止颗粒磨损端面的缓冲带，R₃与R₄之间的螺旋槽为反向螺旋槽，R₄与R₅之间的环形光带为防颗粒堤。

安装本发明设计的螺旋槽端面密封装置，其旋转环的防颗粒堤环带即R₅减R₄为1毫米，缓冲带环形槽宽度即R₃减R₂为1毫米，其深度比螺旋槽的深度大0.1毫米，试验表明该密封不仅泄漏甚微，而且消除了旋转环与静止环接触面的磨损，完全达到本发明的目的。

本发明适用于压缩机、泵等旋转轴的密封，特别适于作为高速透平压缩机的密封装置。