[发明专利]双环带螺旋槽端面密封

说明书

本发明涉及一种旋转轴的轴端密封装置，尤其是用于各种压缩机、泵、反应釜搅拌器等旋转机械的非接触式双环带螺旋槽端面密封装置。

到目前为止，文献中已有的单向螺旋槽端面密封，其密封端面上都只有一个不开槽的平面环带，该环带或者位于螺旋槽的内径侧，或者位于螺旋槽的外径侧。在中国专利CN1082154A“改进的机械端面密封系统”中公开了一种内径加压的机械端面密封件，该发明中在与主环密封表面对峙的配合环密封表面(即本发明中的非补偿环密封端面)上的螺旋槽的外径侧有一不开槽的平面环带，即与外径相邻的密封堰；虽然在螺旋槽内径侧也有一不开槽的环形带，它提供了一个平滑的表面，但是，它不是与主环(即本发明中的补偿环)相贴合的密封堰，而是保证与该平滑表面相接触的O形圈能有效的进行密封的平滑表面。因此，实质上该发明在补偿环和非补偿环之间形成的密封端面上只有一道密封堰。

图1为平面环带在内侧的单向螺旋槽端面密封的旋转非补偿环视图，其旋向为顺时针方向。这是一种流体动静压结合型螺旋槽端面密封，主要用作干式气体密封(见USA.Patant 4,212,475)。

图2也是平面环带在内径侧的单向螺旋槽端面密封的旋转非补偿环视图，不过其旋向与图1相反，为逆时针方向。这是一种纯流体动压型螺旋槽端面密封(见Journal ofLubrication Technology,April,1968,P.450)。

图3所示为平面环带位于螺旋槽外侧的单向螺旋槽端面密封的旋转非补偿环视图，其旋向为逆时针方向。这种密封是流体动静压结合型的上游泵汲螺旋槽端面密封(见USA.Patant 4,290,611)。

图4所示也是平面环带位于螺旋槽外侧的单向螺旋槽端面密封的旋转非补偿环视图，不过其旋向与图3相反，为顺时针方向。这是一种纯流体动压型单向螺旋槽端面密封(见Journal of Lubrication Technology,April,1968,p.450)。

以上所述文献中已有的单向螺旋槽端面密封都只有一个平面环带，它或者位于螺旋槽的内径侧，或者位于螺旋槽的外径侧。在纯流体动压型密封中，该平面环带起防止二次泄漏和停车密封作用；在流体动静压结合型密封中，该平面环带起节流和停车密封作用。这些密封的不足之处是：第一，密封流体中若存在尺度小于螺旋槽深度h₁与端面间隙h₂之和h₀，但大于端面间隙h₂的颗粒杂质(见图5)，则会造成密封端面的磨粒磨损；第二，对于纯流体动压型单向螺旋槽端面密封而言，密封平衡比b的选择受到停车密封性能的限制(b=(R₃²-R_b²)/(R₃²-R₀²)，见附图6和附图7)。

本发明的目的在于提出一种新型螺旋槽端面密封，以克服上述密封的缺点，从而具有更佳的防颗粒性能和停车密封性能，密封平衡比的选择余地更大。

本发明的目的是这实现的：

一种双环带螺旋槽端面密封，包括补偿环、非补偿环、副密封圈、弹簧、防转销、静密封圈、轴套、壳体；补偿环与非补偿环相互对峙安装，其对峙的二个面均为密封端面，在非补偿环密封端面上有一组螺旋槽；螺旋槽与密封端面边缘之间有一个不开槽的平面环带，其特征是：在所述非补偿环的密封端面上还设有一个不开槽的平面环带，所述平面环带位于螺旋槽的外径侧和内径侧；补偿环密封端面的外径大于螺旋槽的外径，补偿环密封端面的内径小于螺旋槽的内径，从而形成带有双环带的螺旋槽端面密封。

端面上的螺旋槽是单向螺旋槽，或者是人字螺旋槽。

端面上螺旋槽的型线是现有的平面曲线或直线，该线的螺旋角α的范围为0°＜α＜90°。

内环带或外环带的径向宽度范围为0.1～15mm。

该密封与浮环密封组合在一起成为浮环-螺旋槽端面组合密封。

与已有的单环带单向螺旋槽端面密封相比，本发明有以下几个优点：