[实用新型]螺旋槽端面密封装置

说明书

本发明属于旋转轴的端面密封装置，特别涉及一种螺旋槽端面密封装置，这种密封装置可以用于压缩机、膨胀机、泵、反应釜搅拌器等旋转式机械的旋转轴上。

中国专利90101737．x、美国专利5，201，531公开了一种流体动压型双列螺旋槽端面密封装置。其共同特征是：位于高压流体侧，即上游的螺旋槽的径向高度小于位于低压流体侧，即下游的螺旋槽的径向高度。在给定的旋向下，上游一列螺旋槽将密封流体向下游泵送，而下游一列螺旋槽则将密封流体向上游泵送。下游一列螺旋槽的径向高度必须足够大，以使所产生的泵汲压差能平衡上游一列螺旋槽所产生的泵汲压差与密封端面内外两侧流体压差之和。也就是说，这两列螺旋槽所产生的泵汲压差必须与密封端面内外两侧流体压差相平衡，因此，确保理论上密封流体的泄漏量为零。但是，这类密封装置仅适用于密封端面两侧流体的压差较小，而且密封流体的粘度较高的工况下。

常见的利用流体动、静压结合型的螺旋槽端面密封装置，都是单列的螺旋槽端面密封装置。在这列螺旋槽的下游有平面环带，起节流作用，即“阻挡”作用，如美国专利4，212，475所公开的。

本发明的目的在于提供一种螺旋槽端面密封装置。它是一种流体动、静压结合型的下游泵送双列螺旋槽端面密封装置，它在相同的条件下比上述的密封装置具有更大的流体膜厚度，或者在相同的流体膜厚度下具有更大的流体膜刚度。

本发明的目的是这样实现的：一种螺旋槽端面密封装置位于旋转机械的机壳和轴之间，该装置由壳体、轴套、旋转环、静止环组成，桶状的底部有孔的壳体置于旋转机械的机壳内，壳体孔内设有旋转机械的具有台阶的轴，壳体与轴之间形成一空间，该空间内的轴上固定有轴套，轴套的一个端面与轴上的台阶之间固定有圆环状的旋转环，该环的一个端面与圆环状的静止环的一个端面相对，并相互贴合，该二个贴合面均为圆环形的密封端面，其特征是：在所述旋转环和所述静止环的密封端面的至少一个上设置两列螺旋槽，其中，一列位于高压流体侧，另一列位于低压流体侧，两列螺旋槽的螺旋角的方向相反，位于高压流体侧的螺旋槽的有效径向高度大于位于低压流体侧的螺旋槽的径向高度，低压流体侧螺旋槽与密封端面的低压侧边缘之间还有一平面环带。

在本发明中沿密封端面压力高的流体一侧即高压侧，定义为“上游”，压力低的流体一侧即低压侧，定义为“下游”。“下游泵送”是指由上游向下游泵送密封流体。“一个螺旋槽的径向高度”是指一个螺旋槽在旋转环和静止环彼此贴合的密封端面范围内的高度，即有效高度。此外，本发明的“螺旋槽”是指，槽的总体走向为大致的螺旋形，而并非数学上所指的精确的螺旋形。

与纯流体动压型双列螺旋槽端面密封装置相比，在本发明中位于上游的一列螺旋槽的径向高度总是大于位于下游的一列螺旋槽的径向高度。故在给定的旋向下，两列螺旋槽总的效果是将密封流体由高压侧向低压侧泵送，即实现本发明的下游泵送。这种泵送会产生密封流体轻微的泄漏，但是，以此为代价而换取了两个密封端面之间更大的流体膜厚度及流体膜刚度。因此，本发明的密封装置比纯流体动压型双列螺旋槽端面密封装置更适应低粘度密封流体，如气体；同时也适用于密封端面两侧流体的压差更高的工况。

与流体动、静压结合型的下游泵送单列螺旋槽端面密封装置相比，在本发明的螺旋槽端面密封装置中增加了一列位于下游的螺旋槽，其螺旋角的方向与位于上游的螺旋槽的螺旋角方向相反，在给定的旋向下，下游一列螺旋槽对密封流体向上游泵汲，起主动的“推挡”作用，而单列螺旋槽端面密封装置中的平面环带只是起被动的“阻挡”作用。故本发明的密封效果更佳。因此，在本发明的螺旋槽端面密封装置中，密封端面之间有更大的流体膜厚度，或者在相同的流体膜厚度下具有更大的流体膜刚度。在本发明中，在下游一列螺旋槽的下游仍保留一宽度较小的平面环带，其在转动状态下也是起节流作用，在静止状态下则起停车密封作用。

附图说明：

图1是一种螺旋槽端面密封装置的纵向剖视图。

图2是另一种螺旋槽端面密封装置的纵向剖视图。

图3是又一种螺旋槽端面密封装置的纵向剖视图。

图4是螺旋槽型线的示意图。

图5是一种密封端面的主视图。

图6是另一种密封端面的主视图。

图7是又一种密封端面的主视图。

图8是再一种密封端面的主视图。

图9是一种螺旋槽端面密封装置的纵向剖视图。

图10是另一种螺旋槽端面密封装置的纵向剖视图。

图11是又一种螺旋槽端面密封装置的纵向剖视图。

图12是一种密封端面的主视图。

图13是另一种密封端面的主视图。