高性能机械密封端面.pdf

本发明高性能机械密封端面，其特征是动压槽组由开式槽(A)和闭式槽(B)两种弧形槽间隔分布组成，开式槽(A)的外侧与端面外径相通，闭式槽(B)位于端面中部，闭式槽(B)的内弧圆直径与开式槽(A)的内弧圆直径Φ2等同，Φ2＝(0.25～0.5)×(Φ4-Φ1)+Φ1，闭式槽(B)的外弧圆直径Φ3＝(1～4)×2+Φ2，槽的两端侧为圆弧(R)过渡。其加工简单方便，端面密封稳定可靠性好，可双向旋转使用，可以承受较高的压力。

1、  高性能机械密封端面，在机械密封装置的动摩擦环或静摩擦环端面上沿圆周方向均匀分布开设有动压槽组，其特征是动压槽组由开式槽(A)和闭式槽(B)两种弧形槽间隔分布组成，开式槽(A)的内弧圆直径为Ф2，开式槽(A)的外侧与端面外径相通，开式槽(A)的弧宽H＝(0.3～0.6)π×Ф4/2N；闭式槽(B)位于端面中部，闭式槽(B)的内弧圆直径与开式槽(A)的内弧圆直径Ф2等同，Ф2＝(0.25～0.5)×(Ф4-Ф1)+Ф1，闭式槽(B)的外弧圆直径Ф3＝(1～4)×2+Ф2，闭式槽(B)弧宽Q＜360/2N，开式槽(A)和闭式槽(B)的槽深度为0.1～0.4mm，槽的两端侧为圆弧(R)过渡；
Ф1：端面内径；
Ф2：开式槽(A)和闭式槽(B)的内弧圆直径；
Ф3：闭式槽(B)的外弧圆直径；
Ф4：端面外径；
N：开式槽(A)和闭式槽(B)的槽数；
H：开式槽(A)的弧宽；
Q：闭式槽(B)在圆周上的弧角宽度。

高性能机械密封端面
技术领域
本发明涉及的是机械密封装置的配合摩擦环----动环或静环的端面结构。
背景技术
在机械密封装置摩擦配合的动环或静环的端面上开设凹槽，产生流体动压效应和逆流泵汲效应，使气体或液体进入动环和静环的摩擦配合端面形成气膜或液膜，使动环与静环形成非接触配合，大大减小端面的摩擦生热，起到润滑和延长使用寿命的作用，同时又能防止被密封的液体介质通过动环和静环的摩擦配合端面泄漏达到密封目的。在摩擦端面上开设良好性能的动压槽，可有效的提高摩擦配合端面的性能。中国专利CN981035752、CN011022132、CN03234764.2公开的就是这类技术。现有技术动压槽形状开设的不同，其性能特点各有所不同。动压槽的开设不仅要有较好的形状以提高动压效应和逆流泵送效应，还要有利于加工制造，便于加工以降低生产成本。
发明内容
本发明的目的是提供一种加工简单方便，动压效应和逆流泵送效应好，端面密封稳定性和可靠性好，可双向旋转使用的高性能机械密封端面。
本发明在机械密封装置的动摩擦环或静摩擦环端面上沿圆周方向均匀分布开设有动压槽组，动压槽组由开式槽A和闭式槽B两种弧形槽间隔分布组成，开式槽A的内弧圆直径为Φ2，开式槽A的外侧与端面外径相通，开式槽A的弧宽H＝(0.3～0.6)π×Φ4/2N，介质通过外侧槽口直接进入开式槽A中；闭式槽B位于端面中部，闭式槽B的内弧圆直径与开式槽A的内弧圆直径Φ2等同，Φ2＝(0.25～0.5)×(Φ4-Φ1)+Φ1，闭式槽B的外弧圆直径Φ3＝(1～4)×2+Φ2，闭式槽B在圆周上的弧角宽度Q＜360/2N，开式槽A和闭式槽B的槽深度为0.1～0.4mm，槽的两端侧为圆弧R过渡。
Φ1：摩擦端面内径；
Φ2：开式槽(A)和闭式槽(B)的内弧圆直径；
Φ3：闭式槽(B)的外弧圆直径；
Φ4：摩擦端面外径；
N：开式槽(A)和闭式槽(B)的槽数；
H：开式槽(A)的弧宽；
Q：闭式槽(B)在圆周上的弧角宽度。
本发明加工简单方便，动压效应和逆流泵送效应好，端面密封稳定可靠性好，可双向旋转使用，两摩擦密封端面相对摩擦转动后，介质通过开式槽A进入密封端面，因受摩擦热而迅速膨胀，同时由于有闭式槽B的存在，延缓端面液膜膨胀速度，从而使端面液膜变薄且均匀，使密封端面有极好的润滑和密封性，端面密封工作稳定，而且可以承受较高的压力，通过实验在18MPa工况下正常工作，端面摩擦温度低，消耗功率小。
附图说明
图1是本发明实施例结构示意图。
图2是图1的A-A剖视图，表示了开式槽A。
图3是图1的B-B剖视图，表示了开式槽B。
具体实施方式
本发明在机械密封装置的动摩擦环或静摩擦环端面上沿圆周方向均匀间隔分布开设有开式槽A和闭式槽B两种弧形槽，开式槽A的内弧圆直径为Φ2，开式槽A的外侧与摩擦端面外径相通，开式槽A的弧宽H＝(0.3～0.6)π×Φ4/2N；闭式槽B位于端面中部，闭式槽B的内弧圆直径与开式槽A的内弧圆直径Φ2等同，Φ2＝(0.25～0.5)×(Φ4-Φ1)+Φ1，闭式槽B的外弧圆直径Φ3＝(1～4)×2+Φ2，闭式槽B弧宽Q＜360/2N，开式槽A和闭式槽B的槽深度为0.1～0.4mm，密封端面直径较大时槽的深度相对较深，槽的两端侧为圆弧R过渡。
本发明性能测试：
机械密封规格：动摩擦环滑移直径85mm。
介质及温度：常温水，压力：0～18MPa，转速：3000r/mim。在设定压力下连续运转100小时以上，结果为；
当压力为0～6MPa时，机械密封端面无任何可见介意泄露；
当压力为6～10MPa时，机械密封端面平均泄露量为2～8mL/h；
当压力为10～15MPa时，机械密封端面平均泄露量为10～15mL/h；
当压力为15～18MPa时，机械密封端面平均泄露量为15～35mL/h。
在以上的工况条件下运转，机械密封端面均无可明明显摩损，两端面接近于非接触状态。