CN101469771A - 一种可双向旋转的阶梯圆弧槽机械密封端面 - Google Patents

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Abstract

本发明可双向旋转的阶梯圆弧槽机械密封端面，在机械密封装置的动环或静环端面上沿圆周方向均匀分布开设有阶梯圆弧槽构成的动压槽组，每列阶梯圆弧槽(T1、T2)的内外边弧线(T1’、T1”、T2’、T2”)均为圆弧；阶梯圆弧槽(T1)的内边弧线(T1”)为同心圆(Rt1)弧线，阶梯圆弧槽(T1)的外边弧线(T1’)为槽角(a1、a1’)与外圆(Ro)交接的弧线；阶梯圆弧槽(T2)的内边弧线(T2”)为同心圆(Rt2)弧线，阶梯圆弧槽(T2)的外边弧线(T2')为槽角(a2、a2’)与同心圆(Rt1)弧线交接的弧线，其它列阶梯圆弧槽以此类推。其线性好，可双向旋转使用，动压效应和逆流泵送效应突出，而加工成本比深度渐变槽大大降低，易加工，生产成本低。

Description

一种可双向旋转的阶梯圆弧槽机械密封端面
技术领域
本发明涉及的是轴密封装置，即机械密封装置，特别是其配合摩擦环----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，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，可有较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方便，动压效应和逆流泵送效应好，可双向旋转的阶梯圆弧槽机械密封端面及加工方法。
本发明在机械密封装置的动环或静环端面上沿圆周方向均匀分布开设有动压槽组，每个动压槽组由径向进气槽和在进气槽左右呈对称分布的阶梯圆弧槽构成，阶梯圆弧槽在半径方向上排列开设有1-4列，阶梯圆弧槽形状为燕尾形，每列阶梯圆弧槽的内外边线均为圆弧线，其内边弧线为同心圆弧线，外边弧线为槽角与外圆交接的弧线，阶梯圆弧槽中的各层阶梯圆弧槽的槽角呈等距相间分布，半径方向上排列的各列阶梯圆弧槽在同一圆周角中，上述动压槽组是采用激光打标机，刻制加工。
本发明线性好，密封稳定性和可靠性好，可双向旋转使用，动压效应和逆流泵送效应突出，阶梯圆弧槽具有深度渐变槽的动压效果，而加工成本比深度渐变槽大大降低，易加工，生产成本低。
附图说明
图1是本发明结构示意图。
图2是图1阶梯圆弧槽放大图。
图3是本发明阶梯圆弧槽结构示意图。
具体实施方式
本发明在机械密封装置的动环或静环端面上沿圆周方向均匀分布开设有动压槽组，每个动压槽组由径向进气槽K和在进气槽K左右呈对称分布开设的阶梯圆弧槽T构成，阶梯圆弧槽T在半径方向上排列开设有1-4列，附图实施例所示为两例阶梯圆弧槽T1、T2，阶梯圆弧槽T形状为燕尾形，每列阶梯圆弧槽T1、T2的内外边弧线T1’、T1”、T2’、T2”均为圆弧；阶梯圆弧槽T1的内边弧线T1”为同心圆Rt1弧线，阶梯圆弧槽T1的外边弧线T1’为槽角a1、a1’与外圆Ro交接的弧线；阶梯圆弧槽T2的内边弧线T2”为同心圆Rt2弧线，阶梯圆弧槽T2的外边弧线T2’为槽角a2、a2’与同心圆Rt1弧线交接的弧线，其它列阶梯圆弧槽以此类推；阶梯圆弧槽T1、T2中的阶梯槽开设的数量至少为1个，一般不少于两个；阶梯圆弧槽中的各层阶梯圆弧槽的槽角a、b、c、d、a’、b’、c’、d’呈等距相间分布，阶梯槽的深度由浅至深，半径方向上排列的各列阶梯圆弧槽T1—T2在同一圆周角α中。
本发明在环体端面设有径向宽度为h1的环形密封坝，0<h1<H，h1/H的最佳值为0.25-0.5，H为环体端面的径向宽度。
本发明每组动压槽组沿周向均布，动压槽所跨圆周角度α与堰区所跨圆周角度β相等，α＝β。
本发明其阶梯圆弧槽T1、T2中的各阶梯槽深度自中心向两翼深度呈阶梯形变浅，每层阶梯的深度差为2-4微米；进气槽K的深度为40-60微米，宽度为2-5毫米。
本发明上述动压槽组是采用激光打标机刻制加工，将图样输入激光打标机，设定矢量时间步长、电流强度、空矢量步长、q频率、打标遍数完成对各层阶梯槽形状和深度的刻制。
经过试验验证表明，本开设发明动压槽的机械密封端面具有优良的动压效果，与深度渐变槽相比动压效果相当，但是加工简单效率高成本低，理论计算结果显示刚漏比较大，长周期运转及连续启停几十次端面无磨损。

Claims (5)

1、一种可双向旋转的阶梯圆弧槽机械密封端面，在机械密封装置的动环或静环端面上沿圆周方向均匀分布开设有动压槽组，其特征是每个动压槽组由径向进气槽(K)和在进气槽(K)左右呈对称分布开设的阶梯圆弧槽(T)构成，阶梯圆弧槽(T)在半径方向上开设有1-4列，阶梯圆弧槽(T)形状为燕尾形，每列阶梯圆弧槽(T1、T2)的内外边弧线(T1’、T1”、T2’、T2”)均为圆弧；阶梯圆弧槽(T1)的内边弧线(T1”)为同心圆(Rt1)弧线，阶梯圆弧槽(T1)的外边弧线(T1’)为槽角(a1、a1’)与外圆(Ro)交接的弧线；阶梯圆弧槽(T2)的内边弧线(T2”)为同心圆(Rt2)弧线，阶梯圆弧槽(T2)的外边弧线(T2’)为槽角(a2、a2’)与同心圆(Rt1)弧线交接的弧线，其它列阶梯圆弧槽以此类推；阶梯圆弧槽(T1、T2)中的阶梯槽开设的数量至少为1个；阶梯圆弧槽中的各层阶梯圆弧槽的槽角(a、b、c、d、a’、b’、c’、d’)呈等距相间分布；阶梯槽的深度由浅至深，半径方向上排列的各列阶梯圆弧槽(T1—T2)在同一圆周角α中。
2、根据权利要求1所述的可双向旋转的阶梯圆弧槽机械密封端面，其特征是在环体端面设有径向宽度为h1的环形密封坝，0<h1<H，h1/H的最佳值为0.25-0.5，H为环体端面的径向宽度。
3、根据权利要求1所述的可双向旋转的阶梯圆弧槽机械密封端面，其特征是动压槽(T1、T2)所跨圆周角度α与堰区所跨圆周角度β相等，α＝β。
4、根据权利要求1所述的可双向旋转的阶梯圆弧槽机械密封端面，其特征是阶梯圆弧槽(T1、T2)中的名阶梯槽深度自中心向两翼深度呈阶梯形变浅，每层阶梯的深度差为2-4微米；进气槽(K)的深度为40-60微米，宽度为2-5毫米。
5、根据权利要求1或2或3或4所述的可双向旋转的阶梯圆弧槽机械密封端面的加工方法是，采用激光打标机刻制加工，将图样输入激光打标机，设定矢量时间步长、电流强度、空矢量步长、q频率、打标遍数完成对各层阶梯槽形状和深度的刻制。
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