CN106763795B - 一种适用于乏油工况的机械密封装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种适用于乏油工况的机械密封装置。本装置包括构成摩擦的动环和静环，所述动环和/或静环的密封端面上设置有微米级的锁油槽；锁油槽沿密封端面的圆周方向排布，圆环状的所述锁油槽沿密封端面的径向至少设置为三道，且所述锁油槽彼此同心设置。当动环随转轴旋转时，润滑油将会自密封端面的外缘处进入密封端面，当润滑油进入密封端面上的锁油槽时，润滑油将在其自身表面张力的作用下紧紧的依附在锁油槽中，从而锁油槽起到了将润滑油贮存在密封端面内的作用，有效地阻止了润滑油向外泄露，改善了密封端面的润滑状况，消除了在乏油工况下石墨环端面因磨损而出现疱疤等的破坏现象，确保了机械密封装置能够持续稳定可靠的工作。

Description

一种适用于乏油工况的机械密封装置
技术领域
本发明适用于轴承箱、曲轴箱等轴端密封装置，尤其涉及一种适用于乏油工况的机械密封装置。
背景技术
机械密封广泛应用于石油化工、航海、船舶、航天航空等领域。在密封流体充足以及冲洗方案合理的情况下，机械密封具有良好的密封性能和较长的使用寿命。而在轴承箱、曲轴箱等轴端用机械密封装置，由于冷却润滑介质不足且受空间限制无法安装辅助系统的条件下，密封装置在旋转过程中产生的搅拌热和密封环之间的摩擦热无法消除，可能会造成密封端面的破坏，且由于密封端面间的润滑极差，密封环会出现严重磨损等现象。尤其是对于石墨环材料制成的密封环摩擦副，其密封端面在磨损后极易产生疱疤，对机械密封的密封性能将产生很大影响。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种适用于乏油工况的机械密封装置。本发明在密封环的密封端面上设置有能够贮存润滑液的锁油槽，从而可以有效地阻止密封端面上的润滑油向外泄漏，保证了密封端面之间的润滑性能，也确保了整个装置的密封性能。
为了实现本发明的目的，本发明采用了以下技术方案：
一种适用于乏油工况的机械密封装置，包括构成摩擦的动环和静环，所述动环和/或静环的密封端面上设置有微米级的锁油槽；所述锁油槽沿密封端面的圆周方向排布，圆环状的所述锁油槽沿密封端面的径向至少设置为三道，且圆环状的所述锁油槽彼此同心设置。
优选的，任一圆环状的所述锁油槽均由若干圆弧状槽沿密封端面的圆周方向排布而成。
优选的，所述锁油槽的槽宽为20～150μm，槽深为10μm～30μm。
优选的，相邻锁油槽之间以及构成任一锁油槽的相邻圆弧状槽之间的间距均为20μm～300μm。
优选的，所述动环和/或静环的密封端面的边缘处开设有用于导流的动压槽。
优选的，当转轴的工作转速≤9000rpm时，动环的材料硬度应高于静环的材料硬度；当转轴的工作转速＞9000rpm时，动环的材料硬度与静环的材料硬度相当。
进一步优选的，当转轴的工作转速≤9000rpm时，动环的材料为SiC硬质合金，静环的材料为石墨环；当转轴的工作转速＞9000rpm时，动环的材料与静环的材料均为SiC硬质合金。
优选的，所述动压槽自密封端面的边缘处向密封端面的内侧呈内凹状，且动压槽的位于密封端面的内侧的槽面形状为平滑的曲线状。
优选的，所述动压槽的槽深自密封端面的边缘处向密封端面的内侧逐渐变小。
优选的，所述动压槽沿密封端面的圆周方向排布，动压槽的数量至少为4个，动压槽的槽深为5μm～15μm。
本发明的有益效果在于：
1)本发明在动环或静环的密封端面上设置有若干道同心的锁油槽。当动环随转轴旋转时，润滑油将会自密封端面的外缘处进入密封端面，由于锁油槽的槽深为微米级，因此，当润滑油进入密封端面上的锁油槽时，润滑油将在其自身表面张力的作用下紧紧的依附在锁油槽中，从而锁油槽起到了将润滑油贮存在密封端面内的作用，有效地阻止了润滑油向外泄露，改善了密封端面的润滑状况，消除了在乏油工况下石墨环端面因磨损而出现疱疤等的破坏现象，确保了机械密封装置能够持续稳定可靠的工作。
2)本发明中的锁油槽不但能够贮存润滑油，而且能够捕捉和贮存进入密封端面的固体颗粒，从而进一步保护了密封端面，保证了机械密封的密封性能。
3)本发明在动环和/或静环的密封端面的边缘处开设有用于导流的动压槽。则当转轴的工作转速＞9000rpm时，进入动压槽的润滑油分为两路，一路沿动压槽进入密封端面间，对密封端面进行润滑，改善密封端面间在高速转动下的润滑状况；另一路则在动压槽槽面的作用下重新流出密封端面，在上述过程中，由于动环和静环间的高速旋转而产生的泵压效应，处于动压槽内的润滑油对两个密封端面均产生向外的推力，即两密封端面在动压槽中的润滑油压的作用下有互相分离的趋势，从而极大的降低了密封端面间的摩擦热，提高了密封端面的润滑性能，确保了机械密封装置能够持续稳定可靠的工作。
4)本发明将所述动压槽的槽深设置为自密封端面的边缘处向密封端面的内侧逐渐变小，从而有助于润滑油进入密封端面，改善其润滑状况。
附图说明
图1为机械密封装置的结构示意图。
图2为设有锁油槽的密封端面示意图。
图3为设有锁油槽和动压槽的密封端面示意图。
图4为图3的局部放大图。
图中标记符号的含义如下：
10—转轴 20—动环 21-动环胶圈 30-静环 31-静环胶圈
40-法兰 42-法兰胶圈 42-卡圈 50-弹性元件
A-锁油槽 B-密封端面 C-动压槽
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。
如图2、3所示，一种适用于乏油工况的机械密封装置，包括构成摩擦的动环20和静环30，所述动环20和/或静环30的密封端面上设置有微米级的锁油槽A；所述锁油槽即为开设在密封端面B上的微米级浅槽。所述锁油槽A沿密封端面的圆周方向排布，圆环状的所述锁油槽A沿密封端面的径向至少设置为三道，且圆环状的所述锁油槽A彼此同心设置。
如图2、3所示，任一圆环状的所述锁油槽A均由若干圆弧状槽沿密封端面的圆周方向排布而成，即任一圆环状的所述锁油槽A在圆周方向上均不连续，而是分成若干个圆弧状的微米级浅槽。
如图2、3所示，所述锁油槽A的槽宽为20～150μm，槽深为10μm～30μm；同心的相邻锁油槽A之间的间距为20μm～300μm，而任一锁油槽A中的相邻圆弧状槽之间的间距也均为20μm～300μm。
当转轴10的工作转速≤9000rpm时，动环20的材料硬度应高于静环30的材料硬度，比如动环20的材料为SiC硬质合金，静环30的材料为石墨环；当转轴10的工作转速＞9000rpm时，动环20的材料硬度与静环30的材料硬度相当，比如动环20的材料与静环30的材料均为SiC硬质合金。
如图3所示，为了保证机械密封装置在＞9000rpm的高转速的情况下仍能保持良好的工作状态，本发明在动环20和/或静环30的密封端面的边缘处开设有用于导流的动压槽C。
如图3所示，所述动压槽C沿密封端面的圆周方向排布，动压槽C的数量≥4，动压槽C的槽深为5μm～15μm。
如图4所示，所述动压槽C自密封端面的边缘处向密封端面的内侧呈内凹状，且动压槽C的位于密封端面的内侧的槽面形状为平滑的曲线状。动压槽C可以设计为如半圆槽、波形槽等形状。
为了保证润滑油在高转速情况下能够顺利进入密封端面，所述动压槽C的槽深自密封端面的边缘处向密封端面的内侧逐渐变小。
如图4所示，当转轴的工作转速＞9000rpm时，进入动压槽C的润滑油分为两路，一路沿动压槽C进入密封端面间(如图4动压槽C处向下的箭头所示)，对密封端面B进行润滑，改善密封端面间在高速转动下的润滑状况；另一路则在动压槽槽面C的作用下重新流出密封端面B(如图4动压槽C处向上的箭头所示)，在上述过程中，由于动环和静环间的高速旋转而产生的泵压效应，处于动压槽内的润滑油对两个密封端面均产生向外的推力，实现对密封装置的保护。

Claims (6)

1.一种适用于乏油工况的机械密封装置，包括构成摩擦副的动环(20)和静环(30)，其特征在于：所述动环(20)和/或静环(30)的密封端面上设置有微米级的锁油槽(A)；所述锁油槽(A)沿密封端面的圆周方向排布，圆环状的所述锁油槽(A)沿密封端面的径向至少设置为三道，且圆环状的所述锁油槽(A)彼此同心设置；
所述动环(20)和/或静环(30)的密封端面的边缘处开设有用于导流的动压槽(C)；
当转轴(10)的工作转速≤9000rpm时，动环(20)的材料为SiC硬质合金，静环(30)的材料为石墨环；当转轴(10)的工作转速＞9000rpm时，动环(20)的材料与静环(30)的材料均为SiC硬质合金；
所述动压槽(C)沿密封端面的圆周方向排布，动压槽(C)的数量至少为4个，动压槽(C)的槽深为5μm～15μm。
2.如权利要求1所述的一种适用于乏油工况的机械密封装置，其特征在于：任一圆环状的所述锁油槽(A)均由若干圆弧状槽沿密封端面的圆周方向排布而成。
3.如权利要求1或2所述的一种适用于乏油工况的机械密封装置，其特征在于：所述锁油槽(A)的槽宽为20～150μm，槽深为10μm～30μm。
4.如权利要求2所述的一种适用于乏油工况的机械密封装置，其特征在于：相邻锁油槽(A)之间以及构成任一锁油槽(A)的相邻圆弧状槽之间的间距均为20μm～300μm。
5.如权利要求1所述的一种适用于乏油工况的机械密封装置，其特征在于：所述动压槽(C)自密封端面的边缘处向密封端面的内侧呈内凹状，且动压槽(C)的位于密封端面的内侧的槽面形状为平滑的曲线状。
6.如权利要求5所述的一种适用于乏油工况的机械密封装置，其特征在于：所述动压槽(C)的槽深自密封端面的边缘处向密封端面的内侧逐渐变小。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN109578586A (zh) * 2018-10-19 2019-04-05 广州市昊志机电股份有限公司 一种陶瓷密封结构及包含该结构的轴芯
CN110848390A (zh) * 2019-10-28 2020-02-28 江苏大学 一种局部圆弧织构化机械密封
CN111520477A (zh) * 2020-06-03 2020-08-11 兰州理工大学 一种似八卦状机械密封端面结构
CN113007581A (zh) * 2021-02-23 2021-06-22 湖北菲博尔高温节能科技有限公司 一种防止数控机床轴承箱内润滑剂泄露的密封结构

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101701585A (zh) * 2009-10-20 2010-05-05 昆明理工大学 双向自上游泵送机械密封环
CN101696728B (zh) * 2009-10-23 2011-12-21 浙江工业大学 一种具有跨尺度表面织构特征的液体润滑端面密封结构
CN201771741U (zh) * 2010-06-30 2011-03-23 上海乐合流体机械有限公司 用于高速泵的机械密封装置
CN104019237B (zh) * 2014-05-29 2016-12-07 浙江工业大学 深槽环带动压型端面机械密封结构
CN104165229A (zh) * 2014-07-30 2014-11-26 浙江工业大学 液体润滑圆环槽端面机械密封结构
CN106015572B (zh) * 2016-07-27 2018-05-08 浙江工业大学 一种可双向旋转的跨尺度槽孔结合端面机械密封结构

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