CN113294524A - 一种非接触式密封结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种非接触式密封结构，包括主体件和介质输送通道；主体件的一侧为待密封腔体、另一侧为常压外部环境；主体件开设有连通待密封腔体和常压外部环境的通道；介质输送通道设置在主体件内部；介质输送通道的出口靠近通道，并位于主体件朝向常压外部环境的一侧；介质输送通道中与出口连通的预设区的截面面积沿介质输送方向逐渐减小。上述非接触式密封结构中，介质输送通道中与出口连通的预设区的截面面积沿介质输送方向逐渐减小，使出口处流速增大，压力降低，确保待密封腔体内的流体在通道两侧压差作用下通过通道流向常压外部环境，防止通道内流体发生逆向流通，使待密封腔体实现相对隔绝和密封，适于动密封。
Description
技术领域
本发明涉及机械工业技术领域，更具体地说，涉及一种非接触式密封结构。
背景技术
现有技术中，密封结构一般采用由密封圈等密封件贴紧待密封结构件的表面，使两者形成密封面，阻断两侧的介质交互，构成密封。
但是，现有密封结构要求密封件与结构件直接接触，密封面平整，甚至需要施加密封油等，难以适应动密封。
另外，现有技术的密封结构还不适用于对不可接触的零部件密封、对异形结构的零部件密封。
综上所述，如何解决现有密封结构中因采用密封件需满足直接解决、密封面平整，甚至需施加密封油等措施，难以适应动密封，是本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种非接触式密封结构，其主体件的内部设有介质输送通道，能使介质在出口处流速增大，压力降低，确保待密封腔体内的流体在通道两侧压差作用下通过通道流向常压外部环境，防止通道内流体发生逆向流通，使待密封腔体实现相对隔绝和密封，无需采用密封件与主体件、穿过通道的部件接触，不需要密封面平整，更无需施加密封油等，适于动密封。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种非接触式密封结构，包括：
主体件，所述主体件的一侧为待密封腔体、另一侧为常压外部环境；所述主体件开设有连通所述待密封腔体和所述常压外部环境的通道；
介质输送通道，所述介质输送通道设置在所述主体件内部；所述介质输送通道的出口靠近所述通道，并位于所述主体件朝向所述常压外部环境的一侧；所述介质输送通道中与所述出口连通的预设区的截面面积沿介质输送方向逐渐减小。
优选的，上述非接触式密封结构中，所述介质输送通道为多个，且各所述介质输送通道的出口沿所述通道的周向布置。
优选的，上述非接触式密封结构中，所述介质输送通道为两个，且两者对称分布在所述通道两侧。
优选的，上述非接触式密封结构中，所述通道为长条状；所述介质输送通道的出口为长条状，并且所述出口与所述通道平行布置。
优选的，上述非接触式密封结构中，所述介质输送通道沿输送方向依次包括内腔和所述预设区；所述预设区为收缩区，并且所述收缩区的末端与所述出口连通。
优选的，上述非接触式密封结构中，所述主体件中朝向所述常压外部环境的一侧设有扩散腔，所述扩散腔分别与所述介质输送通道的出口、所述通道连通；所述扩散腔中至少部分区域的截面面积沿由所述主体件到所述常压外部环境的方向逐渐增加。
优选的，上述非接触式密封结构中，所述扩散腔的内壁面沿由所述主体件到所述常压外部环境的方向，包括依次连接的倾斜内壁面和平行内壁面；所述平行内壁面与由所述主体件到所述常压外部环境的方向平行；所述倾斜内壁面的两端分别与所述出口和所述平行内壁面连接。
优选的，上述非接触式密封结构中，所述倾斜内壁面与由所述主体件到所述常压外部环境的方向的夹角为预设角度。
优选的，上述非接触式密封结构中，所述预设角度的范围为3°-8°。
本发明提供一种非接触式密封结构，包括主体件和介质输送通道；主体件的一侧为待密封腔体、另一侧为常压外部环境；主体件开设有连通待密封腔体和常压外部环境的通道；介质输送通道设置在主体件内部；介质输送通道的出口靠近通道，并位于主体件朝向常压外部环境的一侧；介质输送通道中与出口连通的预设区的截面面积沿介质输送方向逐渐减小。
本发明提供的非接触式密封结构中，介质输送通道中与出口连通的预设区的截面面积沿介质输送方向逐渐减小，使出口处流速增大，压力降低，确保待密封腔体内的流体在通道两侧压差作用下通过通道流向常压外部环境，防止通道内流体发生逆向流通，使待密封腔体实现相对隔绝和密封，无需采用密封件与主体件、穿过通道的部件接触，不需要密封面平整，更无需施加密封油等，适于动密封。
另外，本发明提供的非接触式密封结构不需与被密封面接触，适于对不可接触零部件进行密封，还适于对异形结构的零部件密封。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的非接触式密封结构的示意图；
图2为本发明实施例提供的非接触式密封结构在应用时各区域压力示意图；
图3为本发明实施例提供的非接触式密封结构的剖视图；
图4为本发明实施例提供的非接触式密封结构的立体结构图；
图5为本发明实施例提供的非接触式密封结构的另一角度立体结构图；
图6为本发明实施例提供的文丘里原理图；
其中，图1-图5中：
主体件100；介质输送通道101；内腔111；预设区112；出口1011；通道102；扩散腔103；倾斜内壁面131；平行内壁面132；带材200。
具体实施方式
本发明实施例公开了一种非接触式密封结构，其主体件的内部设有介质输送通道，能使介质在出口处流速增大，压力降低，确保待密封腔体内的流体在通道两侧压差作用下通过通道流向常压外部环境，防止通道内流体发生逆向流通，使待密封腔体实现相对隔绝和密封，无需采用密封件与主体件、穿过通道的部件接触，不需要密封面平整，更无需施加密封油等，适于动密封。
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，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-图5，本发明实施例提供一种非接触式密封结构，包括主体件100和介质输送通道101；主体件100的一侧为待密封腔体、另一侧为常压外部环境；主体件100开设有连通待密封腔体和常压外部环境的通道102；介质输送通道101设置在主体件100内部；介质输送通道101的出口1011靠近通道102，并位于主体件100朝向常压外部环境的一侧；介质输送通道101中与出口1011连通的预设区112的截面面积沿介质输送方向逐渐减小。
本发明实施例提供的非接触式密封结构中，介质输送通道101中与出口1011连通的预设区112的截面面积沿介质输送方向逐渐减小，使出口1011处流速增大、压力降低，确保待密封腔体内的流体在通道102两侧压差作用下通过通道102流向常压外部环境，防止通道102内流体发生逆向流通，使待密封腔体实现相对隔绝和密封，无需采用密封件与主体件100、穿过通道102的部件接触，不需要密封面平整，更无需施加密封油等，适于动密封。
另外，本发明实施例提供的非接触式密封结构不需与被密封面接触，适于对不可接触零部件进行密封，还适于对异形结构的零部件密封。
上述非接触式密封结构中，介质输送通道101为多个，且各介质输送通道101的出口1011沿通道102的周向布置。
上述非接触式密封结构中，介质输送通道101为两个，且两者对称分布在通道102两侧。
上述非接触式密封结构中，通道102为长条状；介质输送通道101的出口1011为长条状，并且出口1011与通道102平行布置，如图1、2、3、5所示。
介质输送通道101沿输送介质的方向依次包括内腔111和上述预设区112；预设区112为收缩区，并且收缩区的末端与出口1011连通。
主体件100中朝向常压外部环境的一侧设有扩散腔103，扩散腔103分别与介质输送通道101的出口1011、通道102连通；扩散腔103中至少部分区域的截面面积沿由主体件100到常压外部环境的方向逐渐增加，如图1所示。
本实施例提供的非接触式密封结构设有扩散腔103，利于增大通道102两侧的压差，提高密封效果。
具体的，上述非接触式密封结构中，扩散腔103的内壁面沿由主体件100到常压外部环境的方向，包括依次连接的倾斜内壁面131和平行内壁面132；平行内壁面132与由主体件100到常压外部环境的方向平行；倾斜内壁面131的两端分别与出口1011和平行内壁面132连接。
倾斜内壁面131与由主体件100到常压外部环境的方向的夹角为预设角度。上述预设角度的范围为3°-8°。
如图2所示，本实施例提供的非接触式密封结构中，介质输送通道101内输送高压介质形成高压内部腔体区域②，高压介质由出口1011排至扩散腔103内形成低压高速流动区③，然后介质到达常压外部环境区④；待密封腔体区域①的气体在通道102两侧压差作用下通过通道102向扩散腔103流动，使该待密封腔体区域①和通道102的空间形成低压控制腔体区。
本发明实施例提供的非接触式密封结构应用文丘里原理，文丘里原理如图6所示气动真空发生器：
气动真空发生器的工作原理基于文丘里远离，压缩空气被送入真空发生器(A)中；由于动力喷嘴(文丘里喷嘴(B))的截面减小，故压缩空气流速加快，动压增大，而空气静压同时减小；一旦压缩空气通过动力喷嘴，流速加快的空气就会膨胀，并产生真空；空气通过真空接口(D)被“吸入”真空发生器内；压缩空气通过消音器(C)与“吸入”的空气一同从真空发生器内排出。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种非接触式密封结构，其特征在于，包括：
主体件，所述主体件的一侧为待密封腔体、另一侧为常压外部环境；所述主体件开设有连通所述待密封腔体和所述常压外部环境的通道；
介质输送通道，所述介质输送通道设置在所述主体件内部；所述介质输送通道的出口靠近所述通道，并位于所述主体件朝向所述常压外部环境的一侧；所述介质输送通道中与所述出口连通的预设区的截面面积沿介质输送方向逐渐减小。
2.根据权利要求1所述的非接触式密封结构，其特征在于，所述介质输送通道为多个，且各所述介质输送通道的出口沿所述通道的周向布置。
3.根据权利要求2所述的非接触式密封结构，其特征在于，所述介质输送通道为两个，且两者对称分布在所述通道两侧。
4.根据权利要求3所述的非接触式密封结构，其特征在于，所述通道为长条状；所述介质输送通道的出口为长条状，并且所述出口与所述通道平行布置。
5.根据权利要求1所述的非接触式密封结构，其特征在于，所述介质输送通道沿输送方向依次包括内腔和所述预设区；所述预设区为收缩区，并且所述收缩区的末端与所述出口连通。
6.根据权利要求1或5所述的非接触式密封结构，其特征在于，所述主体件中朝向所述常压外部环境的一侧设有扩散腔，所述扩散腔分别与所述介质输送通道的出口、所述通道连通；所述扩散腔中至少部分区域的截面面积沿由所述主体件到所述常压外部环境的方向逐渐增加。
7.根据权利要求6所述的非接触式密封结构，其特征在于，所述扩散腔的内壁面沿由所述主体件到所述常压外部环境的方向，包括依次连接的倾斜内壁面和平行内壁面；所述平行内壁面与由所述主体件到所述常压外部环境的方向平行；所述倾斜内壁面的两端分别与所述出口和所述平行内壁面连接。
8.根据权利要求7所述的非接触式密封结构，其特征在于，所述倾斜内壁面与由所述主体件到所述常压外部环境的方向的夹角为预设角度。
9.根据权利要求8所述的非接触式密封结构，其特征在于，所述预设角度的范围为3°-8°。
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|---|---|---|---|
| CN202110560342.9A CN113294524A (zh) | 2021-05-21 | 2021-05-21 | 一种非接触式密封结构 |
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