專利名稱：雙向干氣密封摩擦副的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及干氣密封裝置技術領域，具體涉及干氣密封裝置的摩擦副。
背景技術：
螺旋槽形端面密封件常用于旋轉軸和殼體之間的非接觸式密封。在兩個密封面中，其中之一相時于另一密封面轉動，由至少一個密封表面上的螺旋槽將壓力流體泵送到密封表面之間形成流體膜，在兩密封面之間保持空隙。在這種目前常用的螺旋槽形端面密封件中具有環(huán)狀主密封環(huán)，其具有徑向延伸的密封面，它相片于環(huán)狀配合密封環(huán)的徑向延伸的密封面進行密封。在操作過程中，主密封環(huán)或配合密封環(huán)隨著軸轉動，且包括徑向密封面，該密封面相對于另一密封環(huán)的徑向密封面進行密封，所述另一密封壞自身密封地設五在殼體上。在常規(guī)的接觸式密封件中，相對轉動的過程中，兩密封面之間的摩擦產生熱，弓I 起密封面變形，縮短密封元件的壽命，還會產生其他不希望有的情況。已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，在相對轉動的徑向密封面之間的非常狹窄的空隙或空間可以使非常少量的密封流體泄漏或流到低壓一側，但是發(fā)現(xiàn)引導流體穿過相對轉動的密封面之間提供了對流冷卻效果，它可以防止產生不希望的熱量。通過一系列的在一個主密封環(huán)或配合密封環(huán)或兩個密封環(huán)的密封面上的螺旋槽即可獲得這種間隙，這是因為一個密封環(huán)相對于另一密封環(huán)轉動，如同泵機構一樣，迫使流體在密封面之間流動。流體的流動將密封面分開，流體如同潤滑劑膜的作用，保持空隙并使得密封面相互相對滑動，在它們之間不產生直接接觸。密封面只能沿一個方面泵送流體，提供在密封面之間形成一定厚度的流體膜。此外，在現(xiàn)有技術中，密封面上螺旋槽的方向呈非對稱性，為了在密封面之間形成空隙，旋轉的密封面只能朝著一個方向轉動。軸朝著相反方向旋轉或密封環(huán)安裝不恰當時，在密封面之間將產生真空而不是空隙。這樣，設備在運轉過程中將使密封元件嚴重損壞。

發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種能雙向旋轉的、具有梯形動壓槽的干氣密封摩擦副，以解決現(xiàn)在普遍使用的螺旋槽形端面密封件的旋轉的密封面只能朝著一個方向轉動，軸朝著相反方向旋轉將會嚴重損壞的問題。為達到上述發(fā)明目的，本發(fā)明所采用的技術方案為提供了一種雙向干氣密封摩擦副，包括動環(huán)和靜環(huán)，在動環(huán)或靜環(huán)上沿周向均勻分布有動壓槽，動壓槽與動壓槽間形成了密封壩，動壓槽、密封壩組成密封帶，密封帶與密封環(huán)內沿之間為密封堰；所述動壓槽為梯形槽組，所述梯形槽組由第一梯形槽和第二梯形槽組成；第一梯形槽和第二梯形槽在動環(huán)或靜環(huán)的徑向上相互重疊，第一梯形槽在上游，第二梯形槽在下游；第一梯形槽的第一頂邊與動環(huán)或靜環(huán)的密封環(huán)外沿重合，并形成高壓隔離氣體的吸入口 ；第一梯形槽和第二梯形槽基本上呈等腰梯形，并以第一頂邊的中垂線為對稱軸。所述第一梯形槽是由第一頂邊、第一底邊和兩條對稱的第一側邊構成邊界；所述第二梯形槽是由第二頂邊、第二底邊和兩條對稱的第二側邊構成邊界；所述第一底邊和第二頂邊重合，將第一梯形槽和第二梯形槽貫通；所述第一頂邊比第一底邊短，所述第二頂邊比第二底邊短。從所述第一頂邊的一個端點引出的密封環(huán)外沿切線與該端點對應一側的第一側邊的夾角為42°。從所述第一頂邊的一個端點引出的密封環(huán)外沿切線與該端點對應一側的第二側邊的夾角為42°。所述第一底邊所占圓周方向的夾角為19°。所述第一底邊為一與動環(huán)或靜環(huán)同心的圓弧，第一底邊的半徑為61. 8_。所述第二底邊所占圓周方向的夾角為21°。所述第二底邊為一與動環(huán)或靜環(huán)同心的圓弧，第二底邊的半徑為55. 5_。密封環(huán)外沿的半徑為68mm,密封環(huán)內沿的半徑為44mm ;所述第一頂邊所占圓周方向的夾角為4. 8°。所述梯形槽組數(shù)量為十二個，兩相鄰對稱軸的夾角為30°。綜上所述，本實用型的有益效果是
I、與通常的螺旋槽只能單向旋轉相比，梯形槽組具有可雙向旋轉的特性，無論順時針或是逆時針旋轉，梯形槽組都能產生動壓效應。這便使密封更具通用性，不受設備旋向束縛。2、梯形槽組產生的氣膜非常穩(wěn)定，能用于較高壓力。特別適合要求穩(wěn)定的中低壓設備。


圖I為本發(fā)明的結構示意圖。其中
lo-一密封帶ll—一密封環(huán)外沿20—密封堰21—一密封環(huán)內沿30—密封壩40—一梯形槽組41——第—-梯形槽42——第二:梯形槽411-——第-一頂邊412-——第-一底邊413,414一—第一側421-—第:二底邊422,423一—第二側50—對稱軸
a-兩相鄰對稱軸的夾角
b——第二底邊所占圓周方向的夾角
4c-第一底邊所占圓周方向的夾角
dl——從所述第一頂邊的一個端點引出的密封環(huán)外沿切線與該端點對應一側的第一側邊的夾角
d2——從所述第一頂邊的一個端點引出的密封環(huán)外沿切線與該端點對應一側的第二側邊的夾角
e——第一頂邊所占圓周方向的夾角 Rl——第二底邊的半徑 R2——第一底邊的半徑 R3—密封環(huán)外沿的半徑 R4—密封環(huán)內沿的半徑
dl——從第一頂邊端點引出的密封環(huán)外沿切線與第一側邊的夾角 d2——從第一頂邊端點引出的密封環(huán)外沿切線與第二側邊的夾角。
具體實施例方式下面結合附圖I對本發(fā)明的具體實施方式
做詳細地描述
一種雙向干氣密封摩擦副，包括動環(huán)和靜環(huán)，在動環(huán)或靜環(huán)上沿周向均勻分布有十二個動壓槽，動壓槽與動壓槽間形成了密封壩30，動壓槽、密封壩30組成密封帶10，密封帶10 與密封環(huán)內沿21之間為密封堰20 ;所述動壓槽為梯形槽組40，所述梯形槽組由第一梯形槽 41和第二梯形槽42組成。第一梯形槽41和第二梯形槽42在動環(huán)或靜環(huán)的徑向上相互重疊，第一梯形槽41 在上游，第二梯形槽42在下游。所述第一梯形槽41是由第一頂邊411、第一底邊412和兩條對稱的第一側邊413、414構成邊界；所述第二梯形槽42是由第二頂邊、第二底邊421和兩條對稱的第二側邊422、423構成邊界。第一梯形槽41的第一頂邊411與動環(huán)或靜環(huán)的密封環(huán)外沿11重合，并形成高壓隔離氣體的吸入口 ；所述第一底邊412和第二頂邊重合，將第一梯形槽41和第二梯形槽42 貫通；所述第一頂邊411比第一底邊412短，所述第二頂邊比第二底邊421短。第一梯形槽 41和第二梯形槽42基本上呈等腰梯形，并以第一頂邊411的中垂線為對稱軸50。兩相鄰對稱軸50的夾角a為30°。所述第一側邊413、414和第二側邊422、423是直線段。從所述第一頂邊411的一個端點引出的密封環(huán)外沿切線與該端點對應一側的第一側邊的夾角dl為42°。從所述第一頂邊411的一個端點引出的密封環(huán)外沿切線與該端點對應一側的第二側邊的夾角d2為 42°。所述第一底邊412為一與動環(huán)或靜環(huán)同心的圓弧，其半徑R2為61. 8mm，其所占圓周方向的夾角c為19°。所述第二底邊421為一與動環(huán)或靜環(huán)同心的圓弧，其半徑Rl為 55. 5mm,其所占圓周方向的夾角b為21°。密封環(huán)外沿的半徑R3為68mm，密封環(huán)內沿的半徑R4為44mm ;所述第一頂邊411 所占圓周方向的夾角e為4. 8°。當設置有梯形槽組40的動環(huán)或靜環(huán)順時針轉動或相對轉動時，第一側邊414和第二側邊423將高壓隔離氣體從吸入口吸入后推動或泵送向下游，第一側邊414和第二側邊423分別配合第一底邊412和第二底邊421將高壓隔離氣體壓力升高，到密封堰20后形成一定壓力，并以形成氣膜，將動環(huán)和靜環(huán)分離，以及隔離密封介質。同理，在逆時針轉動或相對轉動時，則是另一邊的第一側邊413和另一邊的第二側邊422將高壓隔離氣體從吸入口吸入后推動或泵送向下游，另一邊的第一側邊413和另一邊的第二側邊422分別配合第一底邊412和第二底邊421將高壓隔離氣體壓力升高，到密封堰20后形成一定壓力，并以形成氣膜，將動環(huán)和靜環(huán)分離，以及隔離密封介質。綜上所述，本實用型的有益效果是
I、與通常的螺旋槽只能單向旋轉相比，梯形槽組具有可雙向旋轉的特性，無論順時針或是逆時針旋轉，梯形槽組都能產生動壓效應。這便使密封更具通用性，不受設備旋向束縛。2、梯形槽組產生的氣膜非常穩(wěn)定，能用于較高壓力。特別適合要求穩(wěn)定的中低壓設備。需要說明的是，以上尺寸和角度等的值，因為機械加工、材料的因素都會存在一定的合理的公差，因而不可能絕對的等于所本發(fā)明所標出的值。本發(fā)明并不限于上述實例。如，其中梯形槽組40并不限于一定為十二個。梯形槽組40并不一定只限于由第一梯形槽41和第二梯形槽42兩個梯形槽組成，也可以為一個或兩個以上。如在本發(fā)明的權利要求書所限定的范圍內，本領域技術人員不經(jīng)創(chuàng)造性勞動即可做出的各種變形或修改均受本專利的保護。
權利要求
1.雙向干氣密封摩擦副，包括動環(huán)和靜環(huán)，在動環(huán)或靜環(huán)上沿周向均勻分布有動壓槽， 動壓槽與動壓槽間形成了密封壩(30)，動壓槽、密封壩(30)組成密封帶(10)，密封帶(10) 與密封環(huán)內沿(21)之間為密封堰(20);其特征在于所述動壓槽為梯形槽組(40)，所述梯形槽組由第一梯形槽(41)和第二梯形槽(42)組成；第一梯形槽(41)和第二梯形槽(42)在動環(huán)或靜環(huán)的徑向上相互重疊，第一梯形槽(41)在上游，第二梯形槽(42)在下游；第一梯形槽(41)的第一頂邊(411)與動環(huán)或靜環(huán)的密封環(huán)外沿(11)重合，并形成高壓隔離氣體的吸入口 ；第一梯形槽(41)和第二梯形槽(42)基本上呈等腰梯形，并以第一頂邊(411)的中垂線為對稱軸(50)。
2.按照權利要求I所述的雙向干氣密封摩擦副，其特征在于所述第一梯形槽(41)是由第一頂邊(411)、第一底邊(412)和兩條對稱的第一側邊(413、414)構成邊界；所述第二梯形槽(42)是由第二頂邊、第二底邊(421)和兩條對稱的第二側邊(422、423)構成邊界；所述第一底邊(412)和第二頂邊重合，將第一梯形槽(41)和第二梯形槽(42)貫通；所述第一頂邊(411)比第一底邊(412)短，所述第二頂邊比第二底邊(421)短。
3.按照權利要求2所述的雙向干氣密封摩擦副，其特征在于從所述第一頂邊(411)的一個端點引出的密封環(huán)外沿切線與該端點對應一側的第一側邊的夾角(dl)為42°。
4.按照權利要求2所述的雙向干氣密封摩擦副，其特征在于從所述第一頂邊(411)的一個端點引出的密封環(huán)外沿切線與該端點對應一側的第二側邊的夾角(d2)為42°。
5.按照權利要求2所述的雙向干氣密封摩擦副，其特征在于所述第一底邊(412)所占圓周方向的夾角(c)為19°。
6.按照權利要求2或5所述的雙向干氣密封摩擦副，其特征在于所述第一底邊(412) 為一與動環(huán)或靜環(huán)同心的圓弧，第一底邊的半徑(R2)為61. 8_。
7.7、按照權利要求2所述的雙向干氣密封摩擦副，其特征在于所述第二底邊(42)所占圓周方向的夾角(b)為21°。
8.按照權利要求2或7所述的雙向干氣密封摩擦副，其特征在于所述第二底邊(421) 為一與動環(huán)或靜環(huán)同心的圓弧，第二底邊(421)的半徑(Rl)為55. 5mm。
9.按照權利要求2所述的雙向干氣密封摩擦副，其特征在于密封環(huán)外沿的半徑(R3) 為68mm,密封環(huán)內沿的半徑(R4)為44mm ;所述第一頂邊(411)所占圓周方向的夾角(e)為 4.8°。
10.按照權利要求I或2所述的雙向干氣密封摩擦副，其特征在于所述梯形槽組(40) 數(shù)量為十二個，兩相鄰對稱軸(50)的夾角(a)為30°。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種雙向干氣密封摩擦副，在動環(huán)或靜環(huán)上沿周向均勻分布有動壓槽，動壓槽為由第一梯形槽和第二梯形槽組成的梯形槽組；第一梯形槽和第二梯形槽在動環(huán)或靜環(huán)的徑向上相互重疊，第一梯形槽在上游，第二梯形槽在下游；第一梯形槽的第一頂邊與動環(huán)或靜環(huán)的密封環(huán)外沿重合，并形成高壓隔離氣體的吸入口；第一梯形槽和第二梯形槽基本上呈等腰梯形，并以第一頂邊的中垂線為對稱軸。本發(fā)明具有可雙向旋轉的特性，論順時針或是逆時針旋轉，梯形槽組都能產生動壓效應。使密封更具通用性，不受設備旋向束縛。梯形槽組產生的氣膜非常穩(wěn)定，能用于較高壓力。特別適合要求穩(wěn)定的中低壓設備。
文檔編號F16J15/40GK102588605SQ20121007697
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月22日 優(yōu)先權日2012年3月22日
發(fā)明者彭建, 洪先志 申請人:成都一通密封有限公司