楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。
[0030]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，定義術(shù)語:以靠近靜環(huán)本體的軸線的方向為“內(nèi)”、以遠(yuǎn)離靜環(huán)本體的軸線的方向為“外”，以靠近密封端面的方向為“前”、以遠(yuǎn)離密封端面的方向為“后，術(shù)語僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0031]參閱圖1-圖6，是本發(fā)明所提出的接觸式機(jī)械密封靜環(huán)總成的第一個實施例，一種接觸式機(jī)械密封靜環(huán)總成包括靜環(huán)本體I和位于靜環(huán)本體I后端的端蓋2，其中靜環(huán)本體I的前端面為密封端面11，在靜環(huán)本體I上至少設(shè)置有一個后端開口的腔體12，并且端蓋2是用于密封腔體12后端的開口，在腔體12內(nèi)設(shè)置有毛細(xì)芯材料3和冷凝劑。
[0032]本實施例中，通過在靜環(huán)本體I上至少設(shè)置有一個后端開口的腔體12，并在腔體內(nèi)設(shè)置有毛細(xì)芯材料3和液態(tài)的冷凝劑；當(dāng)靜環(huán)總成處于工作狀態(tài)時，靜環(huán)與動環(huán)配合起到密封作用，靜環(huán)的密封端面11處磨擦生成大量磨擦熱，也就是密封端面的溫度最高，并通過靜環(huán)本體I向外、向后傳遞熱量，因而腔體12內(nèi)靠近密封端面11的溫度最高；腔體12的前端靠近密封端面11，也就是腔體12前端的溫度較高，使得冷凝劑吸熱被汽化為氣態(tài)，進(jìn)而腔體12前端的氣壓增大，此時氣態(tài)的冷凝劑向腔體12內(nèi)氣壓低的區(qū)域流動，使得冷凝劑被冷凝為液態(tài)并附著在毛細(xì)芯材料3上，之后毛細(xì)芯材料3將液態(tài)的冷凝劑向腔體12的前端輸送。這樣在靠近密封端面11的高溫區(qū)冷凝劑被氣化過程中吸熱，降低了腔體12內(nèi)靠近密封端面11處的溫度，進(jìn)而降低了密封端面11的溫度；在低溫區(qū)冷凝劑被冷凝為液態(tài)過程中放熱。這樣根據(jù)熱管原理，利用腔體12內(nèi)的溫度差，形成了冷凝劑從液態(tài)、到氣態(tài)、再到液態(tài)的一個相變的循環(huán)，實現(xiàn)了將密封端面11處的大量的熱快速帶走，減小密封端面11的熱應(yīng)力、及熱變形，提高密封的穩(wěn)定性以延長使用壽命。
[0033]當(dāng)然，在靜環(huán)總成工作過程中，冷卻液流過靜環(huán)本體I的外側(cè)，用于給密封端面11降溫，所以在腔體12內(nèi)靠近靜環(huán)本體I的外側(cè)，也就是腔體12的外徑側(cè)溫度較低，以及腔體12的后部溫度較低，也就是腔體12的外徑側(cè)和腔體12的后部為低溫區(qū)。也就是冷凝劑在腔體12的前端被氣化，在腔體12的外徑側(cè)或者腔體12的后部被冷凝為液體。
[0034]在本實施例中，參見圖2和圖3所示，腔體12后端的開口使為了將毛細(xì)芯材料3設(shè)置在腔體2的內(nèi)部，端蓋2是用于密封腔體12后端的開口，端蓋2通過焊接或過盈配合安裝在靜環(huán)本體I的后端面上。
[0035]在本實施例中，參見圖3所示，在腔體12內(nèi)的前端面和外徑面上設(shè)置有毛細(xì)芯材料3，并且設(shè)置在前端面和外徑面之間的毛細(xì)芯材料3是連續(xù)的；毛細(xì)芯材料3為多孔材料就可，優(yōu)選為尼龍纖維或耐綸纖維；毛細(xì)芯材料3主要用于輸送冷凝劑，也用于液態(tài)冷凝劑的附著；通過設(shè)置在前端面和外徑面之間的毛細(xì)芯材料3是連續(xù)的，或者說前端面和外徑面上的毛細(xì)芯材料3是連續(xù)的，也就是毛細(xì)芯材料3能夠?qū)⒁簯B(tài)的冷凝劑從外徑面處輸送到前端面處。毛細(xì)芯材料3可以為片狀，貼合在腔體12的前端面和外徑面上；設(shè)置毛細(xì)芯材料3后，在腔體12內(nèi)還具有較大的空間用于氣態(tài)冷凝劑的流動。
[0036]參見圖4所示，為了進(jìn)一步提高端蓋2與靜環(huán)本體I的密封，在端蓋2上開設(shè)有與靜環(huán)本體I的后端面相匹配的環(huán)形槽口 21，槽口 21開設(shè)置在端蓋2的外側(cè)，并在槽口 21上纏繞有環(huán)氧基樹脂或者噴涂有鎳基合金，以提高端蓋2與靜環(huán)本體I的密封。
[0037]本實施例中，參見圖5和圖6所示，在靜環(huán)本體I的圓周方向均布有三個扇環(huán)形的腔體12，設(shè)置腔體12的前端面與密封端面11之間的距離d為0.8?1.2mm，使得密封端面11與腔體12之間的熱量傳遞較快，有助于密封端面11處的熱量散失，降低密封端面11的溫度。
[0038]為了將冷凝劑注入腔體12內(nèi)，在靜環(huán)本體I上開設(shè)有與腔體12相連通的注入孔13，冷凝劑通過注入孔13注入；對于冷凝劑的注入量，設(shè)置將毛細(xì)芯材料3浸濕就可，一般注入I?2ml。在靜環(huán)本體I上設(shè)置有用于密封注入孔13的堵頭4。
[0039]對于冷凝劑可以選擇普通作為冷凝的流體就可，為了降低成本可以選擇水作為冷凝劑。
[0040]在靜環(huán)總成制造過程中，對腔體12內(nèi)做抽真空處理，由于在氣壓低的情況下，冷凝劑的沸點較低；經(jīng)過抽真空處理使得冷凝劑在腔體12內(nèi)相變的溫度變低，制冷劑變?yōu)闅鈶B(tài)吸熱，降低腔體12前端的溫度，使得腔體12內(nèi)的溫度保持在低于冷凝劑的沸點，使得密封端面11處的熱量傳遞加快，能有效降低密封端面11的溫度。但是腔體12內(nèi)的壓力也不能太低，否則冷凝劑一直處于氣態(tài)不能液化，因而設(shè)置腔體12內(nèi)的壓力所對應(yīng)的冷凝劑的沸點，介于靜環(huán)總成正常工作狀態(tài)下腔體12內(nèi)的最高溫度和最低溫度之間。
[0041]參見圖1和圖5所示，為了靜環(huán)總成的安裝固定，靜環(huán)本體I的外側(cè)包括靠近密封端面11的承凸臺15和用于固定的固定臺14 ;當(dāng)靜環(huán)總成工作時，用沖洗液進(jìn)行沖洗降溫和清潔，沖洗液流經(jīng)承凸臺的外側(cè)面用于降低溫度；為了增加承凸臺15與沖洗液的接觸面積，增加降溫效果，在承凸臺15的外側(cè)面上開設(shè)有若干凹槽151。這樣使得承凸臺15的外側(cè)面與沖洗液的接觸面積，增加降溫效果，進(jìn)而使得靠近承凸臺15的外側(cè)面的腔體12的外徑面的溫度降低，使得腔體12內(nèi)的氣態(tài)冷凝劑在腔體12的外徑側(cè)被冷凝為液體，進(jìn)一步增進(jìn)了冷凝劑的相變，增加了熱量傳遞散失的速度，快速降低了密封端面11處的溫度。
[0042]腔體12的外徑側(cè)前部由于沖洗液沖洗靜環(huán)本體I的承凸臺外側(cè)面，使得腔體12的外徑面的前部的溫度較快散失，而腔體12的外徑面的后部距離密封端面較遠(yuǎn)，密封端面11產(chǎn)生的熱量較少的傳遞過去，因而溫度也不高；主要是將氣態(tài)的冷凝劑冷凝為液態(tài)
在本發(fā)明的一些實施例中，參見圖1和圖5所示，為了監(jiān)測密封端面11的溫度，避免出現(xiàn)溫度過高引起的密封失效，在靜環(huán)本體I上開設(shè)置有軸向的測溫孔16，測溫孔16的直徑為I?2_，測溫孔16從靜環(huán)本體的后端面開口沿軸向向密封端面延伸，使得測溫孔16的前端面接近密封端面11 ;測溫孔16內(nèi)安裝熱電偶用于測量測溫孔16前端的溫度，也就可以反映出密封端面11的出的溫度。在端蓋2上也開設(shè)有與測溫孔16相通的共軸線的孔22，使得靜環(huán)總成裝配完成后，從端蓋2的后端面再安裝熱電偶，這樣熱電偶通過孔22與外界連通，便于熱電偶的電源線和信號線的線纜布置，且方便熱電偶的維修及更換。
[0043]在本發(fā)明的一些實施例中，參見圖1所示，對于承凸臺15的外側(cè)面上相鄰的凹槽151的間距設(shè)置，太近會降低靜環(huán)本體I的強(qiáng)度，太遠(yuǎn)又不能更好的提高降溫效果；通過多次試驗表明，設(shè)置相鄰的兩個凹槽中心之間的距離為0.8-1.1mm,即能保證靜環(huán)本體I的強(qiáng)度、又能達(dá)到較好的降溫效果。并設(shè)置貼近密封端面11的凹槽151的中心與密封端面11之間的距離為I?2_。
[0044]參見圖1所示，本實施例中在承凸臺151的外側(cè)面上開設(shè)置有若干大小相等、錯位分布的球面形的凹槽151 ;設(shè)置凹槽151為球面形，即增加了承凸臺15與沖洗液的接觸面積，增加降溫效果，又使得凹槽151處不易出現(xiàn)應(yīng)力集中，不會顯著降低承凸臺15外側(cè)的強(qiáng)度。
[0045]設(shè)置相鄰的兩個凹槽151中心之間的距離為0.8-1.1mm,并且球面型凹槽的深度為0.12-0.