干氣密封摩擦副制造技術

本實用新型專利技術提供了一種干氣密封摩擦副。包括旋轉環、靜止環，旋轉環端面或靜止環端面上有多條動壓槽，動壓槽與動壓槽間形成了密封壩，動壓槽、密封壩與環內壁間有密封堰。采用本實用新型專利技術結構的密封運行平穩，使用壽命長。（*該技術在2013年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術與密封有關，特別與干氣密封摩擦副有關。
技術介紹
機械密封是目前應用最為廣泛，最為成熟悉的一種旋轉密封形式。從1900年第一套機械密封開始應用到現在，已經整整100年。機械密封的作用機理是密封面在摩擦潤滑中實現密封，密封面必然存在磨損和泄漏，從而影響了密封的使用壽命。就目前機械密封技術而言，密封的使用壽命在一年左右。隨著科學技術的發展以及人們對環保意識的提高，機械密封的性能已經越來越不能適應現代工業生產的需要。
技術實現思路
本技術的目的是為了克服以上不足，提供一種運行平穩使用壽命長。的干氣密封摩副。本技術的目的是這樣來實現的本技術干氣密封摩擦副包括旋轉環、靜止環、旋轉環端面或靜止環端面上有多條動壓槽，動壓槽與動壓槽間形成了密封壩，動壓槽、密封壩與環內壁間有密封堰。上述的動壓槽槽數n在4～60間，沿旋轉環端面或靜止環端面周向均勻分布，動壓槽槽深h在0.003～0.02毫米間，密封面寬度b在5～35毫米間，b＝Ro-Ri，Ro、Ri分別為動壓環或靜壓環端面外徑或內徑。上述的動壓槽形狀為阿基米德螺旋線，采用阿基米德螺旋槽的干氣密封端面產生的氣膜反力最大，氣膜剛度最好，密封綜合性能最佳，本技術所說的阿基米德螺旋槽采用的是阿基米德螺線，其數學方程為r＝Kθ(其中K＝a/2π，θ＝tgβ)；受阿基米德螺旋槽槽型形狀影響，該槽型干氣密封只能單向旋轉即兩個密封面相對旋轉時，將氣體往螺旋槽里帶，最終將氣體壓縮產生氣膜反力將兩密封面分開。上述的阿基米德螺旋動壓槽的螺旋角α在5～50°間，動壓槽寬θ2與密封壩寬θ1之比C1在0.5～3間，動壓槽槽長Ro-Rg與密封堰長Rg-Ri之比C2在0.3～4間，Rg為環中心距動壓槽根部間的距離。上述的動壓槽形狀為對數螺旋線，采用對數螺旋槽的干氣密封也具有較好的密封性能，受對數螺旋槽槽型形狀影響，該槽型干氣密封只能單向旋轉，即兩個密封面相對旋轉時，將氣體往螺旋槽里帶，最終將氣體壓縮產生氣膜反力將兩密封面分開。上述的對數螺旋動壓槽的螺旋角α在10～30°之間，槽寬θ2與密封壩寬θ1之比C1在0.5～3間，槽長Ro-Rg與密封堰長Rg-Ri之比C2在0.3～4間。上述的動壓槽形狀為士字槽。上述的士字動壓槽兩側翼外側間夾角θ5與密封壩區寬度夾角θ1之比C1在0.5～10間，士字動壓槽槽長Ro-Rg與密封堰長Rg-Ri之比C2在0.3～4間，士字動壓槽內槽兩側翼外側間夾角θ5與動壓槽側翼內外側夾角2θ3之比C3在1.1～2間。上述的動壓槽形狀為倒“T”字槽。上述的倒T字動壓槽兩側翼外側間夾角θ9與密封壩區寬θ10之比C1在0.5～10間，動壓槽槽長Ro-Rg與密封堰長Rg-Ri之比C2在0.3～4間，動壓槽兩側翼外側間夾角θ9與動壓槽側翼內外側間夾角2θ7之比C3在1.1～2間，動壓槽內槽寬R4-Rg與密封壩寬Ro-R1之比C4在0.5～4之間。上述的動壓槽的形狀為“兒”字槽。上述的“兒”字動壓槽兩側翼外側夾角θ14與密封壩區寬θ15之比C1在0.5～10間，動壓槽槽長Ro-Rg與密封堰長Rg-Ri之比C2在0.3～4間，動壓槽兩側翼外側夾角θ14與動壓槽側翼內外側夾角2θ11之比C3在1.1～2間，動壓槽內槽寬R5-Rg與密封壩內堰寬Ro-R5之比C4在0.5～4之間。“士”字槽、倒“T”字、“兒”字槽干氣密封摩擦副能很好地解決干氣密封雙向旋轉問題；同時密封具有較好的穩定性和可靠性。參見圖1、圖2，當密封靜止時，干氣密封摩擦副中的旋轉環、靜止環兩端面緊密貼合。干氣密封旋轉環旋轉時，密封氣體被吸入動壓槽內，由外徑朝向中心，徑向分量朝著密封堰流動。由于密封堰的節流作用，進入密封面的氣體被壓縮，氣體壓力升高。在該壓力作用下，密封面被推開，流動的氣體在兩個密封面間形成一層很薄的氣膜，此氣膜厚度一般在3微米左右。當氣體靜壓力、彈簧力形成的閉合力與氣膜反力相等時，該氣膜厚度十分穩定。密封面間的氣膜具有良好的氣膜剛度，保證密封運轉穩定可靠。干氣密封的密封面間形成的氣膜具有一定的氣膜剛度，氣膜剛度越大，干氣密封抗干擾能力越強，密封運行越穩定可靠。干氣密封摩擦副是目前最為新型一種非接觸式密封。該密封利用流體動力學原理，通過在密封端面上開設動壓槽而實現密封端面的非接觸運行。與傳統的機械密封相比，本技術干氣密封摩擦副具有很多優點1)、使用壽命長、運行穩定可靠；干氣密封使用壽命為4～5年。2)、功率消耗小，僅為接觸式機械密封的5％左右；3)、與其他非接觸式密封相雙，氣體泄漏量??；4)、可實現介質的零逸出，是一種環保型密封；5)、輔助系統簡單、可靠，使用中不需要維護；附圖說明圖1為本技術結構示意圖。圖2為動壓槽位置圖。圖3為阿基米德螺旋動壓槽結構示意圖。圖4為對數螺旋動壓槽結構示意圖。圖5為士字型動壓槽結構示意圖。圖6為倒T型動壓槽結構示意圖。圖7為“兒”字型動壓槽結構示意圖。具體實施方式參見圖1、圖2，本技術干氣密封摩擦副中有SiCVs碳石墨組對的旋轉環1、靜止環2。旋轉環1與靜止環2相對應旋轉端面上沿周向均勻分布有多條動壓槽3。動壓槽與動壓槽間形成了密封壩4。動壓槽、密封壩與旋轉環內壁間有密封堰5。旋轉環、靜止環如圖1所示與彈簧座6、彈簧7、密封圈8、軸套9組成了干氣密封。旋轉環密封面經過研磨、拋光處理，并在其上面加工出有特殊作用的流體動壓槽。當然，流體動壓槽也可以開設在靜止環端面上面。一般來說，高速旋轉設備干氣密封的動壓槽加工在旋轉環上，而低速旋轉設備士氣密封的動壓槽加工在靜止環上面。旋轉環或靜止環上的動壓槽可采用圖3所示的阿基米德螺旋動壓槽。其槽型幾何參數如下1)、阿基米德螺旋角αα在5-50°范圍內；2)、阿基米德螺旋槽深度h螺旋槽深度在0.003-0.02mm范圍內；3)、阿基米德螺旋槽寬、壩寬比C1∶(C1＝θ2/θ)在0.5-3范圍內；4)、阿基米德螺旋槽槽長、堰長比C2∶(C2＝(Ro-Rg)/(Rg-Ri)在0.3-4范圍內； 5)、阿基米德螺旋槽槽數n∶n在4-60范圍內，沿周向均勻分布；6)、密封面寬度b∶(b＝Ro-Ri)在5-35mm范圍內。旋轉環或靜止環上的動壓槽可采用如圖4所示的對數螺旋動壓槽。基槽型幾何尺寸如下1)、對數螺旋角α∶α在10-30°范圍內；2)、對數螺旋槽深度h螺旋槽深度在0.003-0.02mm范圍內；3)、對數螺旋槽寬、壩寬比C1∶(C1＝θ2/θ1)在0.5-3范圍內；4)、對數螺旋槽槽長、堰長比C2∶(C2＝(Ro-Rg)/(Rg-Ri)在0.3-4范圍內；5)、對數螺旋槽槽數n∶n在4-60范圍內，沿周向均勻分布；6)、密封面寬度b∶(b＝Ro-Ri)在5-35mm范圍內。旋轉環或靜止環上的動壓槽也可采用如圖5所示的“士”字動壓槽。其槽型幾何尺寸如下1)、士字槽槽深h∶h在0.003-0.02mm范圍內；2)、士字槽兩側翼外側間夾角θ5與密封壩區寬度夾角θ6之比C1∶(C1＝θ5/θ6)在0.5-10范圍內；3)、士字槽槽長、堰長比C2∶(C2＝(Ro-Rg)/(Rg-Ri)在0.3-4范圍內；4)、士字槽兩側翼外側間夾角θ5與側翼內外側夾角θ3之比C3∶(C3＝θ5/(2θ3)在1.1-2范圍內；5)本文檔來自技高網...

【技術保護點】
干氣密封摩擦副，其特征在于包括旋轉環、靜止環，旋轉環端面或靜止環端面上有多條動壓槽，動壓槽與動壓槽間形成了密封壩，動壓槽、密封壩與環內壁間有密封堰。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：彭建，
申請(專利權)人：彭建，
類型：實用新型
國別省市：90[中國|成都]