對數(shù)螺旋環(huán)形槽干氣密封環(huán)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種對數(shù)螺旋槽干氣密封環(huán)，尤其涉及一種對數(shù)螺旋環(huán)形槽干氣密封環(huán)，主要應(yīng)用于石油化工壓縮機、反應(yīng)釜、栗及相似旋轉(zhuǎn)設(shè)備上的干氣密封。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著石油、石化行業(yè)的發(fā)展，現(xiàn)代工藝技術(shù)對轉(zhuǎn)動設(shè)備的要求越來越高，希望轉(zhuǎn)動設(shè)備能夠長期穩(wěn)定運行，同時由于現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)對環(huán)保和可持續(xù)發(fā)展的日益重視，對密封的性能要求也越來越高，密封性能要求向著微泄漏、長壽命、高可靠性方向發(fā)展。干氣密封作為一種新型密封技術(shù)，它屬于非接觸式機械密封，它與普通機械密封的不同是在密封端面上加工微米量級淺槽并以氣體作為潤滑劑，實現(xiàn)了端面的非接觸。這種密封與普通機械密封或者油潤滑動壓型機械密封相比具有無與倫比的優(yōu)越性:低功率消耗，無磨損運行，無油/氣污染，不要求密封油系統(tǒng)和無PV值的限制，從而顯著減少了系統(tǒng)運行和維護費用。
[0003]干氣密封(氣體潤滑密封)的概念是20世紀60年代末在氣體潤滑軸承的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的新型非接觸式密封裝置。第一個干氣密封的專利1968年在英國出現(xiàn)，1976年首次工業(yè)應(yīng)用，1983年開始推廣應(yīng)用。最初的干氣密封是開發(fā)作為透平壓縮機、膨脹機的密封，這種新型的密封方式去除了壓縮機密封中復(fù)雜笨重的油封系統(tǒng)，節(jié)約了運行成本，現(xiàn)在非接觸氣體潤滑密封已經(jīng)是工業(yè)透平壓縮機的一種標準密封形式。這種密封的研制大體經(jīng)過了 5個階段:1971年，完成壓力變形控制；1975年，研究剛性密封環(huán)與柔性密封環(huán)組合關(guān)系；1976年，密封動力學(xué)與氣膜剛度分析；1977年完成密封氣膜熱平衡研究；1979年，研究自動調(diào)節(jié)機構(gòu)；1982年，柔性密封面概念建立；1985年，研究自動對中機構(gòu)。20世紀90年代國外開始在中低速旋轉(zhuǎn)機械如離心栗、攪拌爸中采用干氣密封，國內(nèi)最近十來年才開始大范圍使用。
[0004]干氣密封最核心的技術(shù)在于動壓槽的有限元計算設(shè)計與加工，動壓槽的形狀和參數(shù)設(shè)計決定了密封端面能否開啟，能否穩(wěn)定運行的關(guān)鍵，現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的是對數(shù)螺旋槽和T型槽的密封環(huán)，但是這兩種結(jié)構(gòu)的動壓效應(yīng)仍然需要進一步的提高。
【實用新型內(nèi)容】
[0005]本實用新型的目的就在于為了解決上述問題而提供一種對數(shù)螺旋環(huán)形槽干氣密封環(huán)。
[0006]本實用新型通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)上述目的:
[0007]—種對數(shù)螺旋環(huán)形槽干氣密封環(huán)，包括環(huán)體，所述環(huán)體上設(shè)置有多個對數(shù)螺旋槽，每個所述對數(shù)螺旋槽的尾部均延伸設(shè)置有一段微型槽，多段所述微型槽均位于所述環(huán)體的同一環(huán)線上。
[0008]優(yōu)選地，所述環(huán)體采用硬質(zhì)材料制成。
[0009]優(yōu)選地，所述環(huán)體為碳化硅或硬質(zhì)合金中的一種。
[0010]優(yōu)選地，所述微型槽的深度為5?ΙΟμπι。[0011 ]本實用新型的有益效果在于:
[0012]本實用新型有效提高了密封端面的壓力分布均勻性，在干氣密封裝置中能形成穩(wěn)定的氣模，動壓效應(yīng)得到了明顯的提高。
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型所述對數(shù)螺旋環(huán)形槽干氣密封環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖中:1-對數(shù)螺旋槽、2-環(huán)體、3-微型環(huán)形槽。
【具體實施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明:
[0016]如圖1所示，本實用新型包括環(huán)體2，環(huán)體2上設(shè)置有多個對數(shù)螺旋槽I，每個對數(shù)螺旋槽I的尾部均延伸設(shè)置有一段微型槽3，多段微型槽3均位于環(huán)體2的同一環(huán)線上。
[0017]在本實施例中，環(huán)體采用硬質(zhì)材料制成，這里為碳化硅或硬質(zhì)合金。微型槽3的深度為5?ΙΟμπι。
[0018]我公司經(jīng)過有限元軟件分析和大量的實驗證明，新型的對數(shù)螺旋環(huán)形槽結(jié)構(gòu)能有效提高和保證端面有穩(wěn)定的氣模狀態(tài)。在密封端面上，將密封面分為槽區(qū)和壩區(qū)兩個部分，壩區(qū)起到密封的作用，限制氣體向低壓側(cè)泄漏;螺旋槽區(qū)則產(chǎn)生非接觸運轉(zhuǎn)時所需要的動壓開啟力索需要氣體，微型槽3區(qū)保證開啟力穩(wěn)定。
[0019]當動環(huán)高速旋轉(zhuǎn)時，動環(huán)表面的動壓槽將外側(cè)處高壓氣體向下栗入密封端面，氣體由外徑向中心流動，而密封壩起著一個節(jié)流的作用，于是氣體被壓壓力升高，在環(huán)形槽根處形成一個高壓環(huán)形高壓動壓區(qū)。
[0020]密封端面的氣膜壓力形成開啟力，在密封穩(wěn)定運行時，該開啟力與作用在補償環(huán)背面的氣體壓力和彈簧力形成的閉合力平衡，從而達到密封的非接觸無磨損運行。密封端面間形成的氣膜厚度很薄，通常是微米級，該氣膜具有一定的承載能力。
[0021 ]本實用新型具有以下優(yōu)勢:
[0022]1、對數(shù)螺旋槽I和微型槽3為一體設(shè)計和加工，有效防止的氣體進入槽區(qū)產(chǎn)生不對稱現(xiàn)象，經(jīng)過有限元軟件分析，本結(jié)構(gòu)有效提高了密封端面的壓力分布均勻性；
[0023]2、先進的流體結(jié)構(gòu)設(shè)計，流體在密封端面對數(shù)螺旋槽I與擴展微型槽3的流動通道密封間隙內(nèi)的湍流的阻力增加，槽的設(shè)計提供細長通道高穩(wěn)定和強大的阻尼效應(yīng)湍流，從而形成穩(wěn)定氣模。
[0024]以上僅為本實用新型的較佳實施例而已，并不用以限制本實用新型，凡在本實用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本實用新型的保護范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種對數(shù)螺旋環(huán)形槽干氣密封環(huán)，包括環(huán)體，所述環(huán)體上設(shè)置有多個對數(shù)螺旋槽，其特征在于:每個所述對數(shù)螺旋槽的尾部均延伸設(shè)置有一段微型槽，多段所述微型槽均位于所述環(huán)體的同一環(huán)線上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對數(shù)螺旋環(huán)形槽干氣密封環(huán)，其特征在于:所述環(huán)體采用硬質(zhì)材料制成。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的對數(shù)螺旋環(huán)形槽干氣密封環(huán)，其特征在于:所述環(huán)體為碳化硅或硬質(zhì)合金中的一種。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對數(shù)螺旋環(huán)形槽干氣密封環(huán)，其特征在于:所述微型槽的深度為5?1ym0
【專利摘要】本實用新型公開了一種對數(shù)螺旋環(huán)形槽干氣密封環(huán)，包括環(huán)體，所述環(huán)體上設(shè)置有多個對數(shù)螺旋槽，每個所述對數(shù)螺旋槽的尾部均延伸設(shè)置有一段微型槽，多段所述微型槽均位于所述環(huán)體的同一環(huán)線上。本實用新型有效提高了密封端面的流體壓力分布均勻性，在干氣密封裝置中能形成穩(wěn)定的氣模和動壓效應(yīng)，干氣密封穩(wěn)定性得到了明顯的提高。
【IPC分類】F16J15/40
【公開號】CN205226382
【申請?zhí)枴緾N201521133247
【發(fā)明人】吳鑫瓏
【申請人】成都德瑞密封技術(shù)有限公司
【公開日】2016年5月11日
【申請日】2015年12月30日