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(shí)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(jī)、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(yùn)行，同時(shí)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(jī)械密封，它與普通機(jī)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(shí)現(xiàn)了端面的非接觸。這種密封與普通機(jī)械密封或者油潤滑動壓型機(jī)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(yùn)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(yùn)行和維護(hù)費(fèi)用。
[0003]干氣密封(氣體潤滑密封)的概念是20世紀(jì)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(gè)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(jī)、膨脹機(jī)的密封，這種新型的密封方式去除了壓縮機(jī)密封中復(fù)雜笨重的油封系統(tǒng)，節(jié)約了運(yùn)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(jī)的一種標(biāo)準(zhǔn)密封形式。這種密封的研制大體經(jīng)過了 5個(gè)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(jī)構(gòu)；1982年，柔性密封面概念建立；1985年，研究自動對中機(jī)構(gòu)。20世紀(jì)90年代國外開始在中低速旋轉(zhuǎn)機(jī)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(jì)算設(shè)計(jì)與加工，動壓槽的形狀和參數(shù)設(shè)計(jì)決定了密封端面能否開啟，能否穩(wěn)定運(yùn)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(jìn)一步的提高。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)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(shí)用新型通過以下技術(shù)方案來實(shí)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(gè)對數(shù)螺旋槽，每個(gè)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(shí)用新型的有益效果在于:
[0012]本實(shí)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(shí)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(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明:
[0016]如圖1所示，本實(shí)用新型包括環(huán)體2，環(huán)體2上設(shè)置有多個(gè)對數(shù)螺旋槽I，每個(gè)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(shí)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(shí)驗(yàn)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(gè)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)所需要的動壓開啟力索需要?dú)怏w，微型槽3區(qū)保證開啟力穩(wěn)定。
[0019]當(dāng)動環(huán)高速旋轉(zhuǎn)時(shí)，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(gè)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(gè)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(yùn)行時(shí)，該開啟力與作用在補(bǔ)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(dá)到密封的非接觸無磨損運(yùn)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(shí)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(jì)和加工，有效防止的氣體進(jìn)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(jìn)的流體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，流體在密封端面對數(shù)螺旋槽I與擴(kuò)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(jì)提供細(xì)長通道高穩(wěn)定和強(qiáng)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(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)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(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
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(gè)對數(shù)螺旋槽，其特征在于:每個(gè)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(shí)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(gè)對數(shù)螺旋槽，每個(gè)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(shí)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