火山口状织构形状的仿贝壳型槽液体润滑机械密封结构的制作方法

本实用新型涉及液体润滑机械密封技术领域，具体涉及仿贝壳型槽液体润滑机械密封结构，特别适用于各种海洋领域的旋转机械转轴的轴端密封装置。

(二)

背景技术：

海洋环境相对陆地有着许多的特殊性，所以应用在海工装备中的机械密封的工况更加恶劣。特别是海洋生物污损问题给应用在海工装备中的机械密封带来了许多危害，海洋污损生物会附着在机械密封的摩擦副上，会加速密封端面的腐蚀和磨损，从而导致机械密封的密封性能下降，使用寿命缩短，严重时会使机械密封失效。针对这种情况，有必要研究一种防止海洋污损生物附着、破坏端面各种形式织构与型槽的机械密封装置，使织构端面机械密封在运行过程中受海洋污损生物的影响降到最低，从而增加机械密封的耐磨性和耐腐蚀性，尽量保持保障其端面的流体动压效应或流体静压效应，保证机械密封运行的可靠性。

(三)

技术实现要素：

针对目前海洋环境下海工装备旋转机械用端面机械密封容易受到海洋污损生物附着的缺陷或不足，本实用新型提供了一种具有海洋抗污性、增加动压效果、提高耐磨性的仿贝壳型槽液体润滑机械密封结构。

本实用新型是通过以下技术方案来实现：

火山口状织构形状的仿贝壳型槽液体润滑机械密封结构，其特征在于：所述机械密封的动环或静环中至少有一个密封环的密封端面上沿圆周方向均布若干个仿贝壳型槽4，所述仿贝壳型槽4的外形结构与贝壳外形相似，所述仿贝壳型槽4由径向沟槽6、周向沟槽5、仿贝壳外形槽42及沟槽交错形成的织构组成；所述径向沟槽6沿流体泄漏方向呈放射肋条状分布，且被连续分布的周向沟槽5打断呈非连续分布，所述周向沟槽5呈同心圆弧段状分布且与密封环同心；所述的织构是指相邻两径向沟槽6之间径向等高的火山口状突起41，所述的火山口状突起41的高度低于密封端面；所述仿贝壳型槽之间设置有密封堰3，所述仿贝壳型槽沿径向泄漏的下游侧设置有起到停车密封作用的密封坝2，密封坝的径向宽度小于密封端面的二分之一；火山口状突起41的顶部有凹坑或凸起。

进一步，所述径向沟槽6、周向沟槽5、火山口状突起41和仿贝壳外形槽部分42构成了所述仿贝壳型槽的一个单元，在同一单元内的基底深度等值且所述的径向沟槽6或周向沟槽5的深度及火山口状突起41的高度分别对应相等；所述的仿贝壳型槽单元的深度沿径向泄漏方向呈逐渐变浅的趋势。

更进一步，所述的火山口状突起41的顶部的凹坑是微米级尺度的单个大凹坑，单个大凹坑的直径为20～100μm，单个大凹坑的深度小于或等于突起两边的径向沟槽6的深度；或者所述的凹坑是是微纳米级尺度的多个微凹坑，微凹坑的直径为1～20μm，微凹坑深度小于或等于突起两边的径向沟槽6的深度；所述的凸起是火山口状突起41的顶部表面上分布微米级尺度的微凸体。

进一步，仿贝壳型槽的面积与端面总面积之比大于0.3。

本实用新型具有以下有益效果：

1.仿贝壳型槽槽底的周向沟槽、径向沟槽和火山口状突起及其表面的凹坑或凸体，这些型槽表面的结构特征与贝壳体表面波纹状结构特征和作用机理十分相似，其作用是使水环境下的生物物质或藻类物资在流体动静压型槽表面产生附着物的概率大大减少，当密封端面分布的仿贝壳型槽密度达到一定数值时(仿贝壳型槽的面积与端面总面积之比大于0.3)，槽底的周向沟槽和径向沟槽可以使海洋污损生物难以附着在整个端面上，从而使机械密封端面具有一定的海洋抗污性，最终达到使机械密封在海工装备服役期间受海洋污损生物的影响降到最低，从而增加机械密封的耐磨性和耐腐蚀性，保持并保障其端面的流体动压效应或流体静压效应，保证机械密封运行的可靠性的目的。

2.仿贝壳型槽上的火山口突起及其类似火山口，具有增强端面空化效应进而进一步提高端面流体动压效应，减少泄漏的实际效果，因此进一步降低了端面间摩擦磨损，可以提高机械密封的耐磨性。

(四)附图说明

图1是本实用新型的整体结构示意图。

图2是本实用新型的仿贝壳型槽的三维结构示意图，其中的仿贝壳型槽槽底的突起呈火山口状。

图3是图2的D-D向剖视图，是火山口状突起的示意图，其中的火山口状突起41的顶部的凹坑是单个大凹坑，图3a是图3的F处的局部结构立体图，图3b是图3的F处的局部结构的剖视图。

图4是图2的D-D向剖视图，是火山口状状突起的示意图，其中的火山口状突起的顶部的凹坑是多个微凹坑，图4a是图4的F处的局部结构立体图，图4b是图4的F处的局部结构的剖视图。

图5是图2的D-D向剖视图，是火山口状状突起的示意图，其中的火山口状突起的顶部有数个微凸体，图5a是图5的F处的局部结构立体图，图5b是图5的F处的局部结构的视图。

(五)具体实施方案

下面结合附图对本实用新型的技术方案进行详细说明。图中：

1-密封环；2-密封坝；3-密封堰；4-似贝壳型槽；41-织构的突起；42-仿贝壳外形槽；5-周向沟槽；6-径向沟槽。

参照图1-5，火山口状织构形状的仿贝壳型槽液体润滑机械密封结构，机械密封的动环或静环中至少有一个密封环的密封端面上沿圆周方向均布若干个仿贝壳型槽4，所述仿贝壳型槽4的外形结构与贝壳外形相似，所述仿贝壳型槽4由径向沟槽6、周向沟槽5、仿贝壳外形槽42及沟槽交错形成的织构组成；所述径向沟槽6沿流体泄漏方向呈放射肋条状分布，且被连续分布的周向沟槽5打断呈非连续分布，所述周向沟槽5呈同心圆弧段状分布且与密封环同心；所述的织构是指相邻两径向沟槽6之间径向等高的火山口状突起41，所述的火山口状突起41的高度低于密封端面；所述仿贝壳型槽之间设置有密封堰3，所述仿贝壳型槽沿径向泄漏的下游侧设置有起到停车密封作用的密封坝2，密封坝的径向宽度小于密封端面的二分之一；火山口状突起41的顶部有凹坑或凸起。

所述径向沟槽6、周向沟槽5、火山口状突起41和仿贝壳外形槽部分42构成了所述仿贝壳型槽的一个单元，在同一单元内的基底深度等值且所述的径向沟槽6或周向沟槽5的深度及火山口状突起41的高度分别对应相等；所述的仿贝壳型槽单元的深度沿径向泄漏方向呈逐渐变浅的趋势。

所述的火山口状突起41的顶部的凹坑是微米级尺度的单个大凹坑，单个大凹坑的直径为20～100μm，单个大凹坑的深度小于或等于突起两边的径向沟槽6的深度；或者所述的凹坑是是微纳米级尺度的多个微凹坑，微凹坑的直径为1～20μm，微凹坑深度小于或等于突起两边的径向沟槽6的深度；所述的凸起是火山口状突起41的顶部表面上分布微米级尺度的微凸体。

仿贝壳型槽的面积与端面总面积之比大于0.3。

所述的仿贝壳型槽单元的深度也可以是沿径向泄漏方向呈阶跃式变浅的趋势，其中径向沟槽6、周向沟槽5、火山口状突起41和仿贝壳外形槽42构成一个台阶，同一台阶上周向沟槽5的突出高度不超过径向沟槽6的底面。此外，同一型槽台阶可以呈中心凹陷两边微翘的U形或V形分布，因此构成的仿贝壳型槽单元呈现半个勺子的外形。

所述的仿贝壳型槽单元的径向沟槽可以是直线沟槽、弧线沟槽、螺旋型线沟槽等。

本说明书实施例所述内容仅仅是对实用新型构思的实现形式的列举，本实用新型的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本实用新型的保护范围也包括本领域技术人员根据本实用新型构思所能够想到的等同技术手段。