带流体动压槽的唇形机械密封结构的制作方法

本实用新型涉及一种机械密封结构，尤其涉及一种带流体动压槽的唇形机械密封结构，主要用于旋转机械中，如各种泵、压缩机、反应釜等，属于机械密封技术领域。

背景技术：

机械密封广泛应用于石油、化工、机械以及航空航天领域，其主要用于旋转机械装置中，密封的作用是防止被密封的介质发生泄漏，同时阻止外界的污染物以及杂质进入到设备腔体内，从而污染设备腔体内的介质。

常见的机械密封均包括动环、静环、静环座和/或动环座以及补偿元件，其机械密封的机理如下：动环(在有动环座的情况下，动环与动环座之间采用紧配合)一起随轴旋转，由于静环与静环座之间采用紧配合，因此静环以及静环座是静止件。密封运转初期，动环和静环相贴合，中间有一层微米级的液膜，该液膜是腔体内的介质往外泄漏所形成的一层流体膜，当两密封环(动环和静环)之间的闭合力(包括补偿元件的弹簧力，腔内介质对密封环的压力)与密封环之间的开启力(包括密封环的接触力，流体膜的介质压力)相等时，液膜达到稳定，密封达到受力平衡，密封也能稳定运行，此时密封流体膜稳定存在，介质不会往外泄漏，这就是密封的主要机理。

目前现有的传统唇形机械密封结构如附图1中所示，该结构主要包括随轴一起旋转的动(静)环a1、静(动)环a2、静(动)环座a3以及补偿元件a4，其中一密封环上有一唇形结构a5。但该类现有的传统唇形机械密封结构也存在一些问题：由于绝大多数介质被第一道唇形结构密封住，由此造成两平面接触的端面缺少足够的介质去生成液膜润滑，从而两平面间会产生干摩擦而加快端面间的磨损，缩短了密封的使用寿命，进一步导致密封介质的泄漏，使得密封结构的使用寿命达不到理想的要求。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中提出的问题，本实用新型提供了一种带流体动压槽的唇形机械密封结构，该结构具有能极大减少密封端面间磨损，大大提高密封结构的使用性能和使用寿命的特点。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种带流体动压槽的唇形机械密封结构，包括动环、静环、静环座、补偿元件和安装座，所述安装座安装于待密封设备的壳体上，所述补偿元件的一端定位连接于所述安装座上且该补偿元件的另一端定位连接于所述静环座，所述静环座的内部紧配合式定位设置所述静环，所述动环定位套设于待密封设备的转轴上并随该转轴一起转动，所述动环和静环的贴合面上设有用于密封液体介质的唇形端面密封结构，该唇形端面密封结构包括动环贴合面、静环贴合面和端面密封唇；且该唇形端面密封结构的贴合面上开设有供液体介质流动的流体动压槽。

其进一步的技术方案是：

所述端面密封唇为自静环贴合面或动环贴合面向向对应的动环贴合面或静环贴合面延伸所形成的环形片状体结构，且该端面密封唇的自由端抵紧于所述动环贴合面或静环贴合面上构成唇形端面密封结构。

其进一步的技术方案是：

所述端面密封唇为自静环贴合面向动环贴合面凸起所形成的沿径向自内向外倾斜延伸的环形片状体结构，且该环形片状体结构与静环贴合面之间倾斜夹角为30-60°。

其进一步的技术方案是：

所述端面密封唇为自静环贴合面向动环贴合面凸起所形成的沿径向自外向内倾斜延伸的环形片状体结构，且该环形片状体结构与静环贴合面之间倾斜夹角为30-60°。

其进一步的技术方案是：

所述静环贴合面或动环贴合面上处于端面密封唇的内侧处形成呈环形排布的若干个所述流体动压槽，且设置有该流体动压槽的静环或动环的中心轴线处设有贯通的腔体，该若干个流体动压槽连通腔体以及端面密封唇的内侧壁之间且由该端面密封唇密封。

其进一步的技术方案是：

所述流体动压槽为沿静环贴合面或动环贴合面周向环设的若干个间隔设置的凹槽，且该若干个所述流体动压槽呈中心对称分布。

其进一步的技术方案是：

若干个所述流体动压槽呈自环形外侧向环形内侧旋转设置间隔分布的凹槽，且该流体动压槽的外侧端与端面密封唇的内侧之间连通且由端面密封唇密封；所述凹槽呈梯形结构，且若干个凹槽的梯形结构的一侧相互平行，且梯形结构的另一侧朝同一方向倾斜设置。

其进一步的技术方案是：

所述静环贴合面或动环贴合面的内侧处形成有一环形凸起，该环形凸起的表面与对应的动环贴合面或静环贴合面之间形成有间隙，若干所述流体动压槽为开设于该环形凸起上间隔分布的凹槽；所述流体动压槽的内侧端与所述腔体连通，且该流体动压槽的外侧端与端面密封唇的内侧之间连通且由端面密封唇密封。

其进一步的技术方案是：

所述端面密封唇设于所述静环贴合面上，且所述流体动压槽设于所述静环贴合面上。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

本申请所述密封结构通过在端面密封唇的内侧开设有供液体介质流动的流体动压槽，在腔体和端面密封唇之间的贴合面上布设多道间隔设置的凹槽构成流体动压槽，该流体动压槽能够泵送从唇形结构中泄漏出来的部分密封介质回到腔体中，又能产生流体动压效果，使用于密封的静环贴合面和动环贴合面及其轻微的分离形成全流体动压膜润滑，能够极大的减少密封端面间的磨损，大大提高密封结构的使用性能和使用寿命。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。

在附图中：

图1为现有技术传统唇形机械密封结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例1的整体结构示意图；

图3为本实用新型实施例1中静环的仰视结构示意图；

图4为本实用新型实施例1中静环的剖视结构示意图；

图5为本实用新型实施例2的整体结构示意图；

图6为本实用新型实施例2中静环的仰视结构示意图；

图7为本实用新型实施例2中静环的剖视结构示意图。

图中：

1-动环；11-动环贴合面；

2-静环；21-静环贴合面；

3-静环座；

4-补偿元件；

5-安装座；

6-端面密封唇；

7-流体动压槽；

8-腔体；

9-环形凸起。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本申请中记载了一种带流体动压槽的唇形机械密封结构，其包括动环1、静环2、静环座3、补偿元件4和安装座5。安装座5安装于待密封设备的壳体上，补偿元件4的一端定位连接于安装座上且该补偿元件的另一端定位连接于静环座3上，静环座3的内部紧配合式定位设置静环2，动环1定位套设于待密封设备的转轴上并随该转轴一起转动。动环1和静环2的贴合面上设有用于密封液体介质的唇形端面密封结构，该唇形端面密封结构包括动环贴合面11、静环贴合面21和端面密封唇6；且该唇形端面密封结构的贴合面上开设有供液体介质流动的流体动压槽7。

具体实施例一

对上述本申请所记载的带流体动压槽的唇形机械密封结构，以图2至图4中所示结构为例进行详细描述。

端面密封唇6设置于静环贴合面21上，其为自静环贴合面21向对应的动环贴合面11延伸所形成的环形片状体结构，且该端面密封唇6的环形片状体结构的自由端抵紧于动环贴合面11上构成唇形端面密封结构。具体的，端面密封唇6为自静环贴合面21向动环贴合面11凸起所形成的沿径向自内向外倾斜延伸的环形片状体结构，且该环形片状体结构与静环贴合面21之间倾斜夹角为30-60°。

静环贴合面21上处于端面密封唇6的内侧处形成呈环形排布的若干个流体动压槽7，且设置有该流体动压槽7的静环的中心轴线处设有贯通的腔体8，该若干个流体动压槽连通腔体以及端面密封唇的内侧壁之间且由该端面密封唇密封。该若干个流体动压槽7为沿静环贴合面21周向环设的若干个间隔设置的凹槽，且该若干个流体动压槽7呈中心对称分布。具体的，若干个所述流体动压槽7呈自环形外侧向环形内侧旋转设置间隔分布的凹槽，且该流体动压槽的外侧端与端面密封唇的内侧之间连通且由端面密封唇密封。

本具体实施例所述结构在使用中，机械密封件在运转初期，动环1和静环2相贴合，中间有一层微米级的液膜，液膜是腔体8内的介质往外泄漏形成的一层流体膜，当腔体8内的液体介质往外泄漏时，通过端面密封唇阻止液体介质往外泄漏，同时腔体8内的液体介质流出后，经过流体动压槽的泵送作用能够将液体介质送回腔体8中，本具体实施例中通过旋转设置的凹槽形成流体动压槽实现该功能。通过在端面密封唇6的内侧开设有供液体介质流动的流体动压槽7，在腔体8和端面密封唇6之间的贴合面上布设多道间隔设置的凹槽构成流体动压槽，该流体动压槽能够泵送从唇形结构中泄漏出来的部分密封介质回到腔体中，又能产生流体动压效果，使用于密封的静环贴合面和动环贴合面及其轻微的分离形成全流体动压膜润滑，能够极大的减少密封端面间的磨损，大大提高密封结构的使用性能和使用寿命。

具体实施例二

对上述本申请所记载的带流体动压槽的唇形机械密封结构，以图5至图7中所示结构为例进行详细描述。

端面密封唇6设置于静环贴合面21上，其为自静环贴合面21向对应的动环贴合面11延伸所形成的环形片状体结构，且该端面密封唇6的环形片状体结构的自由端抵紧于动环贴合面11上构成唇形端面密封结构。具体的，端面密封唇6为自静环贴合面21向动环贴合面11凸起所形成的沿径向自外向内倾斜延伸的环形片状体结构，且该环形片状体结构与静环贴合面之间倾斜夹角为30-60°。

静环贴合面21上处于端面密封唇6的内侧处形成呈环形排布的若干个流体动压槽7，且设置有该流体动压槽7的静环的中心轴线处设有贯通的腔体8，该若干个流体动压槽连通腔体以及端面密封唇的内侧壁之间且由该端面密封唇密封。该若干个流体动压槽7为沿静环贴合面21周向环设的若干个间隔设置的凹槽，且该若干个流体动压槽7呈中心对称分布。具体的，静环贴合面21的内侧处形成有一环形凸起9，该环形凸起的表面与对应的动环贴合面11之间形成有间隙，若干流体动压槽7为开设于该环形凸起上间隔分布的凹槽；流体动压槽的内侧端与腔体8连通，且该流体动压槽的外侧端与端面密封唇的内侧之间连通且由端面密封唇密封。本具体实施例中该凹槽呈梯形结构，且若干个凹槽的梯形结构的一侧相互平行，且梯形结构的另一侧朝同一方向倾斜设置。

本具体实施例所述结构在使用中，机械密封件在运转初期，动环1和静环2相贴合，中间有一层微米级的液膜，液膜是腔体8内的介质往外泄漏形成的一层流体膜，当腔体8内的液体介质往外泄漏时，通过端面密封唇阻止液体介质往外泄漏，同时腔体8内的液体介质流出后，经过流体动压槽的泵送作用能够将液体介质送回腔体8中，本具体实施例中通过间隔分布设置于环形凸起上的凹槽形成流体动压槽实现该功能。通过在端面密封唇6的内侧开设有供液体介质流动的流体动压槽7，在腔体8和端面密封唇6之间的贴合面上布设多道间隔设置的凹槽构成流体动压槽，该流体动压槽能够泵送从唇形结构中泄漏出来的部分密封介质回到腔体中，又能产生流体动压效果，使用于密封的静环贴合面和动环贴合面及其轻微的分离形成全流体动压膜润滑，能够极大的减少密封端面间的磨损，大大提高密封结构的使用性能和使用寿命。

上述仅以两种具体实施例进行说明，但并不限定于上述两种具体实施例。

本申请中端面密封唇6和流体动压槽7也可均同时设置在动环贴合面上，或端面密封唇6和流体动压槽7分别设置在动环贴合面和静环贴合面上，以能实现腔体8、流体动压槽7和端面密封唇6的内侧之间的连通以及端面密封唇的密封效果即可。此外，本申请中端面密封唇6的倾斜方向以及倾斜角度的大小均可根据密封介质的性质不同而采用不同的方式，其可以在本申请所记载的方式中进行选择组合，也可根据密封介质性质等选择其他形状或者倾斜方向及倾斜程度的端面密封唇，以保证密封效果为准。

本申请中流体动压槽7的凹槽的形状大小、螺旋方向及螺旋角度(具体实施例1)、凹槽内外延伸程度(具体实施例1和具体实施例2)均可根据密封介质的性质及所在位置的不同进行选择，并不限定于本申请两个具体实施例中。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。