双弧槽式气封环的制作方法

本发明属于泵用气密环，具体涉及一种双弧槽式气封环。

背景技术：

1、化工、冶金等生产领域，经常需要输送一些易挥发性并有腐蚀性的介质；因生产工艺和泵的工作压力的不同，泵的密封系统可能存在大于、等于或小于大气压力的三种情况。当密封系统内的压力等于大气压力时，采用普通密封填料即可满足要求；当密封系统内的压力大于大气压力时，挥发性腐蚀气体将沿泵轴间隙排出，导致轴承受到腐蚀破坏；当密封系统内的压力小于大气压力时，空气中的水分将沿泵轴间隙进入密封系统，与挥发性气体混合形成腐蚀性雾气，对泵轴造成腐蚀破坏；因此，后两种情况必须采用更为可靠的密封方式以防止泵轴被腐蚀破坏，以便延长泵的使用寿命；因此，气密环应运而生。工作时，通过向气密环内导入干燥的正压气体，可以有效阻止挥发性腐蚀气体或空气中水分的侵入，防止对泵轴的过度腐蚀，延长泵的使用寿命。

2、自气密环出现以来，如何确保气流的均匀性和密封可靠性，一直是气密环行业内始终研究的课题。对于传统气密环而言，气流由外界经由径向孔进入内环处的等径设计的环形槽内，容易造成靠近径向孔位置处的环形槽区域气压较高、流速更快，而远离径向孔位置处的环形槽区域压力较低、流速降低，从而产生内压不均匀现象，导致泵轴额外受力，并引发泵偏磨等问题，影响密封效果和可靠性。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服上述现有技术的不足，提供一种双弧槽式气封环，相较于传统气密环而言，本发明能使气流更为均匀和更为慢速的覆盖泵轴区域，从而确保内压均匀效果，进而在确保密封效果的同时，提升其密封可靠性。

2、为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：

3、一种双弧槽式气封环，包括圆环状的环体，环体的外环面处径向向内环面处贯穿设置有径向孔，其特征在于：所述环体的内环面处凹设有弧槽状的内槽体，且该内槽体的槽长方向平行环体轴线；在垂直环体轴线的横截面上建立坐标系，所述内槽体的槽底在该横截面上的投影所形成的曲线满足下式：

4、y内＝-0.0177x内2+2e-15x内+82

5、其中：

6、y内为沿内槽体槽深方向的尺寸值，单位mm；

7、x内为沿内槽体槽宽方向的尺寸值，单位mm；

8、x内＝0mm时，y内取最大值，此时y内的取值为环体最大半径的1/2～1/3；

9、所述径向孔为一个时，该径向孔的轴线位于所述坐标系的y轴上；

10、所述径向孔为环绕环体轴线依序布置的两个以上时，各径向孔沿所述坐标系的y轴呈对称分布；

11、以位于环体同侧的彼此连通的径向孔和内槽体构成一组气通单元，所述气通单元包括沿环体轴线对称布置的进气气通单元和出气气通单元。

12、优选的，所述气通单元还包括凹设于环体外环面处的外槽体，且该外槽体的槽长方向平行环体轴线；在所述坐标系上，该外槽体的槽底所构成的曲线与内槽体的槽底所构成的曲线的弧口朝向同向，且该外槽体的槽底在该横截面上的投影所形成的曲线满足下式：

13、y外＝-0.0041x外2+4e-15x外+111.52

14、其中：

15、y外为沿外槽体槽深方向的尺寸值，单位mm；

16、x外为沿外槽体槽宽方向的尺寸值，单位mm；

17、x外＝0mm时，y外取最大值，此时y外的取值为环体最大半径的1/6～1/5；

18、所述径向孔连通外槽体和内槽体。

19、优选的，每组气通单元处，位于同一坐标平面上的径向孔为五个，包括位于所述坐标系的y轴上的中间孔和沿中间孔轴线呈现两两对称布置的侧部孔，且各相邻径向孔之间角度相等，从而使得该五个径向孔在所述坐标平面上呈现等距扇形分布。

20、优选的，位于环体同侧的气通单元为等间距布置的三组。

21、本发明的有益效果在于：

22、1)、抛弃了传统的等径环形槽设计，转而采用了构造独特的弧槽状的内槽体，从而使得径向孔内气流进入内槽体后，能及时缓速和分散，并随内槽体的槽底的弧形面均匀渗入泵轴与环体内环面所形成的密封间隙处，最终达到气密效果。此外，独特的内槽体的槽底曲线设计，配合对称布局的两组气通单元，有效的平衡了气流的进入和流出压力，使得泵轴配合处的气压更为均匀，从而达到了内压均匀的效果，进而在确保密封效果的同时，提升其密封可靠性。

23、2)、在上述结构的基础上，对于环体外环面，也可以额外增加外槽体，从而能起到预缓速和预均匀气压的效果；各气流在外槽体内初步缓速和均压后，再沿外槽体的弧形槽底的曲线流动并进入相应的独立的径向孔，最终进入内槽体内，可进一步确保本发明的工作可靠性。

24、3)、当旋转部件与本发明发生局部摩擦时，由于本发明的上述多排的气通单元，不会因为局部摩擦破坏整体气密效果，进一步确保本发明的工作可靠性。

技术特征：

1.一种双弧槽式气封环，包括圆环状的环体(10)，环体(10)的外环面处径向向内环面处贯穿设置有径向孔(11)，其特征在于：所述环体(10)的内环面处凹设有弧槽状的内槽体(12)，且该内槽体(12)的槽长方向平行环体(10)轴线；在垂直环体(10)轴线的横截面上建立坐标系，所述内槽体(12)的槽底在该横截面上的投影所形成的曲线满足下式：

2.根据权利要求1所述的一种双弧槽式气封环，其特征在于：所述气通单元还包括凹设于环体(10)外环面处的外槽体(13)，且该外槽体(13)的槽长方向平行环体(10)轴线；在所述坐标系上，该外槽体(13)的槽底所构成的曲线与内槽体(12)的槽底所构成的曲线的弧口朝向同向，且该外槽体(13)的槽底在该横截面上的投影所形成的曲线满足下式：

3.根据权利要求1或2所述的一种双弧槽式气封环，其特征在于：每组气通单元处，所述径向孔(11)为五个，包括位于所述坐标系的y轴上的中间孔和沿中间孔轴线呈现两两对称布置的侧部孔，且各相邻径向孔(11)之间角度相等，从而使得该五个径向孔(11)在所述坐标平面上呈现等距扇形分布。

4.根据权利要求3所述的一种双弧槽式气封环，其特征在于：位于环体(10)同侧的气通单元为等间距布置的三组。

技术总结
本发明属于泵用气密环技术领域，具体涉及一种双弧槽式气封环。本发明包括圆环状的环体，环体的外环面处径向向内环面处贯穿设置有径向孔，所述环体的内环面处凹设有弧槽状的内槽体，且该内槽体的槽长方向平行环体轴线；所述径向孔为一个时，该径向孔的轴线位于所述坐标系的Y轴上；所述径向孔为环绕环体轴线依序布置的两个以上时，各径向孔沿所述坐标系的Y轴呈对称分布；以位于环体同侧的彼此连通的径向孔和内槽体构成一组气通单元，所述气通单元包括沿环体轴线对称布置的进气气通单元和出气气通单元。本发明能使气流更为均匀和更为慢速的覆盖泵轴区域，从而确保内压均匀效果，进而在确保密封效果的同时，提升其密封可靠性。

技术研发人员：李岚翔,曹婷婷,王秀兰,杨巍,娄珺,杨孟,代洪洋,黄汉林,怡洋,王彦龙
受保护的技术使用者：合肥华升泵阀股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/11