一種自增壓自減壓機械密封硬環的制作方法
【專利摘要】本發明公開了一種自增壓自減壓機械密封硬環，包括靜環和動環，靜環或動環包括壓力彈簧，靜環及動環的端面在壓力彈簧的作用下貼合形成密封面，動環的表面設置有來復線型螺旋凹槽，來復線型螺旋凹槽設置在動環的內表面或外表面，或者來復線型螺旋凹槽同時設置在動環的內表面與外表面。該發明動環的內表面或外表面處設置來復線型螺旋凹槽，設備在運轉時，密封面外圍或內部會形成高速旋轉的流體，從而降低密封面內外兩端的壓力差，進而大幅度減少密封介質的泄漏，進而就降低了動環或靜環的軸向壓力彈簧的壓力，進而降低了壓力彈簧的制作成本。
【專利說明】—種自增壓自減壓機械密封硬環

【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及機械密封領域，特別涉及一種自增壓自減壓機械密封硬環。

【背景技術】
[0002]機械密封產品，在靜環、動環摩擦端面處(即密封接觸面處)，密封介質由于壓力差，會從密封面極為細小的縫隙內沿徑向向密封面另一側滲透，從而造成泄漏問題，而泄露問題正是機械密封產品所想要極力避免的。
[0003]鑒于機械密封在密封端面處的泄漏問題，行業內廣泛采用的辦法是增加摩擦端面的壓力，即加大對靜環或動環軸向施壓的壓力彈簧裝置的壓力，使靜環與動環摩擦面上始終存在一個極大的軸向壓力，從而達到阻礙密封介質從摩擦面問沿徑向泄漏的目的。
[0004]上述行業內采用的傳統方法，使機械密封的靜環及動環摩擦面間存在一個極大的壓力，以此來阻礙密封介質從摩擦面間經徑向的泄漏。但正因為摩擦面間存在的巨大壓力，使機械密封在工作的時候，高速旋轉的動環與靜止不動的靜環之間因摩擦力產生大量的熱量，因而，機械密封往往必須安裝獨立的、流量足夠大的冷卻回路來對摩擦端面進行冷卻，否則機械密封產品很容易由于摩擦端面產生的高熱而燒毀。而在實際使用過程中，由于冷卻系統問題而造成的機械密封高熱燒毀案例屢見不鮮，這樣就陷入一個惡性循環:為減少密封介質泄漏而不得不加大壓力彈簧的壓力，而加大彈簧壓力則必然造成摩擦端面產生高熱，從而必然促使設計使用高導熱、高質量、高成本的摩擦硬環，以及更為精密的端面拋光工藝，同時還需要設計大流量的、可靠的冷卻裝置，這樣，機械密封產品的體積自然也越做越大。
[0005]綜上，現有技術的機械密封廣品僅從材質及加工工藝上提聞廣品的密封性能，并通過增大彈簧壓力減小密封面間隙，其存在著難以克服的弊端，使得產品的造價高昂且體積龐大，不利于小型密封件的推廣應用。


【發明內容】

[0006]為解決上述技術問題，本發明提供了一種自增壓自減壓機械密封硬環，以增加流體的軸向壓力及流速，減小徑向對密封面的壓力，從而有效減小密封面的泄漏。
[0007]為達到上述目的，本發明的技術方案如下:
[0008]一種自增壓自減壓機械密封硬環，包括靜環和動環，還包括壓力彈簧，所述靜環及動環的端面在所述壓力彈簧的作用下貼合形成密封面，
[0009]所述動環的表面設置有來復線型螺旋凹槽，所述來復線型螺旋凹槽設置在所述動環的內表面或外表面，或者所述來復線型螺旋凹槽同時設置在所述動環的內表面與外表面。
[0010]優選的，所述來復線型螺旋凹槽同時設置在所述動環的內表面與外表面。
[0011]優選的，所述動環外表面的來復線型螺旋凹槽與所述動環內表面的來復線型螺旋凹槽螺旋方向相同。
[0012]優選的，所述動環外表面的來復線型螺旋凹槽與所述動環內表面的來復線型螺旋凹槽螺旋方向相反。
[0013]優選的，所述來復線型螺旋凹槽還設置在所述靜環及動環的端面，所述端面形成的密封面處的來復線型螺旋凹槽的螺旋方向為沿徑向由外至內。
[0014]優選的，所述來復線型螺旋凹槽還同時設置在所述動環的外表面及所述密封面處。
[0015]優選的，所述動環外表面的來復線型螺旋凹槽與所述動環內表面的來復線型螺旋凹槽螺旋方向相同。
[0016]優選的，所述動環外表面的來復線型螺旋凹槽與所述動環內表面的來復線型螺旋凹槽螺旋方向相反。
[0017]優選的，所述來復線型螺旋凹槽的截面僅為呈矩形、半圓形、三角形、弧形中的任一種。
[0018]優選的，所述來復線型螺旋凹槽的截面呈矩形、半圓形、三角形、弧形中任意兩種或多種的組合。
[0019]通過上述技術方案，本發明提供的一種自增壓自減壓機械密封硬環，其通過在動環內表面，或在外表面或密封面處設置來復線型螺旋凹槽，設備在運轉時，密封面外圍或內部會形成高速旋轉的流體，從而降低密封面內外兩端的壓力差，進而大幅度減少密封介質的泄漏，進而就降低了動環或靜環的軸向壓力彈簧的壓力，進而降低了壓力彈簧的制作成本；同時，高速旋轉的流體還起到了良好的冷卻密封面的作用，進而簡化了獨立冷卻回路甚至可以取消獨立冷卻回路，在節約制作成本的同時還減小了機械密封件的安裝尺寸。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]為了更清楚地說明本發明實施例中的技術方案，下面將對實施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹。
[0021]圖1為實施例所公開的一種自增壓自減壓機械密封硬環剖面示意圖；
[0022]圖2為實施例所公開的一種內表面與外表面均設置有來復線型螺旋凹槽的動環立體示意圖；
[0023]圖3為實施例所公開的一種內表面設置有來復線型螺旋凹槽的動環截面示意圖圖；
[0024]圖4為實施例所公開的一種內表面與外表面均設置有來復線型螺旋凹槽的動環截面示意。
[0025]圖中數字表示:
[0026]11.靜環 12.動環13.壓力彈簧
[0027]14.密封面 15.來復線型螺旋凹槽

【具體實施方式】
[0028]下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述。
[0029]參考圖1，本發明提供的一種自增壓自減壓機械密封硬環，包括靜環11和動環12，還包括壓力彈簧13，靜環11及動環12的端面在壓力彈簧13的作用下貼合形成密封面14，動環12的表面設置有來復線型螺旋凹槽15，來復線型螺旋凹槽15設置在動環12的內表面或外表面，或者來復線型螺旋凹槽15同時設置在動環12的內表面與外表面。
[0030]參考圖2，來復線型螺旋凹槽15同時設置在動環12的內表面與外表面，動環12外表面的來復線型螺旋凹槽15與動環12內表面的來復線型螺旋凹槽15螺旋方向相同或相反。
[0031]來復線型螺旋凹槽15還同時設置在靜環11及動環12的端面，端面形成的密封面14處的來復線型螺旋凹槽15的螺旋方向為沿徑向由外至內，且動環12外表面的來復線型螺旋凹槽15與動環12內表面的來復線型螺旋凹槽15螺旋方向相同或相反。
[0032]參考圖3及4，來復線型螺旋凹槽15的截面呈矩形、半圓形、三角形、弧形中的任一種或多種的組合。
[0033]本發明將槍械領域的槍管來復線具有加速子彈出膛速度及使子彈產生自我旋轉的原理應用于機械密封的動環12上，即在機械密封產品的動環12內表面或外表面或密封面14上，制作整體為螺旋狀且截面可為矩形、圓形、三角形、不等邊形等等各種形狀的來復線型螺旋凹槽15，其工作原理為:具有來復線型螺旋凹槽15的動環12在跟隨主軸高速旋轉的時候，其內表面或外表面或內、外表面均有的來復線型螺旋凹槽15在旋轉時會迫使動環12內部(或外部，或內外部均有)的密封介質(或冷卻介質)加速運動及產生自我旋轉，從而，密封介質就會形成高速的、流動方向為軸向且垂直于密封面14的流體，這樣，密封面14徑向，即沿密封面14的方向上，密封介質與密封面14另一側之間的壓力差會大大降低，從而大幅度地減少密封介質的泄漏；或者采用特殊的輔助結構，亦可利用采用來復線原理制作的動環12，在密封面14處形成一個反加壓流體，從而大大降低密封介質與密封面14另一側的壓力差，進而達到大幅度減少密封介質泄漏量的目的。
[0034]對上述實施例的多種修改對本領域的專業技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現。
【權利要求】
1.一種自增壓自減壓機械密封硬環，包括靜環和動環，還包括壓力彈簧，所述靜環及動環的端面在所述壓力彈簧的作用下貼合形成密封面，其特征在于， 所述動環的表面設置有來復線型螺旋凹槽，所述來復線型螺旋凹槽設置在所述動環的內表面或外表面，或者所述來復線型螺旋凹槽同時設置在所述動環的內表面與外表面。
2.根據權利要求1所述的一種自增壓自減壓機械密封硬環，其特征在于，所述來復線型螺旋凹槽同時設置在所述動環的內表面與外表面。
3.根據權利要求2所述的一種自增壓自減壓機械密封硬環，其特征在于，所述動環外表面的來復線型螺旋凹槽與所述動環內表面的來復線型螺旋凹槽螺旋方向相同。
4.根據權利要求2所述的一種自增壓自減壓機械密封硬環，其特征在于，所述動環外表面的來復線型螺旋凹槽與所述動環內表面的來復線型螺旋凹槽螺旋方向相反。
5.根據權利要求1所述的一種自增壓自減壓機械密封硬環，其特征在于，所述來復線型螺旋凹槽還設置在所述靜環及動環的端面，所述端面形成的密封面處的來復線型螺旋凹槽的螺旋方向為沿徑向由外至內。
6.根據權利要求1所述的一種自增壓自減壓機械密封硬環，其特征在于，所述來復線型螺旋凹槽還同時設置在所述動環的外表面及所述密封面處。
7.根據權利要求6所述的一種自增壓自減壓機械密封硬環，其特征在于，所述動環外表面的來復線型螺旋凹槽與所述動環內表面的來復線型螺旋凹槽螺旋方向相同。
8.根據權利要求6所述的一種自增壓自減壓機械密封硬環，其特征在于，所述動環外表面的來復線型螺旋凹槽與所述動環內表面的來復線型螺旋凹槽螺旋方向相反。
9.根據權利要求1至8任一項所述的一種自增壓自減壓機械密封硬環，其特征在于，所述來復線型螺旋凹槽的截面僅為呈矩形、半圓形、三角形、弧形中的任一種。
10.根據權利要求1至8任一項所述的一種自增壓自減壓機械密封硬環，其特征在于，所述來復線型螺旋凹槽的截面呈矩形、半圓形、三角形、弧形中任意兩種或多種的組合。
【文檔編號】F16J15/40GK104421429SQ201310363535
【公開日】2015年3月18日 申請日期:2013年8月20日 優先權日:2013年8月20日
【發明者】王建衛, 張衛東 申請人:蘇州恒揚精密機械有限公司