[发明专利]火山口状织构形状的仿贝壳型槽液体润滑机械密封结构

说明书

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），仿贝壳型槽（4）的外形结构与贝壳外形相似，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；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，周向沟槽（5）呈同心圆弧段状分布且与密封环同心；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），火山口状突起（41）的高度低于密封端面；仿贝壳型槽之间设置有密封堰（3），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）；火山口状突起（41）的顶部有凹坑或凸起。

(一)技术领域

本发明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)发明内容

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，本发明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。

本发明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。

本发明具有以下有益效果：