專利名稱：一種變截面擠壓式流體動(dòng)壓旋轉(zhuǎn)密封圈的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于流體密封技術(shù)領(lǐng)域中的旋轉(zhuǎn)軸類密封，具體的說，是涉及一種擠壓式流體動(dòng)壓旋轉(zhuǎn)密封圈。
背景技術(shù)：
在石油石化設(shè)備中大量采用流體動(dòng)密封。從安全性和可靠性角度考慮，許多機(jī)器設(shè)備的關(guān)鍵部件之一是旋轉(zhuǎn)軸類密封，如鉆井設(shè)備中的高壓旋轉(zhuǎn)防噴器、井底動(dòng)力馬達(dá)、高壓高速旋轉(zhuǎn)水龍頭以及采油機(jī)械中的螺桿泵等。一般常用的密封有填料密封、環(huán)形柔性徑向密封。但是經(jīng)過較長時(shí)間的應(yīng)用后發(fā)現(xiàn)，這些密封都是靠強(qiáng)力來實(shí)現(xiàn)密封機(jī)理的，其結(jié)果是密封效果好了，但是軸與密封件之間的潤滑狀況卻變得很差，導(dǎo)致摩擦增大、過熱以及密封件材料的磨損。
發(fā)明內(nèi)容為了解決背景技術(shù)中給出的現(xiàn)有技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供了一種變截面擠壓式流體動(dòng)壓旋轉(zhuǎn)密封圈，該種變截面擠壓式流體動(dòng)壓旋轉(zhuǎn)密封圈使旋轉(zhuǎn)密封圈的軸向密封工作壽命有了大幅度提高，并且提高了密封面間的相對運(yùn)動(dòng)速度和工作密封壓差。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是該種變截面擠壓式流體動(dòng)壓旋轉(zhuǎn)密封圈，包括圓環(huán)柱形的密封圈體，其中，所述密封圈體的內(nèi)壁中部開有一個(gè)環(huán)繞的、連續(xù)的波紋形凹槽，位于所述波紋形凹槽下方的密封圈體的邊界為直角邊，位于所述波紋形凹槽上方的密封圈體的邊界為坡形的鈍角邊。本實(shí)用新型具有如下有益效果由于其密封面一側(cè)由一條有多個(gè)波形組成的液體動(dòng)力潤滑邊和另一側(cè)由一條直的隔離邊組成，波形邊與直邊同時(shí)與軸表面接觸，形成特殊的密封“唇部”。密封圈的截面輪廓在圓周方向隨波形邊呈周期性變化。密封圈與普通密封圈同樣采用過盈裝配于密封槽內(nèi)，最初形成靜密封。密封圈安裝在密封槽內(nèi)，波形邊與軸表面接觸，形成一波形接觸區(qū)。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，其獨(dú)特的幾何形狀在與被密封介質(zhì)接觸一側(cè)產(chǎn)生了一波動(dòng)的液力邊界，形成一相對速度，使得軸與密封結(jié)合面之間形成了一層油膜，避免了軸與密封面的直接接觸。在環(huán)境介質(zhì)一側(cè)，密封邊緣形狀經(jīng)過設(shè)計(jì)可以防止磨礪性物質(zhì)進(jìn)入密封內(nèi)表面，速度分量產(chǎn)生流體動(dòng)力潤滑作用，穩(wěn)定速度下使得整個(gè)密封接觸區(qū)都處于完全流體動(dòng)力潤滑狀態(tài)。應(yīng)用本種密封圈后，在動(dòng)密封面之間形成一層能避免相對運(yùn)動(dòng)表面直接接觸的動(dòng)壓油膜，密封圈在油膜上運(yùn)行，從而大大降低了磨損和摩擦熱，提高了密封圈的壽命。此外，動(dòng)密封間相對運(yùn)動(dòng)速度越高，形成的動(dòng)壓油膜越厚，因而對高轉(zhuǎn)速的適應(yīng)性較好。


圖1是本實(shí)用新型的軸測圖。圖2是本實(shí)用新型所述密封圈的安裝示意圖。圖中1-下邊界，2-波紋形凹槽，3-密封圈體，4-密封溝槽，5-密封潤滑劑，6-環(huán)境
3介質(zhì)，7-旋轉(zhuǎn)軸。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明如圖1所示，該種變截面擠壓式流體動(dòng)壓旋轉(zhuǎn)密封圈，包括圓環(huán)柱形的密封圈體 3，其中，所述密封圈體3的內(nèi)壁中部開有一個(gè)連續(xù)的波紋形凹槽2，位于所述波紋形凹槽2 下方的密封圈體3的下邊界1為直角邊，位于所述波紋形凹槽2上方的密封圈體3的上邊界為坡形的鈍角邊。所述上邊界的結(jié)構(gòu)參照圖2中所述密封圈體的安裝示意圖可知。安裝后，下邊界1作為磨礪阻隔邊界，而波紋形凹槽2則作為流體動(dòng)壓密封邊界，這兩個(gè)邊界同時(shí)與旋轉(zhuǎn)軸7接觸，形成了一個(gè)波形接觸區(qū)。使用時(shí)密封圈體采用過盈裝配于密封溝槽4內(nèi)，形成靜密封。當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，在密封潤滑劑5 —側(cè)，產(chǎn)生一流體動(dòng)力密封邊界，形成一相對速度，使得軸與密封結(jié)合面之間形成了一層油膜，避免了軸與密封面的直接接觸。在環(huán)境介質(zhì)6—側(cè)，密封圈體與旋轉(zhuǎn)軸邊緣上是一銳利的直角邊，可以避免因流體動(dòng)壓效應(yīng)而致使外界磨礪侵入密封面間；由于流體動(dòng)壓潤滑作用會(huì)使少量潤滑劑從外側(cè)邊緣漏出，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中這一少量的、有控制的泄漏將直到清洗作用以阻止磨粒侵入動(dòng)密封面之間；當(dāng)動(dòng)密封面間可能出現(xiàn)軸向運(yùn)動(dòng)時(shí)，其銳利的直角邊還可以產(chǎn)生刮擦作用，同樣可避免磨粒侵入。本種變截面擠壓式流體動(dòng)壓旋轉(zhuǎn)密封件正是在保留常規(guī)旋轉(zhuǎn)密封優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上， 利用流體動(dòng)壓效應(yīng)研制的新型旋轉(zhuǎn)流體動(dòng)壓密封結(jié)構(gòu)。流體動(dòng)壓柔性旋轉(zhuǎn)密封是利用流體動(dòng)壓效應(yīng)，依靠特殊的密封截面幾何形狀，在動(dòng)密封面之間形成一層能避免相對運(yùn)動(dòng)表面直接接觸的流體動(dòng)壓油膜，由于密封圈體在油膜上運(yùn)行，從而大大降低了磨損和摩擦熱。
權(quán)利要求1. 一種變截面擠壓式流體動(dòng)壓旋轉(zhuǎn)密封圈，包括圓環(huán)柱形的密封圈體(3)，其特征在于所述密封圈體(3)的內(nèi)壁中部開有一個(gè)連續(xù)的波紋形凹槽(2)，位于所述波紋形凹槽(2)下方的密封圈體(3)的下邊界(1)為直角邊，位于所述波紋形凹槽(2)上方的密封圈體(3)的上邊界為坡形的鈍角邊。
專利摘要一種變截面擠壓式流體動(dòng)壓旋轉(zhuǎn)密封圈。主要解決現(xiàn)有技術(shù)中的旋轉(zhuǎn)密封圈軸與密封件之間的潤滑不好，導(dǎo)致摩擦增大、過熱以及密封件材料磨損過于嚴(yán)重的問題。其特征在于所述密封圈體(3)的內(nèi)壁中部開有一個(gè)連續(xù)的波紋形凹槽(2)，位于所述波紋形凹槽(2)下方的密封圈體(3)的下邊界(1)為直角邊，位于所述波紋形凹槽(2)上方的密封圈體(3)的上邊界為坡形的鈍角邊。該種變截面擠壓式流體動(dòng)壓旋轉(zhuǎn)密封圈能夠使旋轉(zhuǎn)密封圈的軸向密封工作壽命有大幅度提高，并且提高了密封面間的相對運(yùn)動(dòng)速度和工作密封壓差。
文檔編號F16J15/16GK202125616SQ20112020624
公開日2012年1月25日 申請日期2011年6月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月19日
發(fā)明者付海龍, 崔曉華, 祝娟, 賈光政, 鄒龍慶, 郭鳳, 陳桂娟 申請人:東北石油大學(xué)