專利名稱：一種變截面擠壓式流體動壓旋轉密封圈的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于流體密封技術領域中的旋轉軸類密封，具體的說，是涉及一種擠壓式流體動壓旋轉密封圈。
背景技術：
在石油石化設備中大量采用流體動密封。從安全性和可靠性角度考慮，許多機器設備的關鍵部件之一是旋轉軸類密封，如鉆井設備中的高壓旋轉防噴器、井底動力馬達、高壓高速旋轉水龍頭以及采油機械中的螺桿泵等。一般常用的密封有填料密封、環形柔性徑向密封。但是經過較長時間的應用后發現，這些密封都是靠強力來實現密封機理的，其結果是密封效果好了，但是軸與密封件之間的潤滑狀況卻變得很差，導致摩擦增大、過熱以及密封件材料的磨損。
發明內容為了解決背景技術中給出的現有技術問題，本實用新型提供了一種變截面擠壓式流體動壓旋轉密封圈，該種變截面擠壓式流體動壓旋轉密封圈使旋轉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動速度和工作密封壓差。本實用新型的技術方案是該種變截面擠壓式流體動壓旋轉密封圈，包括圓環柱形的密封圈體，其中，所述密封圈體的內壁中部開有一個環繞的、連續的波紋形凹槽，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。本實用新型具有如下有益效果由于其密封面一側由一條有多個波形組成的液體動力潤滑邊和另一側由一條直的隔離邊組成，波形邊與直邊同時與軸表面接觸，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，最初形成靜密封。密封圈安裝在密封槽內，波形邊與軸表面接觸，形成一波形接觸區。當軸旋轉時，其獨特的幾何形狀在與被密封介質接觸一側產生了一波動的液力邊界，形成一相對速度，使得軸與密封結合面之間形成了一層油膜，避免了軸與密封面的直接接觸。在環境介質一側，密封邊緣形狀經過設計可以防止磨礪性物質進入密封內表面，速度分量產生流體動力潤滑作用，穩定速度下使得整個密封接觸區都處于完全流體動力潤滑狀態。應用本種密封圈后，在動密封面之間形成一層能避免相對運動表面直接接觸的動壓油膜，密封圈在油膜上運行，從而大大降低了磨損和摩擦熱，提高了密封圈的壽命。此外，動密封間相對運動速度越高，形成的動壓油膜越厚，因而對高轉速的適應性較好。
圖1是本實用新型的軸測圖。圖2是本實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-環境
3介質，7-旋轉軸。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明如圖1所示，該種變截面擠壓式流體動壓旋轉密封圈，包括圓環柱形的密封圈體 3，其中，所述密封圈體3的內壁中部開有一個連續的波紋形凹槽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。所述上邊界的結構參照圖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則作為流體動壓密封邊界，這兩個邊界同時與旋轉軸7接觸，形成了一個波形接觸區。使用時密封圈體采用過盈裝配于密封溝槽4內，形成靜密封。當軸旋轉時，在密封潤滑劑5 —側，產生一流體動力密封邊界，形成一相對速度，使得軸與密封結合面之間形成了一層油膜，避免了軸與密封面的直接接觸。在環境介質6—側，密封圈體與旋轉軸邊緣上是一銳利的直角邊，可以避免因流體動壓效應而致使外界磨礪侵入密封面間；由于流體動壓潤滑作用會使少量潤滑劑從外側邊緣漏出，在運轉過程中這一少量的、有控制的泄漏將直到清洗作用以阻止磨粒侵入動密封面之間；當動密封面間可能出現軸向運動時，其銳利的直角邊還可以產生刮擦作用，同樣可避免磨粒侵入。本種變截面擠壓式流體動壓旋轉密封件正是在保留常規旋轉密封優點的基礎上， 利用流體動壓效應研制的新型旋轉流體動壓密封結構。流體動壓柔性旋轉密封是利用流體動壓效應，依靠特殊的密封截面幾何形狀，在動密封面之間形成一層能避免相對運動表面直接接觸的流體動壓油膜，由于密封圈體在油膜上運行，從而大大降低了磨損和摩擦熱。
權利要求1. 一種變截面擠壓式流體動壓旋轉密封圈，包括圓環柱形的密封圈體(3)，其特征在于所述密封圈體(3)的內壁中部開有一個連續的波紋形凹槽(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壓旋轉密封圈。主要解決現有技術中的旋轉密封圈軸與密封件之間的潤滑不好，導致摩擦增大、過熱以及密封件材料磨損過于嚴重的問題。其特征在于所述密封圈體(3)的內壁中部開有一個連續的波紋形凹槽(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壓旋轉密封圈能夠使旋轉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動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 優先權日2011年6月19日
發明者付海龍, 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