r>[0077]一种密封环，包括平的密封端面，在密封端面上设有开口于内周边的浅槽，该浅槽是一种曲面槽，曲面槽的底面是曲面，该曲面是一个半径为175毫米、与密封端面倾斜角度为0.0003弧度的圆周在密封环上按运动规律运动时所形成的光滑连续曲面。所述的运动规律是绕密封环轴线的转动。当该圆周相对于密封环运动时，该圆周与密封环内侧面的交点比与密封端面的交点低，所生成的曲面从内径侧向外径侧是逐渐变浅的，因此该浅槽开口于内周边且具有从内径侧向外径侧是逐渐变浅的形状。所述的浅槽的具有两个陡立的侧面，槽底面与密封端面的交线是一段与外周边同心的圆弧。所述的浅槽在密封端面的投影大致呈螺旋形状，当用于内流式机械密封时，能够把由上游侧泄露到下游侧的密封介质栗送至上游侧，可以消除密封介质由上游侧向下游侧的泄露。
[0078]实施例八:请参阅图25、图26、图27和图28。
[0079]一种密封环，包括平的密封端面，在密封端面上设有开口于内周边的浅槽，该浅槽是一种曲面槽，曲面槽的底面是曲面，该曲面是一个半径为175毫米、与密封端面倾斜角度为0.00055弧度的圆周在密封环上按运动规律运动时所形成的光滑连续曲面。所述的运动规律是由一个垂直于密封端面的直线运动、一个以密封环轴线的平行线为轴线的转动和一个绕密封环轴线的转动构成的复合运动。当该圆周相对于密封环运动时，其与密封环内侧面的交点比与密封端面的交点低，所生成的曲面从内径侧向外径侧是逐渐变浅的，因此该浅槽开口于内周边且具有从内径侧向外径侧逐渐变浅的形状。所述的浅槽具有两个陡立的侧面，槽底面与密封端面交线是一段与外周边同心圆弧，所述的浅槽在密封端面的投影大致呈螺旋形状。
[0080]实施例九:请参阅图29。
[0081 ]与实施例八的区别在于浅槽的形状不同。实施例八中的浅槽在收敛侧有陡立的侧壁，而在本实施例中，槽底面一直扩展到密封端面，没有陡立的侧壁，工作时，密封介质的薄膜厚度变化均匀平顺，没有阶跃性突变，具有更强的动压效应。
[0082]实施例十:请参阅图30。
[0083]本实施例中在密封环的密封端面上设有一组开口于内周边的浅槽，而且还设有一组开口于外周边的浅槽，两组浅槽的底面都是曲面，所述的曲面是由一个圆周在密封环上按运动规律运动时所形成的光滑连续曲面。
[0084]实施例^^一:请参阅图31。
[0085]在实施例十中，开口于内、外周边的浅槽沿周向是前后错开设置的，而在本实施例中，两组浅槽沿周向是并排设置的。
[0086]实施例十二:请参阅图32。
[0087]在实施例十中，浅槽的底面充分扩展后与密封端面相交，没有陡立的侧壁，而在本实施例中，浅槽有陡立的侧壁，浅槽底面从侧壁开始沿周向是逐渐变浅的。
[0088]实施例一至实施例十二中，浅槽都示意性地开设9个，实际上，根据不同的密封压力和泄漏量要求，在密封端面上开设浅槽的数量可为2~200个，或更多。当然，根据密封尺寸的不同，所述的浅槽的数量一般也有所不同，通常尺寸越大则槽数量越多。
[0089]本说明书所述的一个以平行于密封端面的直线为轴线的转动，只是用于说明目的，本领域技术人员也可以将其变形为一个与密封端面倾斜的直线为轴线的转动。本说明书所述的一个垂直于密封端面的直线运动，也只是用于说明目的，本领域技术人员可以将其变形为一个与密封端面倾斜的直线运动。本说明书所述的一个平行于密封端面的直线运动，也只是用于说明目的，本领域技术人员可以将其变形为一个与密封端面倾斜的直线运动。
[0090]可以理解的是，采用同一运动规律时，通过改变圆周半径、各轴联动关系、各轴初始位置和各轴终止位置，可以改变所形成的曲面槽形状，即采用同一种运动规律形成的浅槽可能有多种形状，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形状，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思通过改变圆周半径、各轴联动关系、各轴初始位置和各轴终止位置所能够得到的各种形状。
[0091]可以理解的是，采用不同运动规律时，通过选择适当的圆周半径、各轴联动关系、各轴初始位置和终止位置，形成的浅槽可能有相似的形状，本发明的保护范围不应当被视为某种浅槽形状只能由一特定的运动规律实现。
[0092]可以理解的是，本说明书所述的运动规律的具体实现形式仅仅是对发明构思实现形式的举例，只是用于说明目的，本发明的保护范围不应当被视为所陈述的具体实现形式，本领域技术人员还可以通过运动的增加、简化或者变形得到更多的实现形式，本发明的保护范围也及于本领域技术人员根据本发明构思通过运动的合成、简化或者变形得到的其它实现形式。
[0093]在所述的相邻浅槽之间，还可以设有T型槽、圆弧槽、螺旋槽、矩形槽等常规结构形式的流槽来增强动压效应，或在坝面设有圆环槽来抑制泄漏，或在上游侧设有导流槽来增强密封流体的供应。
[0094]本发明的密封环适用于各种形式的外流式机械密封和上游栗送机械密封。
【主权项】
1.一种密封环，包括平的密封端面，在密封端面上设有开口于内周边的浅槽，其特征在于，所述的浅槽是曲面槽，所述的曲面槽的底面是曲面，所述的曲面是由一圆周在三维空间按运动规律运动时由运动轨迹所形成的光滑连续曲面的一部分，所述的浅槽具有从内径侧向外径侧逐渐变浅的形状。2.根据权利要求1所述的密封环，其特征在于，所述的浅槽关于密封环的径向线是大体对称的，或者是明显不对称的。3.根据权利要求1或2所述的密封环，其特征在于，所述的浅槽在密封端面的投影大致呈螺旋形状。4.根据权利要求1至3中任一项所述的密封环，其特征在于，所述的浅槽还包括陡立的侧壁。5.根据权利要求4所述的密封环，其特征在于，所述的曲面沿周向的深度从0逐渐达到最大、并在最深处与陡立侧壁交接而终止，浅槽具有沿周向逐渐变浅的形状，或者所述的曲面沿周向的深度从0逐渐达到最大后再逐渐变小、但还没有全部达到0时就与陡立侧壁交接而终止，形成一种曲面在发散区域未完全扩展到密封端面的浅槽。6.根据权利要求1至5中任一项所述的密封环，其特征在于，所述的圆周的半径的范围为20~500毫米，所述的曲面最低处的深度的范围为0.5-200微米，所述的浅槽的数量的范围为2?200个。7.根据权利要求1至6中任一项所述的密封环，其特征在于，在所述的密封端面设有一组相同的、沿圆周方向按规律分布的浅槽，或者包含若干组不同的浅槽，每组沿圆周方向均勾分布。8.根据权利要求1至7中任一项所述的密封环，其特征在于，在所述的相邻浅槽之间，还可以设有T型槽、圆弧槽、螺旋槽、矩形槽等常规结构形式的流槽来增强动压效应，或在坝面设有环槽来抑制泄漏，或在内径侧设有导流槽来增强密封流体的供应，或者在密封端面设有开口于外周边的、底面为曲面的浅槽来增强动压效应。9.一种机械密封装置，其特征在于，包括如权利要求1至8中任一项所述的密封环。
【专利摘要】本发明提供一种密封环，其特征是在密封端面上设有开口于内周边的浅槽，浅槽的底面是曲面，该曲面是由一圆周在三维空间按运动规律运动时由运动轨迹所形成的光滑连续曲面的一部分，所述的浅槽具有从内径侧向外径侧逐渐变浅的形状。本发明还提供了一种具有该密封环的机械密封装置，适用于各种形式的外流式机械密封或者上游泵送机械密封。与现有密封端面设有平底等深浅槽的密封环相比，在相同的条件下形成的流体薄膜的厚度或刚度更大，稳定性和靠性更高，寿命更长；与现有的槽底为斜平面、槽底为多级平底台阶或多级斜底台阶的浅槽的密封环相比，本发明的浅槽底面的面形符合磨削加工表面创成原理，加工精度高，而且成本低。
【IPC分类】F16J15/16
【公开号】CN105402411
【申请号】CN201510858934
【发明人】霍凤伟
【申请人】霍凤伟
【公开日】2016年3月16日
【申请日】2015年12月1日