本发明属于端面机械密封结构设计，具体是指一种单向流动散热的机械密封端面结构，适用于各种压缩机、工业用泵和釜等旋转机械的轴端密封装置。
背景技术：
1、机械密封是防止旋转式流体机械轴端泄漏的主要手段。相比于传统接触式机械密封，非接触式机械密封凭借其低泄漏、低磨损、使用寿命长等优势广泛应用在各种场合。随着工业技术的发展，对于机械密封技术的要求越来越高，尤其是针对极端工况(高温、高压、高速和真空)条件下的机械密封性能、安全性和可靠性提出了更严格的要求。
2、近些年来石油石化炼化等行业，由于轻烃泵、高温热油泵等密封泄漏造成多起爆炸和火灾事故，这是由于在极端工况下密封端面因温升过高，造成液膜汽化，使密封端面存在气液两相，造成密封失效，密封环断裂等问题，介质通过密封端面向大气泄漏引发事故。目前降低端面温升的主要方式是在密封端面开设流体动压槽，如螺旋槽，螺旋槽能产生强大的流体动压效应增大密封端面开启力，液膜厚度的增加减少端面摩擦热的产生，提高换热效率，进而降低端面温升，然而液膜厚度的增加会造成密封介质大量泄漏的问题，不适用有毒、易燃易爆、易汽化介质的特殊场合。
技术实现思路
1、为解决现有技术存在的上述技术问题，本发明提供一种单向流动散热的机械密封端面结构。本发明通过对密封端面槽型结构的创新，在机械密封运转时这种端面结构不仅可以提供较强的流体动压力，还可以与连通的高压侧介质进行持续的热对流换热，同时圆形微孔可以增大流体湍度，进一步提高换热效率，有效降低端面温升，延长机械密封的使用寿命。
2、本发明采用的技术方案是：
3、一种单向流动散热的机械密封端面结构，包括用于机械密封的动环和静环，所述动环和静环均设有密封端面，所述密封端面的外环沿侧为密封高压侧即上游，所述密封端面的内环沿侧为密封低压侧即下游，且所述密封端面的密封低压侧设有环形密封坝，其特征在于，所述动环和/或静环的至少一个密封端面上沿周向设置有多个流体槽，每个所述流体槽设置在密封端面的密封高压侧，相邻所述流体槽之间的非开槽区域为密封堰；每个所述流体槽包括引流槽和圆形微孔，所述圆形微孔设置在所述引流槽的槽底，并且沿所述引流槽的流道方向并排设置若干列；所述引流槽包括内环和外环，所述引流槽的外环的两端端部与所述密封高压侧的外周壁分别形成两槽口，且两槽口均与密封高压侧的密封介质连通，所述引流槽的槽宽沿流道方向逐渐收敛。
4、进一步的，所述流体槽在密封端面上沿周向均匀分布，所述流体槽的个数为6～12。
5、进一步的，所述引流槽的内环和外环的侧壁型线为圆弧线或椭圆弧线。
6、进一步的，所述引流槽宽端槽口宽度范围为10～30mm，窄端槽口宽度范围为5～15mm，槽深范围为3～50μm。
7、进一步的，所述圆形微孔的深度范围为3～10μm，微孔半径范围为0.1～1mm，微孔的面积密度范围为0.05～0.5。
8、进一步的，所述环形密封坝的径向宽度范围为0.1～20mm。
9、本发明的工作原理如下：
10、机械密封稳定运行时，引流槽将高压侧密封介质导入到密封端面间，并在密封端面间产生强大的流体动压力，使密封端面分开改善端面润滑效果，同时由于动环和静环相对滑动，引流槽周围的介质将沿着圆弧型流道泵回至高压侧，由于流道收敛形成高压区，在高压的作用下会增强密封端面介质的泵回效果，泵回的介质将带走部分热量，有效降低端面温升，同时设置圆形微孔将会增加流体的湍流状态，提高换热效率，进一步降低端面温升。
11、与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：
12、1、本发明引流槽与高压侧介质连通，具有良好的导流换热效果，同时流道收敛可以增强与高压侧介质的对流换热，有效降低端面温升。
13、2、本发明通过设置圆形微孔可以增加流体的湍流状态，提高换热效率，进一步降低端面温升，避免温度过高造成液膜汽化、密封端面磨损、密封失效等问题。
14、3、本发明在机械密封运转时，引流槽将高压侧密封介质引流至密封端面间，并在密封端面间产生良好的动压效应，同时由于引流槽流道收敛会形成高压区，将进一步增强密封端面间流体动压力，改善端面润滑效果，避免端面干摩擦，端面磨损，延长机械密封的使用寿命。
1.一种单向流动散热的机械密封端面结构，包括用于机械密封的动环和静环，所述动环和静环均设有密封端面，所述密封端面的外环沿侧为密封高压侧即上游，所述密封端面的内环沿侧为密封低压侧即下游，且所述密封端面的密封低压侧设有环形密封坝，其特征在于，所述动环和/或静环的至少一个密封端面上沿周向设置有多个流体槽，每个所述流体槽设置在密封端面的密封高压侧，相邻所述流体槽之间的非开槽区域为密封堰；每个所述流体槽包括引流槽和圆形微孔，所述圆形微孔设置在所述引流槽的槽底，并且沿所述引流槽的流道方向并排设置若干列；所述引流槽包括内环和外环，所述引流槽的外环的两端端部与所述密封高压侧的外周壁分别形成两槽口，且两槽口均与密封高压侧的密封介质连通，所述引流槽的槽宽沿流道方向逐渐收敛。
2.如权利要求1所述的一种单向流动散热的机械密封端面结构，其特征在于，所述流体槽在密封端面上沿周向均匀分布，所述流体槽的个数为6～12。
3.如权利要求1所述的一种单向流动散热的机械密封端面结构，其特征在于，所述引流槽的内环和外环的侧壁型线为圆弧线或椭圆弧线。
4.如权利要求1所述的一种单向流动散热的机械密封端面结构，其特征在于，所述引流槽宽端槽口宽度范围为10～30mm，窄端槽口宽度范围为5～15mm，槽深范围为3～50μm。
5.如权利要求1所述的一种单向流动散热的机械密封端面结构，其特征在于，所述圆形微孔的深度范围为3～10μm，微孔半径范围为0.1～1mm，微孔的面积密度范围为0.05～0.5。
6.如权利要求1所述的一种单向流动散热的机械密封端面结构，其特征在于，所述环形密封坝的径向宽度范围为0.1～20mm。
