雙端面集裝式自泵送流體動壓型機械密封的製作方法
2023-10-16 23:47:09
本實用新型屬於密封技術領域，特別涉及一種具有流體動靜壓效應的自泵送機械密封，適用於鈉冷快堆核主泵殼體與泵軸之間的密封。
背景技術：
核電正在世界範圍內迎來新一輪的高速發展。從20世紀50年代末至60年代初，世界上建造第一批原型核電站以來，核電技術的發展已經經歷了第一代、第二代，目前正在向第三代乃至第四代邁進。核電站反應堆種類較多，可分為輕水堆(包括壓水堆和沸水堆)、重水堆、石墨氣冷堆和快中子增殖堆等。按熱力系統分，核電站有3種:單迴路、雙迴路和三迴路系統。單迴路系統中，工質直接由反應堆進入汽輪機或燃氣輪機，如沸水堆和採用氦氣透平直接循環方式的高溫氣冷堆；雙迴路系統中，反應堆熱量由一迴路經蒸汽發生器傳給二迴路工質產生蒸汽，再推動汽輪機做功，壓水堆和採用蒸汽透平循環方式的高溫氣冷堆屬於此類型；三迴路系統則更複雜一些，主要堆型為快中子增殖堆。不論何種熱力系統及堆型，均需要冷卻劑將堆芯中核裂變產生的熱量帶出以冷卻堆芯並進行後續發電過程，這一冷卻迴路即為一迴路系統，是核電站反應堆的核心系統。
反應堆一迴路系統中進行循環的冷卻劑常常具有高溫、高壓、強放射性等特點，必需嚴格控制冷卻劑的洩漏。由於一迴路循環系統中存在著泵/風機/壓縮機/汽輪機/燃氣輪機等轉動設備，為解決其帶來的冷卻劑密封問題，工程上通常有2種方案：一是採用軸封型設備，即高可靠性核級機械密封；二是將泵等設備的驅動電機整體置於一迴路壓力殼內，這樣就將存在洩漏風險的動密封轉化為零洩漏的靜密封，並使外部輔助系統大大簡化，但這種方案將技術難點轉移到了電機和軸承等設備或部件上。例如，對於壓水堆，冷卻劑泵(核主泵)電機必須採用屏蔽式或溼定子式，而主泵軸承則必須全部採用水潤滑軸承；對於蒸汽透平循環的高溫氣冷堆，氦氣風機主軸軸承需使用電磁軸承等無油式軸承。由於此類電機和軸承技術難度大、製造成本高，特別是大功率、大尺寸條件下，工作效率和可靠性的問題較難解決，因此應用了機械密封的一迴路系統目前仍佔據著主導地位。
作為第四代反應堆，快堆即快中子增殖堆，不用慢化劑，直接用裂變產生的快中子來引發核裂變鏈式反應，並能增殖核燃料、充分利用鈾資源、大大減少核廢料中長壽命核素。快堆冷卻劑需具有傳熱性能好、不會慢化中子的性質，目前主要為液態金屬和氦氣。鈉冷快堆一迴路系統由堆芯、主泵(一次鈉泵)、熱交換器、主管道和其他部分組成。與其他反應堆一迴路主循環泵的機械密封不同之處在於，鈉冷快堆核主泵機械密封的工況壓力低(571kPa)，溫度低(70℃)，有利於實現密封的實現。但由於鈉活性強，遇水或空氣會發生爆炸，因此鈉 泵密封的可靠性要求高，設計需嚴格保證液態鈉的零洩漏，同時還要保證地震載荷作用下短時間可靠密封以便關堆和堆芯熱量的導出。
圖1為鈉冷快堆原型堆(PFBR)的一迴路鈉泵簡圖(王玉明，黃偉峰，李永健.核電站一迴路用機械密封.摩擦學學報，2011,31(4)：408-416)。鈉泵外殼內液態鈉的自由液面上部充滿氬氣，在距離鈉液面一定高度處設置機械密封。這種設計形式避免了密封與溫度高達400～500℃的液態鈉的直接接觸，消除了對材料、結構等方面的諸多苛刻限制，使之可以使用常規的機械密封設計。
按照現有技術，鈉泵借鑑輕水堆(包括壓水堆和沸水堆)、重水堆、石墨氣冷堆的第3級密封，即採用潤滑油阻塞的雙端面機械密封或氣體阻塞的幹氣密封來實現密封。對於採用潤滑油阻塞的雙端面機械密封，通常保持阻塞潤滑油壓力高於工質氣體的壓力，以防止保護氬氣漏出至阻塞流體中，並在工質氣體側機械密封下部的軸套上安裝甩油環，以保證壓力較高的阻塞潤滑油漏入泵腔時能經由甩油環和集液孔道流入集液桶而不汙染鈉液。對於採用氣體阻塞的幹氣密封，通常保持阻塞氣體壓力高於工質氣體的壓力，以防止保護氬氣漏出至阻塞氣體中。
然而，採用氣體阻塞的幹氣密封，工作時需要輔助系統提供結淨的阻塞氣體以維持幹氣密封的非接觸運行；同時，壓力高於工質氣體的阻塞氣體，會通過密封端面間隙漏入泵腔，造成阻塞氣體損失和保護氬氣汙染和壓力升高。特別是，在地震等非正常軸向載荷作用下密封端面瞬間脫開後，大量潤滑油漏入甩油環時，集液孔道來不及流過，就會沿氣道流入泵腔形成鈉液汙染，嚴重威脅鈉冷快堆的安全。
技術實現要素：
本實用新型的目的是提出一種鈉冷快堆核主泵用雙端面流體動靜壓自泵送機械密封，以解決現有鈉泵內循環工質的洩漏以及阻塞流體潤滑油可能存在的漏入泵內而汙染工質的問題，保證快堆的安全穩定長周期運行。
本實用新型的技術方案是：
一種雙端面集裝式自泵送流體動壓型機械密封，設置於鈉泵的殼體和泵軸2之間，由動環10、動環用O形圈9、靜環8、12、靜環用O形圈7、13、彈簧6、15、彈簧座5、14、密封外殼16、軸套1、軸套用O形圈17、限位器4、銷釘11和緊定螺釘3組成，
動環10及其兩側的靜環8、12、彈簧座5、14均穿套在軸套1上；動環10與軸套1之間用O形圈9密封連接；動環10上下兩端為動環密封端面，每一動環密封端面與1個靜環配合，靜環8、12的外圓面與密封外殼16之間用O形圈7、13密封連接；靜環的另一端面分別支撐有3個以上的彈簧，彈簧的另一端作用在彈簧座5、14上，彈簧座5、14連接於密封外殼，使動環密封端面和靜環端面之間獲得一定的端面比壓；動環10通過位於動環下部的徑向 封閉軸向開口的銷孔與軸套上的銷釘11配合，實現對動環10周向定位，並保持銷釘11與銷孔底部接觸同時實現對動環10的軸向定位；設置在軸套上的緊定螺釘3用於軸套1與泵軸2相對位置的固定；限位器4可拆卸地設置在密封外殼16或彈簧座5、14與軸套1之間，用於限定軸套1與密封外殼16或彈簧座5、14的軸向相對位置，以改變支撐兩個靜環的彈簧的彈力，使得動環兩端的密封端面與兩個靜環之間的壓力相同；
靜環用O形圈7、13、動環10、密封外殼16圍成外密封空間，外密封空間內充入阻塞流體；
與靜環8、12配合的動環密封端面分為槽區和密封壩37，槽區分布在端面的外側部分，密封壩37分布在端面的內側部分；槽區開設3組以上的後彎型流體型槽39，後彎型流體型槽39之間的密封端面構成密封堰；動環10上下兩端的動環密封端面上的槽區和密封壩37以動環中截面M-M對稱布置；
所述後彎型流體型槽39包括坡槽32和平槽33兩個部分，坡槽32處於動環端面的大半徑部位，平槽33處於動環端面的小半徑部位；
所述後彎型流體型槽39的出口位於動環密封端面的外徑處，進口31位於動環10密封面的中部，所述後彎型流體型槽39的進口31通過動環10上的軸向徑向組合孔道30與外密封空間連通；
所述後彎型流體型槽39的兩側槽壁，一側為工作面34，另一側為非工作面35；
所述後彎型流體型槽39中的阻塞流體，在動環旋轉時，被後彎型流體型槽39的工作面加速成高速流體，在離心力作用下，沿非工作面35向動環10外徑側流動而泵送至外密封空間內，並在後彎型流體型槽39的進口31處形成低壓區，外密封空間內的阻塞流體在壓差作用下通過動環10上與外密封空間連通的軸向徑向組合孔道30流進後彎型流體型槽39中，形成一次次自泵送循環；
所述被後彎型流體型槽39工作面34加速成高速的阻塞流體，在被泵出後彎型流體型槽39的過程中，隨著後彎型流體型槽39的流通截面積的逐漸增大，流速降低，壓力增大，形成分離動環10和靜環8、12的開啟力。
銷釘11與銷孔底部接觸實現對動環10的軸向定位，這樣動環的重量由銷釘支撐，動環的重量不會傳遞到下部的靜環上，也保證支撐上部靜環的上部彈簧能有一定的壓縮量。如果無銷釘對動環10的軸向定位，支撐下部靜環的下部彈簧需要承受2個靜環的重量和一個動環的重量，動環兩端的密封端面與兩個靜環之間的壓力不會相同。這一次次的自泵送循環過程，一方面，實現了機械密封的自潤滑；另一方面，外密封空間內阻塞流體在密封面之間的不斷循環，把密封面之間的摩擦熱及時帶走，實現了密封的自衝洗；而離心力的作用，增加了流體流向動環10密封面外側的動力，降低了流體流向動環10密封面內側的洩漏率；特別是， 離心力的作用，使得進入後彎型流體型槽39中的含有固體顆粒的阻塞流體，能夠產生固體顆粒與基質分離，其中密度大的固體顆粒獲得較大的離心力，隨流體被泵出重新送至外密封空間內中，不進入密封壩37區，避免了密封面之間的磨粒磨損。
作為進一步的改進，軸套用O形圈17、軸套1、下部的靜環12及靜環用O形圈13、動環10、鈉泵的殼體、泵軸2圍成的工質腔，工質腔內下部是高溫金屬鈉液，上部是保護氬氣；外密封空間內阻塞流體也為氬氣，且阻塞流體的壓力不小於工質腔內氬氣的壓力。由於阻塞流體的壓力不小於工質腔內氬氣的壓力，所以工質腔內的氬氣不會通過靜環與動環之間的密封端面洩漏而進入外密封空間。即使是地震載荷作用下出現瞬間動靜環脫開，也只可能是阻塞流體通過靜環與動環之間的密封端面洩漏而進入工質腔內，但由於阻塞流體與工質腔內上部介質相同，所以即使阻塞流體進入工質腔也不會對核主泵的工作造成影響。
作為進一步的改進，支撐兩個靜環的彈簧數量、結構相同，彈簧剛度為K；兩個靜環結構相同，重量為GJ；支撐位於動環下部靜環的彈簧的壓縮長度△x2與支撐位於動環上部靜環的彈簧的壓縮長度△x1滿足：△x2-△x1＝2GJ/K，以使得動環兩端的密封端面與兩個靜環之間的壓力相同。
本技術所述的雙端面流體動靜壓機械密封在工作時，軸套通過緊定螺釘3在泵軸2上固定，動環通過銷釘11實現在軸套上的軸向和周向定位，因此動環相對於泵軸2的位置是固定的。
由於動環上部的靜環其重力拉伸其彈簧，而動環下部的靜環其重力壓縮其彈簧，導致相同彈簧壓縮量下上下靜環對動環密封端面的壓力不同，引起工作過程中2個密封副(動環與靜環的接觸面)的磨損量不同，導致雙端面密封壽命縮短，因此需要調節支撐上下兩個靜環的上下彈簧的彈力(或者壓縮長度)。
對於動環來說，受到上部靜環對其壓力Y1，下部靜環對其壓力Y2，自身的重力GD，銷釘對其的支撐力ZD；Y1+GD＝Y2+ZD。如果，上部靜環對動環的壓力Y1等於下部靜環對動環的壓力Y2，則銷釘對動環的支撐力ZD應該等於動環的重力GD。
對於上部的靜環來說，Y1＝K△x1+GJ；對於下部的靜環來說，K△x1＝Y2+GJ。若Y1＝Y2，即K△x1+GJ＝K△x2-GJ，則△x2-△x1＝2GJ/K。
所述後彎型流體型槽39的兩側槽壁型線均為螺旋線。
所述後彎型流體型槽39的兩側槽壁型線的螺旋線具有相同的螺旋角。
所述後彎型流體型槽39的兩側槽壁型線的螺旋線的螺旋角不等，工作面34的螺旋角小於非工作面35的螺旋角。
所述後彎型流體型槽39的兩側槽壁型線的螺旋線與進口31圓孔相切。
所述動環10上的軸向徑向組合孔道30與動環10外圓面的連接處的橫截面為楔狀開口。 上面所述的雙端面流體動靜壓機械密封，所述後彎型流體型槽39的進口31通過動環10上的軸向徑向組合孔道30與外密封空間連通；在動環旋轉時，外密封空間內的阻塞流體在壓差作用下通過動環10上與外密封空間連通的軸向徑向組合孔道30流進後彎型流體型槽39中，形成一次次自泵送循環。
作為本實用新型的另一技術方案，所述後彎型流體型槽39的進口31與設置在動環10或靜環8、12密封面中部的圓形環槽36連通，所述圓形環槽36通過位於動環或靜環上的與外密封空間連通；在動環旋轉時，外密封空間內的阻塞流體在壓差作用下通過靜環上與外密封空間連通的軸向徑向組合孔道30、圓形環槽36流進後彎型流體型槽39中，形成一次次自泵送循環。
所述圓形環槽36具有收集自潤滑、自衝洗介質和防止泵送介質不均勻以及後彎型流體型槽39進口31處的流體補充不及時出現空化的作用。
動環10上下兩端的動環密封端面上的槽區和密封壩37以動環中截面M-M對稱布置，也保證了2個密封副(動環與靜環的接觸面)結構相同，使得兩個密封副的磨損量相同，延長使用壽命。動環中截面M-M是指垂直於動環軸線的、將動環在軸向方向上把動環等分的橫截面。
本實用新型的有益效果。
本實用新型所述的一種自泵送流體動壓型機械密封，具有以下幾個優點：
①具有優越的密封性能，實現了零洩漏，適用於鈉冷快堆核主泵用密封。動環用O形圈9、靜環用O形圈7、13、軸套用O形圈17防止了工質腔內的氬氣的洩漏；由於阻塞流體壓力不小於工質腔內氬氣的壓力，加上阻塞流體一次次的自泵送循環，有效阻止了工質腔內的氬氣從動環與靜環之間的密封端面處的洩漏。
②動環旋轉時，不同質量粒子產生不同的離心力，使得本實用新型的機械密封具有自動清除固體顆粒功能，能避免密封壩的磨粒磨損，從而不需要提供額外的過濾輔助系統。
③使用範圍寬，既可用作氣體密封，又可用作液體密封。
④獨特的自潤滑、自冷卻衝洗功能，保證了密封工作的穩定性和耐久性。
⑤在靜止狀態下阻塞流體直接注入動靜環密封面之間，消除了動靜環密封面之間啟動瞬間的固體摩擦，並在啟動瞬間迅速形成流體膜。
⑥集裝式結構，裝配快捷方便。由於本實用新型具有可以拆卸的限位器4，所以可以在安裝使用之前把產品(密封外殼16、動環10、靜環8、12、彈簧座5、14、軸套1、銷釘11、緊定螺釘3等)組裝成型，形成一個「集裝式」的機械密封。安裝時，把其一併穿套在泵軸上，將下部的彈簧座15與鈉泵的殼體固定，再將緊定螺釘3擰在泵軸上，再拆下限位器4即可。
附圖說明
圖1為鈉冷快堆原型堆(PFBR)的一迴路鈉泵簡圖。
圖2為動環開設後彎型流體型槽和軸向徑向組合孔道的自泵送流體動壓型機械密封安裝前的軸截面結構示意圖。
圖3為動環開設後彎型流體型槽和軸向徑向組合孔道的自泵送流體動壓型機械密封安裝後的軸截面結構示意圖。
圖4為動環開設後彎型流體型槽、靜環開設軸向徑向組合孔道的自泵送流體動壓型機械密封安裝前的軸截面結構示意圖。(圓形環槽可開在動環上，也可開在靜環上)
圖5為動環開設後彎型流體型槽、靜環開設軸向徑向組合孔道的自泵送流體動壓型機械密封安裝後的軸截面結構示意圖。(圓形環槽可開在動環上，也可開在靜環上)
圖6為開設後彎型流體型槽和軸向徑向組合孔道的動環端面示意圖。
圖7為開設後彎型流體型槽和圓形環槽的動環端面示意圖。
圖8為與圖7相配合的、開有軸向徑向組合孔道的靜環端面示意圖。
圖9為開設後彎型流體型槽的動環端面示意圖。
圖10為與圖9相配合的開設圓形環槽和軸向徑向組合孔道的靜環端面示意圖。
其中，
R1—動環和靜環之間相互貼合的密封端面的內半徑；
R2—動環和靜環之間相互貼合的密封端面的外半徑；
Rp—型槽臺階半徑
Ro—型槽進口孔位置半徑
Rk—型槽進口孔半徑
R3—型槽進口環槽內半徑
R4—型槽進口環槽外半徑
G—流體型槽的泵汲方向
w—動環的旋向
軸套1、泵軸2、緊定螺釘3、限位器4、彈簧座5、彈簧6、靜環用O形圈7、靜環8、動環用O形圈9、動環10、銷釘11、靜環12、靜環用O形圈13、彈簧座14、彈簧15、密封外殼16、軸套用O形圈17、軸向徑向組合孔道30、進口31、坡槽32、平槽33、工作面34、非工作面35、圓形環槽36、密封壩37、後彎型流體型槽39、機械密封40、止推軸承41、泵軸42、導向軸承43、葉輪44、動環中截面M-M。
具體實施方式
下面結合附圖和三個實施例詳細說明本實用新型的實施方式。
先對三個實施例的相同的構造進行說明。
參見圖2、3或者圖4、5，這三個實施例均為雙端面集裝式自泵送流體動壓型機械密封，由動環10、動環用O形圈9、靜環8、12、靜環用O形圈7、13、彈簧6、15、彈簧座5、14、密封外殼16、軸套1、軸套用O形圈17、限位器4、銷釘11和緊定螺釘3等組成。
具體地說，動環10及其兩端的靜環8、12、彈簧座5、14均穿套在軸套1上；動環10與軸套1之間用O形圈9密封連接；動環10上下兩端為動環密封端面，每一動環密封端面與1個靜環配合，靜環8、12的外圓面與密封外殼16之間用O形圈7、13密封連接；靜環的另一端面分別支撐有3個以上的彈簧，彈簧的另一端作用在彈簧座5、14上，彈簧座5、14通過螺栓固定連接在密封外殼的上下部，使動環密封端面和靜環端面之間獲得一定的端面比壓；動環10通過位於動環下部的徑向封閉軸向開口的銷孔與軸套上的銷釘11配合，實現對動環10周向定位，並保持銷釘11與銷孔底部接觸同時實現對動環10的軸向定位；緊定螺釘3設置在軸套上。
兩個靜環結構相同，重量均為GJ。支撐位於動環下部靜環的彈簧15與支撐位於動環上部靜環的彈簧6的數量相同，剛度均為K，且它們均布在靜環的周向方向上。
限位器4為兩個半圓形的限位半環組成的剖分式限位環，限位環通過螺釘可拆卸地連接上部的彈簧座5的上表面，限位環的內側伸入在軸套1上所開的限位槽內，使得軸套1與密封外殼16、彈簧座5、14的在軸向保持在某個位置。在該位置時，彈簧15的壓縮長度△x2與支撐位於動環上部靜環的彈簧6的壓縮長度△x1滿足：△x2-△x1＝2GJ/K，這樣動環兩端的密封端面與兩個靜環之間的壓力相同。
靜環用O形圈7、13、動環10、密封外殼16圍成外密封空間，外密封空間內充入作為阻塞流體的氬氣。
參見圖6、7、9，與靜環8、12配合的動環密封端面分為槽區和密封壩37，槽區分布在端面的外側部分，密封壩37分布在端面的內側部分；槽區開設3組以上的後彎型流體型槽39，後彎型流體型槽39之間的密封端面構成密封堰；動環10上下兩端的動環密封端面上的槽區和密封壩37以垂直於動環軸線、經過動環中間位置的動環中截面M-M對稱布置。
所述後彎型流體型槽39包括坡槽32和平槽33兩個部分，坡槽32處於動環端面的大半徑部位，平槽33處於動環端面的小半徑部位；
所述後彎型流體型槽39的出口位於動環密封端面的外徑處，進口31位於動環10密封面的中部，所述後彎型流體型槽39的進口31通過動環10上的軸向徑向組合孔道30與外密封空間連通；
所述後彎型流體型槽39的兩側槽壁，一側為工作面34，另一側為非工作面35；
所述後彎型流體型槽39中的阻塞流體，在動環旋轉時，被後彎型流體型槽39的工作面 加速成高速流體，在離心力作用下，沿非工作面35向動環10外徑側流動而泵送至外密封空間內，並在後彎型流體型槽39的進口31處形成低壓區，外密封空間內的阻塞流體在壓差作用下通過動環10或靜環8、12上與外密封空間連通的軸向徑向組合孔道30等流道流進後彎型流體型槽39中，形成一次次自泵送循環；
所述被後彎型流體型槽39工作面34加速成高速的阻塞流體，在被泵出後彎型流體型槽39的過程中，隨著後彎型流體型槽39的流通截面積的逐漸增大，流速降低，壓力增大，形成分離動環10和靜環8、12的開啟力。
上述雙端面集裝式自泵送流體動壓型機械密封，是集裝式機械密封，可以在工廠組裝後到現場快捷安裝。安裝時，把軸套1穿套在鈉泵的泵軸2上，將下部的彈簧座15與鈉泵的殼體密封固定，再將緊定螺釘3擰在泵軸上。此時，軸套、彈簧座15(包括密封外殼16、彈簧座4等)的位置均被固定，所以然後再拆下限位器4，並不會改變軸套與彈簧座的相對位置，保證了彈簧15的壓縮長度△x2與彈簧6的壓縮長度△x1處於出廠時的設定長度，使得工作中的動環兩端的密封端面與兩個靜環之間的壓力相同，延長了使用壽命。
使用時，軸套用O形圈17、軸套1、下部的靜環12及靜環用O形圈13、動環10、鈉泵的殼體、泵軸2圍成工質腔，工質腔內下部是高溫金屬鈉液，上部是保護氬氣；外密封空間內的氬氣的壓力不小於工質腔內氬氣的壓力。由於阻塞流體的壓力不小於工質腔內氬氣的壓力，所以工質腔內的氬氣不會通過靜環與動環之間的密封端面洩漏而進入外密封空間。即使是地震載荷作用下出現瞬間動靜環脫開，也只可能是阻塞流體通過靜環與動環之間的密封端面洩漏而進入工質腔內，但由於阻塞流體與工質腔內上部介質相同，所以即使阻塞流體進入工質腔也不會對核主泵的工作造成影響。
下面再對各實施例的不同的構造分別進行說明。
三個實施例的主要不同點在於：軸向徑向組合孔道30是開在動環還是在靜環上，是否具有圓形環槽，圓形環槽是開在動環還是在靜環上。下面分別說明。
實施例1：動環上開有軸向徑向組合孔道的雙端面集裝式自泵送流體動壓型機械密封
參見圖2、3、6所示，位於動環上下兩端的後彎型流體型槽39的進口31均通過開在動環10上的軸向徑向組合孔道30與外密封空間連通。在動環旋轉時，外密封空間內的阻塞流體如氬氣在壓差作用下通過動環10上的軸向徑向組合孔道30流進後彎型流體型槽39中，形成一次次自泵送循環。
實施例2：動環上圓形環槽、靜環上開有軸向徑向組合孔道的雙端面集裝式自泵送流體動壓型機械密封
參見圖4、5、7、8所示，動環上後彎型流體型槽39的進口31與設置在動環10密封面 中部的圓形環槽36連通。開在靜環上軸向徑向組合孔道30的一端與外密封空間連通，另一端與所述圓形環槽36在軸向相對。
在動環旋轉時，外密封空間內的阻塞流體如氬氣在壓差作用下通過靜環上的軸向徑向組合孔道30、動環上的圓形環槽36流進後彎型流體型槽39中，形成一次次自泵送循環。
實施例3：靜環上開有圓形環槽和軸向徑向組合孔道的雙端面集裝式自泵送流體動壓型機械密封
參見圖9、10所示(參考圖4、5)，動環上後彎型流體型槽39的進口31與開在靜環密封面中部的圓形環槽36連通，所述圓形環槽36通過開在靜環上的軸向徑向組合孔道30與外密封空間相通。在動環旋轉時，外密封空間內的阻塞流體如氬氣在壓差作用下通過靜環上的軸向徑向組合孔道30、靜環上的圓形環槽36流進後彎型流體型槽39中，形成一次次自泵送循環。