结构参数对压力自适应型机械密封性能的影响分析

采用计算流体力学软件FLUENT和有限元分析软件ANSYS,分别对密封间隙中的液膜流场和密封环进行数值模拟计算分析,并将计算得到的液膜流场状态和密封环变形结果进行流固偶合求解,最终得到15.9 MPa高压工况下流场的压力分布,并采用单一变量法分析了密封结构参数对密封性能的影响。结果表明:随着液膜厚度的增加,开启力减小,泄漏量增大;端面厚度越薄、开槽数量越多,密封环端面的流体动压效应越明显;而随着内壁厚度的增加,开启力、泄漏量都会减小。     

双列反向螺旋槽上游泵送密封性能实验研究

利用中低速泵用密封实验装置,在变工况下,对双列反向螺旋槽上游泵送密封的性能进行了实验研究。得到了密封端面液膜压力、液膜厚度、端面温升等重要参数。分析了变工况下密封端面间液膜压力、液膜厚度随转速的变化规律,并测量了不同介质压力下密封端面的温升。实验结果表明,双列反向螺旋槽上游泵送密封在压力、转速变化的条件下能实现非接触运转,保证端面处于流体润滑状态,具有较强的抗干扰能力,完全适应变工况操作条件。     

基于正交试验的机械密封螺旋槽参数优化研究

离心泵机械密封在运行过程中易发生端面空化,从而影响设备运行的可靠性和稳定性.为了研究螺旋槽端面空化对机械密封性能的影响,以泄漏量Q、开启力F作为优化目标,以槽深h、槽径比β、螺旋角θ、槽数n及槽位系数λ为变量,建立正交试验表,采用CFD方法进行密封膜流场数值模拟.研究结果表明:λ对开启力及泄漏量的影响显著,n次之;当λ...     

端面参数对人字槽液膜密封脱开转速的影响

非接触式液膜密封的脱开转速对密封性能有显著影响。本文以人字型槽端面结构为基础,建立考虑端面粗糙度的数学模型,采用有限差分法离散平均雷诺方程,对比分析不同密封端面粗糙标准差和结构参数对人字型槽脱开转速的影响。结果表明:端面粗糙度标准差增大,槽深增加,都将导致脱开转速变大;槽深较小时,槽深的变化对脱开转速影响较明显;槽数增多,脱开转速减小,不同台槽比适用于不同的槽数。     

上游泵送+螺旋阻塞+唇片组合式机械密封设计

上游泵送机械密封是全液膜非接触式机械密封,近年来在化工流体输送中得到推广应用。与传统接触式密封相比,流体动压产生的效应使上游泵送机械密封端面形成全液膜,液膜压力高于介质压力,实现用低压流体阻封高压流体。上游泵送机械密封高速旋转时,端面开启,处于非接触状态,可极大提高机械密封的使用寿命,实现被密封高黏度介质的零泄漏。为满足高黏度浆料介质的密封需求,以上游泵送机械密封代替普通接触式密封作为主密封,以螺旋阻塞及唇片密封作为副密封,设计了一种组合式机械密封。介绍了组合式机械密封的结构特点、设计参数,计算了组合式机械密封的泄漏量,并通过运转试验进行验证。设计的组合式双端面机械密封在某ABS胶乳装置中得到应用,密封效果良好。     

井下工具心轴偏移对机械密封端面变形的影响

基于有限元方法研究了导向钻进时导向工具的心轴产生弯曲变形对机械密封性能的影响,分析了导向钻进时心轴的最大变形状态,计算了在心轴偏转和内压作用下机械密封环端面机械变形程度,研究了密封环变形与压力之间的变化规律。计算结果表明,心轴弯曲对端面变形的影响较小,内压是端面变形的主要原因,不同压力下机械密封端面变形行为基本符合线性变化规律,确定了满足井下工具密封要求所需的介质压力。     

弹簧比压对平衡型机械密封基本性能的影响

弹簧比压是形成机械密封端面密封比压的重要组成部分。分析了弹簧比压对平衡型机械密封摩擦特性和密封性能的影响,利用自行研制的动态下弹簧比压可控机械密封试验装置对平衡型机械密封进行了试验。研究表明,弹簧比压不仅使机械密封端面贴合,而且会使得粗糙端面的接触点产生变形,形成较小的密封间隙。对于平衡系数与膜压系数相近的机械密封,弹簧比压对泄漏量的影响明显增大。尽管弹簧比压的变化有时不足以改变机械密封的端面摩擦状态,但随着弹簧比压的增大,摩擦副之间的润滑介质相对减少。兼顾摩擦特性和密封性能两方面的要求并正确选择弹簧比压,是使机械密封处于最佳工作状态的要点。     

提高机械密封端面流体膜相态稳定性的措施

分析了氨泵入口端和出口端的机械密封端面流体膜的相态及其影响因素 ,提出端面的流体膜相态处于液相或似液相时 ,密封才能正常工作 ,提高压力或降低温度是保证流体膜相态合理和稳定的有效措施。对于多级泵 ,入口选用非平衡型 ,出口选用部分平衡型密封 ;摩擦副材料选用不锈钢镶嵌硬质合金YG6对酚醛树脂浸渍石墨 ,辅助密封圈采用丁腈橡胶 ;也可利用冲洗控制流体膜温度。上述措施在大庆天然气公司的现场应用表明 ,氨泵的密封性能得到很大提高 ,运行时间由原来的一个月延长至一年以上 ,改善了工厂及周围地区的环境。     

变工况时气液两相机械密封端面动压实验分析

在理论分析变工况时机械密封动环密封圈摩擦力和比压的变化 ,以及端面轴向力平衡变化的基础上 ,采用 1GX70非平衡型机械密封 ,在实验室模拟变工况条件下开展了气液两相机械密封端面动压实验。实验结果表明 ,变工况时处于气液两相的机械密封 ,因端面间液膜闪蒸而导致端面开启 ,动、静环不再平行 ,动环密封圈摩擦力增大 ,动环追随性遭破坏致使密封失效 ;机械密封的动压膜压沿收敛间隙呈正弦分布 ,计算变工况密封开启力时不但要考虑密封端面闪蒸造成沸腾区压力的影响 ,还要考虑动压的影响     

机械密封端面比压计算公式之探讨

端面密封比压力的精确计算,涉及机械结构、操作条件、流体力学特征等复杂因素。目前广泛应用的端面密封比压力计算公式系忽略了多种因素后的近似简化公式。本文作者考虑了密封面间存在的液膜反力的影响,提出了相应的分析式,比较精确地反映了端面密封中比压的机理,可供有关方面在分析、研究端面密封时参考。但本文提供的比压力计算方法由子引入了泄漏量作为计算基准,故在实用上尚有一定难点,有待于进一步在实践中探讨完善     

粘性密封密封能力与螺旋参数间的灰色关联分析

本文将灰色系统理论引入了密封领域，运用灰色关联分析方法对粘性密封密封能力与螺旋参数间的关系进行了定性分析，指出了各螺旋参数对密封能力的影响程度，对进一步研究粘性密封有着一定的现实意义。     

高速牙轮钻头螺旋组合密封流固耦合仿真及试验

密封是决定牙轮钻头寿命的关键,由于被动密封磨损严重,限制了牙轮钻头转速及寿命的提高。通过分析具有主动排砂功能的螺旋组合密封结构的基本原理,并结合流固耦合基础理论,建立了相应的控制方程。通过有限元仿真和试验相结合的方法研究了螺旋组合密封的性能。在有限元仿真部分,建立了仿真模型,利用ANSYS仿真软件对螺旋组合密封进行了流固耦合仿真研究,通过螺旋密封的流场压力分析单螺旋密封的排砂作用,通过螺旋组合密封中O型圈的接触压力分析螺旋组合密封的密封能力。设计了未加压单螺旋密封圈排砂性能验证试验来验证单螺旋密封的排砂能力,设计了加压螺旋组合密封性能验证试验来研究螺旋组合密封性能,通过室内台架模拟真实钻井工况研究螺旋组合密封的实际应用情况。仿真结果与试验结果均表明,单螺旋密封圈的排砂作用可行,螺旋组合密封具有良好的密封能力。     

压裂泵柱塞密封的改进设计

压裂泵柱塞密封性能好坏与使用寿命的长短直接影响压裂酸化作业的正常实施，密封不良将带来很大的维护工作量。为适应油气井增产的需要，对OPI 1800AWS型压裂泵柱塞密封的结构特点进行了分析，并结合生产和应用实际分析了柱塞密封失效和泄漏的原因，提出了一种油田压裂用柱塞密封的结构改造方案，即通过提高柱塞表面质量，优选密封圈材质，改进密封圈的结构，增加擦拭环，保证柱塞往复运动时与缸套的同轴度，可以提高摩擦副的密封效果和延长柱塞密封的使用寿命。柱塞密封结构改造后，柱塞寿命提高到15个月，密封圈寿命延长了２倍。     

LD—90螺旋槽端面密封在冷冻机上的应用

分析了５号冷冻机原机械密封磨损、泄漏严重、使用寿命短的原因，改用流体动压非接触式螺旋槽端面密封后，达到了无泄漏、无磨损、可靠性高及寿命长的良好状态，保证了机组的正常运行，取得了显著的经济效益。     

离心砂泵副叶片一双螺旋组合密封

介绍了副叶片一双螺旋密封加填料密封的原理，指出这种新型砂泵组合密封既可发挥副叶片平衡叶轮轴向力并形成反压力以降低轴封压力，又能发挥双螺旋密封在变工况时密封性能稳定的优点。此外，还对这种密封的密封能力进行了阐述。在同一台砂泵上分别采用副叶片一副叶轮动力密封和副叶片一双螺旋组合密封从功耗、性能及装配三个方面进行的对比试验表明，这种新型组合密封具有结构简单、密封性能好、功耗低、无污染、寿命长、性能稳定可靠及安装维护方便的优点。这种新型结构密封已在１５０ＳＢ－Ⅲ型砂泵上获得了成功的应用。     

承插式柔性接口钢管密封型式探讨

针对承插式柔性钢管生产过程中并未形成统一技术标准的问题,首先介绍了承插式柔性钢管的发展情况及国内外的研究情况,在对比了球墨铸铁管承插密封型式的基础上,探讨了焊接钢管承插接口的密封结构,就密封圈的形状、高度、充盈度、沟槽结构等主要结构要素进行了分析。分析指出了密封设计的要点,给焊接钢管的承插口结构设计提供了参考。     

海上油田隔离密封性能优化研究及应用

针对海上油田生产井中出现的井下密封筒的磨损、划伤及腐蚀导致插入密封容易失效的问题,设计了一种新型插入密封工具。介绍了该插入密封工具的结构与工作原理; 通过胶筒受力分析来确定结构参数,并对主要零件进行了有限元分析。在海上油田应用压力膨胀式插入密封,对其进行坐封及验封。经理论分析和试验证明:设计的压力膨胀式插入密封工具满足插入密封的技术指标要求,并能在有缺陷的密封筒里实现有效密封。     

纳米磁性流体密封性能与磁极参数关系的研究

为了解决磁性流体密封的实际应用问题,必须解决密封磁极结构参数与密封性能的关系。在纳米磁性流体密封性能研究领域引入回归正交设计分析,用经过实验验证的有限元模拟计算代替实验,采用5因子二次回归正交组合设计确定计算实验点,回归得到轴径50mm的纳米磁性流体密封的磁极结构参数与密封压差的回归公式,并对回归公式进行简化,得到各结构参数对密封性能的影响和最优值。     

热油泵新型机械密封技术应用研究

分析炼油行业现有热油泵用普通波纹管接触式机械密封结构形式及存在的主要问题,研究开发出一种新型密封系统。工业应用结果表明:新型机械密封技术具有零泄漏、安全可靠、使用寿命长、封油消耗量少以及运行维护费用低等优点。     

牙轮钻头用新型单金属浮动密封研究

通过建立新型单金属浮动密封有限元模型,对比分析了不同结构的支撑橡胶环和容槽对密封面接触压力大小和分布的影响,分析结果说明改进支撑橡胶环和容槽结构参数对提高密封性能作用显著;采用宽端外径大于窄端外径的静环,对增加动密封接触面积、降低接触压力、改善动密封面接触力分布作用明显。最后指出在静环密封面上开出参数适合的斜面能有效改善动密封面接触压力的分布状态,不但使接触压力分布更为均匀,而且能使最大接触压力出现在润滑脂一侧,有效地降低动密封面的磨损。