机械密封的新思想—可控机械密封

一、机械密封的概述 机械密封自本世纪初问世至今,已在各类旋转机械中得到了广泛应用。 通常,机械密封可分为接触式和非接触式两大类。接触式机械密封是在密封面间没有建立润滑手段的密封,它们是依靠密封面间的微凸体接触紧密地密封住,因而有时可以认为是“平面”密封或“平行面”密封。普通机械密封大多数属于这种型式密封,广泛地应用于各种工业设备中,该种密封在运转中常常表现为混合摩擦状态,个别表现为边界摩擦状态。非接触式机械密封也就是全流体润滑密封。这种型式密封的端面间被润滑剂(液体或气体)完全分隔开来,并且流体润滑膜是连续的。 在几乎每一种动力密封的设计中,最重要的问题是在获得低泄漏的同时,如何降低密封端面间的摩擦、磨损。泄漏量是最重要的密封性能参数,它在很大程度上取决于密封端面间的间隙或膜厚h。在普通机械密封中,膜厚是由浮动(或挠性)密封环的位置决定的,而浮动环的位置又是由作用在其上的两个相反力所决定。一个就是作用在环背部的闭合力,它是由作用在环背部的被密封系统的压力和弹性元件(如弹簧、波纹管或隔膜等)的弹力产生的。     

GY70型机械密封端面摩擦状态试验研究

机械密封端面摩擦状态包括干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦.端面摩擦状态是决定机械密封工作寿命和密封性能好坏的关键因素.本文探讨了判断机械密封端面摩擦状态的摩擦因数法、工况参数法、Mayer法和相对膜厚法.对GY70型机械密封的端面摩擦状态进行了试验研究.研究表明,当弹簧比压为0.0866MPa、介质压力为0.45MPa、转速在1116～2940r/min范围内时,GY70型机械密封端面间的摩擦状态为边界摩擦.     

机械密封端面摩擦机制与摩擦状态

机械密封端面摩擦状态是决定机械密封工作寿命和密封性能好坏的关键因素.从微观角度探讨了机械密封端面摩擦机制,分析了机械密封端面分别处于干摩擦、边界摩擦、流体摩擦和混合摩擦状态时的工作特性,介绍了机械密封端面摩擦状态的判断方法,分析了端面摩擦状态对机械密封性能的影响.对于普通机械密封,端面的最佳摩擦状态应该是混合摩擦状态,如密封性能要求较高,则应该是边界摩擦状态.     

气体静力密封的设计

普通机械密封属于接触式端面密封,其端面压紧力大于推开力,端面之间的润滑处于边界润滑或半液体润滑状态。受控膜机械密封属于非接触式端面密封,其端面间隙(流体薄膜)控制在某一定值下运行。此时,端面压紧力等于推开力,端面之间具有一层完整的连续的流体薄膜。根据建立流体润滑方式的不同,受控膜机械密封可分为流体静力式及流体动力式两类。从摩擦副端面流体膜是液体膜还是气体膜,又     

接触式机械密封基本性能研究进展

研究包括端面摩擦特性和密封特性(泄漏指标)的接触式机械密封基本性能,有利于延长机械密封的使用寿命,减少因泄漏带来的损失。通过对前人在机械密封端面摩擦特性及泄漏特性方面的研究成果包括摩擦特性参数、表面形貌的影响及其表征、端面材料配对、泄漏通道模型及界面流体流动特性的综述,分析了现有研究存在的不足,指出了机械密封基本性能研究的后续方向:全面考察机械密封的摩擦及泄漏特性,优化密封界面泄漏通道模型,建立密封界面流体流动模型。     

机械密封端面摩擦机理及其声发射信号特性研究

分析了机械密封端面摩擦机理，根据端面的摩擦机理，选用声发射信号(Acoustic Emission, AE),作为表征密封端面摩擦状态的监测信号，建立了基于AE信号的密封端面摩擦状态的监测模型。根据机械密封的工程应用需求，将密封端面工作状态分为三种类型：边界摩擦状态、混合摩擦状态和流体润滑状态，利用采集的声发射信号和建立的监测模型，能够有效地识别密封端面的工作状态，识别率大于70%。     

机械密封端面流体膜压分布理论探讨

对于机械密封端面流体膜,许多研究人员做了大量的工作,试验证明了端面间存在一层流体膜,并且膜压包括流体静压力和流体动压力。普通机械密封的流体动压效应较小,一般来说端面流体膜压即指流体静压力。实际机械密封工作时总是伴有一定的泄漏,多数处于混合摩擦状态。由流体力学可知、端面间连续流动的流体膜的膜压连续变化,其变化规律不仅与流体的物理性质有关,而且与流体的状态有关,如图1所示。压力减少系数K由密封液的蒸汽压、比重等决定。一般采用表1内数值。     

接触式机械密封端面泄漏模型的研究进展

泄漏率是评定机械密封性能的主要参数。接触式机械密封端面泄漏过程复杂,影响因素较多,且泄漏率是一个与运行时间相关的变量,而非稳态参数,因此其泄漏模型的建立是机械密封研究领域的难点。国内外的学者对接触式机械密封端面泄漏模型进行了大量的研究,相继提出了经验公式和数值计算模型。本文介绍了边界摩擦状态和混合摩擦状态的泄漏率经验公式;分析了包含密封端面间的液膜压力、微凸体接触比压、液膜厚度和载荷平衡方程的泄漏率数值计算模型,对不同作者在不同假设条件下采用数值计算模型得出的泄漏率计算结果进行了比较分析;探讨了经验公式和数值计算模型存在的问题。     

浅析搅拌釜顶部安装的机械密封设计思想

针对搅拌釜顶部安装的机械密封,密封端面工作条件比较复杂,往往处于干摩擦及边界摩擦状态,端面磨损较大。该文分析了搅拌釜顶部安装的机械密封的特点和设计依据,提出了搅拌釜顶部安装的机械密封设计思想。     

机械密封技术的种类

当前采用新材料和工艺的各种机械密封的新技术,进展较快,有下列的机械密封新技术。 密封面开槽密封技术近年来,在机械密封的密封端面上开了各种各样的流槽,以产生流体静、动压效应,现在还在不断更新。 零泄漏密封技术过去总认为接触式和非接触式机械密封不可能达到零泄漏(或无泄漏)。以色列利用开槽密封技术,提出零     

机械密封端面摩擦特性参数及其测试技术

机械密封端面摩擦特性是决定机械密封工作寿命和密封性能好坏的关键因素,机械密封端面摩擦特性参数的测试是机械密封试验研究和产品质量评价中的关键技术。分析了表征机械密封端面摩擦特性的常用性能参数,介绍了端面摩擦扭矩、端面磨损量、端面温度、端面流体膜厚及端面流体膜压的测试技术,探讨了常用测试方法的优缺点及难点。指出了消除测试过程中外部较大的干扰信号是提高测试精度和可靠性的关键,而基于传感技术的计算机数据采集与处理是机械密封端面摩擦特性参数测试技术的发展趋势。     

充气集装式机械密封在化工泵中的应用

1概述机械密封是通过相对转动的动环和静环相互贴合,并使端面间维待一层极薄的液体膜而达到密封的目的。机械密封属于接触式动密封,常被称为端面密封,结构如图1所示。它主要由固定在密封座上的静环1和固定于主轴上与主轴一起旋转的动环3组成。相对运动面(旋转/静止密封面)为A和     

新型非接触式气液膜串联机械密封在轻烃泵上的开发应用

针对现有轻烃泵用普通接触式机械密封及串联式干气密封存在的问题,研究开发出一种新型流体动压润滑非接触式气液膜串联机械密封,介绍了其结构特征、工作原理及技术优势.应用结果表明:研制的新型非接触式气液膜串联机械密封具有可实现密封介质的零泄漏甚至零逸出、长周期安全可靠运转、对环境无污染及运行维护费用低等优点.     

核主泵流体静压式二级密封的压力变形数值研究

采用ANSYS软件和FLUENT软件数值分析了在核主泵一级密封失效时,流体静压式二级密封在密封压力下由接触式转变为非接触式机械密封的机理、密封端面的压力变形规律、密封液膜的流体动力学特性、以及密封端面变形对密封性能的影响规律。     

J-201丁二烯气体双螺杆压缩机新型液膜密封结构设计

J-201丁二烯气体双螺杆压缩机的轴封润滑油泄漏现象时有发生,由于机械密封备件昂贵,单纯通过停车更换备件的常规维护策略,耗费巨大且不能从更本上解决机组的泄漏问题.针对以上问题对该设备的机械密封件进行改进设计.试验表明:新型非接触式液膜密封在密封性能方面优于普通的接触式机械密封;在开停机频繁改变的工况下,抗干扰能力明显增强;比普通的接触式机械密封的摩擦损失和功率消耗显著减少,经济效益突出.     

热力变形下渣浆泵机械密封干摩擦磨损分析

机械密封在起停阶段或操作失误时常处于干摩擦状态,由此导致的热损伤与磨损将影响其密封性能。以某YWN8合金接触式机械密封为研究对象,建立基于硬度及磨损系数的磨损数值模型,试验测定摩擦副密封环的硬度、磨损系数、干摩擦因数,验证磨损数值模型的准确性;对机械密封磨损进行仿真模拟,研究摩擦副密封环在干摩擦运转时单力场及热力变形下的磨损深度,并用磨损理论值进行验证。结果表明：干摩擦运转时密封环端面温升较低,温度不是其失效的主要原因;热力变形后密封环内外径间隙增大,造成端面粗糙峰接触面积减小,黏着磨损较变形前呈下降趋势,导致多物理场下的磨损深度与理论值不符。     

机械密封端面T形槽液膜压力脉动特性分析

针对机械密封端面液膜流场的压力脉动,以机械密封端面T形槽液膜为研究对象,进行了机械密封摩擦副端面液膜微尺度区域的压力脉动特性分析。基于流体润滑理论,建立了机械密封端面T形槽三维液膜模型。求解端面液膜流体雷诺方程,计算分析了不同工况下端面液膜的压力脉动特性和频谱特性,探讨了端面流场压力周期性变化的影响因素。结果表明:在不同转速下机械密封端面液膜流场压力均呈现周期性脉动,压力脉动的振幅沿T形槽槽区径向方向增大;端面液膜的开启力受到槽区和非槽区动静干涉的影响;端面液膜流场压力脉动受到主轴转速和槽数的影响。     

机械密封端面摩擦工况研究进展

机械密封端面的正常摩擦工况可分为流体摩擦、边界摩擦和混合摩擦。阐述了三种摩擦工况的基本概念，分析了摩擦工况对承载能力和泄漏特性的影响，对机械密封端面摩擦工况的研究现状和进展作了分析和评述。     

风机用接触式干运转机械密封研制

介绍了气体阻塞密封系统工作原理及干运转机械密封的特点,讨论了风机用接触式干运转机械密封的设计和计算方法,并介绍了试制密封的试验及使用情况。     

基于分形理论的接触式机械密封端面摩擦热模拟计算

通过模拟计算,分析工作参数和端面形貌分形参数对接触式机械密封端面摩擦热的影响。基于机械密封端面接触分形模型,考虑密封端面摩擦热、摩擦系数、端面温度之间相互影响的关系,提出了密封端面摩擦热的耦合计算方法。对内流式部分平衡型机械密封端面摩擦热的影响因素进行了计算分析。结果表明,随着弹簧比压或密封流体压力的增大,密封端面摩擦热线性增大;随着转速的增大,密封端面摩擦热近似线性增大,且密封端面越光滑,摩擦热的增量越大;随着端面分形维数的增大或特征尺度系数的减小,密封端面摩擦热非性线增大,且随着密封端面趋于光滑,摩擦热的增幅变大。