基于Pro/E的干气密封参数化建模研究

为了提高干气密封的设计效率,丰富设计结果的信息量,以Pro/E软件为平台,研究了一种干气密封参数化模型的实现方法。对每个零件设置参数,并建立参数和模型尺寸之间的关系,利用尺寸驱动技术,通过程序对模型参数的输入进行控制,实现了干气密封模型的参数化设计。并以轴套为例,给出了具体的设计过程。通过使用参数化模型设计,可大幅提高设计效率、缩短设计周期,提高整个设计过程的自动化程度。     

速度可控中间环机械密封的创新设计

针对非接触式机械密封在低转速状态下密封面相对转速的不稳定性,对传统机械密封整体原理和结构进行了充分分析,运用TRIZ理论,以“速度”和“可制造性”为改善的参数,“测量的准确性”和“使用方便性”为恶化的参数,由矛盾矩阵得到发明原理号分别为28,32,1,24和2,5,13,16,经分析选取“调节器原理(24)”和“组合原理(5)”,并由此采取设置速度可控的中间旋转环及该中间旋转环的齿轮驱动装置的方法,改善了非接触式机械密封在低转速状态下密封面相对转速低且不稳定性的现状,提高了机械密封的工作稳定性并延长了使用寿命。     

干气密封在富气压缩机上的应用

介绍了干气密封在离心压缩机上的工作运转情况,及其所带来的经济效益.     

收敛锥面型静压密封流场数值分析

为研究静压式机械密封端面几何形状(收敛面宽度、收敛角度)和工作参数(转速)对密封性能的影响,使用简化的二维模型对收敛锥面型密封端面流场进行数值模拟。计算结果表明:随着收敛面宽度的增加,端面开启力、泄漏量和液膜轴向刚度都相应增加,并在宽度较小的范围内增加趋势较为明显,增大到一定程度后趋于恒定;随着收敛角度的增大,端面开启力和泄漏量同样逐渐增大,并在角度增加到一定程度后趋于不变,而轴向刚度呈现先增大后减小的变化趋势,并在很小的角度范围内变化就很明显,因此为了达到一定的液膜刚度,须控制收敛角在有效尺寸范围内(为0.03°～0.05°);密封面相对转速的变化对密封性能参数影响较小。     

新型流线槽流体动压型机械密封性能*

以核主泵用新型流线槽流体动压机械密封为研究对象,建立密封间隙内液体膜的压力控制方程,应用有限差分法求解,分析特定工况下流线槽的结构参数对密封性能的影响。结果表明：泄漏量和刚度对密封间隙的变化最为敏感,间隙增大时,泄漏量迅速增加同时刚度急剧下降;刚度随槽深、槽长比、堰宽比增大而先增后减,并在一定区域获得峰值。流线槽槽数为12、槽深为2 μm、密封端面间隙为1 μm、槽长比为0.6、堰宽比为0.6时,液体膜具有较大的开启力、刚度和刚漏比,密封端面产生的流体动压效应显著,密封工作性能达到较佳状态。     

干气密封的污染及其预防

干气密封在运行过程中,由于固体或液体介质其造成的污染,会导致密封损伤和失效。介绍了几个来源于现场的密封污染实例。在每个例子中,污染源、引起污染的因素、解决污染的方法都将作详细的介绍。     

基于TRIZ理论的电磁驱动式机械密封创新设计

基于TRIZ理论,提出一种改善非接触式机械密封在低转速状态下密封面相对转速低且不稳定的方法.通过对传统机械密封整体原理和结构的分析,运用TRIZ理论,以“速度”为改善的参数,“组件的复杂性”和“测量的准确性”为恶化的参数,由矛盾矩阵得到发明原理号,经分析选取“调节器原理”和“置换机械系统原理”,并由此采取设置中间旋转环及采用电磁驱动该中间旋转环的方法,提高了机械密封的工作稳定性和使用寿命.     

螺旋式泵效环结构参数对泵送性能的影响

为研究机械密封用螺旋式泵效环的结构参数对其泵送性能的影响,利用Fluent对不同结构参数的螺旋式泵效环内部流场进行数值模拟,使用模拟得到的泵效环内部流场的压力计算出泵效环的扬程,并获取流量-扬程性能曲线,分析不同结构参数对螺旋式泵效环的流量-扬程关系的影响。结果表明:螺旋槽轴向槽宽、泵效环外径与过渡座内径之间的间隙对泵送性能影响明显,增加螺旋槽轴向槽宽,扬程先增加后减小,增加泵效环外径与过渡座内径之间的间隙,扬程明显减小;泵效环螺纹头数、螺旋槽槽深、螺旋槽螺旋长度对泵送性能也有一定的影响,增加螺纹头数,扬程先增加后减小,增加螺旋槽槽深和螺旋槽螺旋长度,扬程均增加。     

新型组合槽端面干气密封特性研究

为了进一步提升干气密封端面流体膜动压效应,提出一种新型组合槽端面干气密封,该组合槽由两个相邻的螺旋槽周向部分重叠组合而成,包括一个长螺旋槽,一个短螺旋槽,两槽的槽深及径向长度不同。建立该组合槽与传统槽端面密封的数学模型,并运用有限差分法对其密封性能进行数值分析。结果表明:新型组合槽在端面间隙约小于1.5μm区域,流体膜开启力大于传统槽,且间隙越小,两者差值越大;泄漏量亦大于传统槽,但其值远小于泄漏量的设计值;在端面间隙约小于3.5μm区域,新型组合槽流体膜刚度显著大于传统槽,且间隙越小,两者差值越大。鉴于组合槽在泄漏量不超标的情况下,在间隙较小时端面流体膜具有更大的刚度、开启力及刚漏比,其综合性能显著优于传统槽型密封。     

干气密封的污染

为了确保干气密封在干燥、洁净的环境中运行,必须尽量避免一切可能的污染.经过大量的干气密封污染例子分析,发现介质气、密封气、轴承润滑油及排放口污染是几种常见的干气密封污染形式.通过精确设计干气密封自身结构及控制系统,提高密封气质量和气源有效性,定期对压缩机和干气密封系统进行维护,可有效地防止干气密封被污染,从而提高干气密封的可靠性和延长使用寿命.