螺旋密封的设计及在流体机械中的应用

回顾了螺旋密封在流体机械中的应用历史,介绍了其作用原理和设计方法,简介了螺旋密封的泵送效应在水轮机、泵、滑动轴承、机械密封和高压螺旋泵中应用成果。     

高抗冲聚苯乙烯装置VIKING泵机械密封的研制

分析了高抗冲聚苯乙烯引进装置中的ＶＩＫＩＮＧ泵机械密封的结构特点以及常见故障，介绍了该泵机械密封改为螺旋密封的有关计算及其实际使用效果。     

流体动力润滑螺旋槽非接触机械密封的发展及应用

详细地分析了非接触机械密封商业产品中的一些二维及三维流体动力槽形、特别是螺旋槽形的动态性能,包括对径向对称与径向弯曲类槽形的流体动力品质;明确地提出了避免非接触机械密封系统发生“半频自激涡动”及流体膜“共振振荡”的理论概念及螺旋槽非接触干气密封应采取顺流方式以获得高刚度而增加其运行稳定性和液体湿式密封应采取逆流方式以实现密封的无泄漏的设计准则;系统地阐述了非接触机械密封在离心气体压缩机和液体泵类上应用的2类体系及其干运行非接触气体密封的检验规范。     

高速透平压缩机用螺旋槽端面密封及其系统的研制

介绍了研制成功的“八”字形螺旋槽端面密封。它是一种新型流体动压非接触式机械密封,克服了在“人”字形螺旋槽端面密封中可能产生的磨粒磨损和冲刷磨损,实现了超高速、零泄漏和微磨损。该密封采用自循环螺旋泵与油气压差控制器相结合的密封油循环控制系统,具有简单可靠、节能等突出优点。     

新型双列螺旋槽端面密封的静态性能分析

研究了一种新型双列螺旋槽机械密封结构的工作机理。从可压缩流体Reynolds方程出发,用有限元数值计算的方法得出了一定工况条件下双列螺旋槽机械密封端面间稳态下的密封间隙、液体的压力分布、开启力、供液小孔的压力损失及泄漏量等。计算结果表明,供液小孔所产生的压力损失提高了双列螺旋槽机械密封的静态轴向刚度。     

螺杆式矩形槽螺旋密封结构参数优化设计

螺旋密封是一种利用流体动压反输的径向非接触式转轴密封,其最大优点是密封偶件之间即使有较大的间隙,也能有效地起密封作用,且只要结构上保证不接触,其寿命可达无限长。近年来螺旋密封在油田用泵上得到了广泛应用。但是从设计和现场使用情况来看,还有值得改进的地方。本文以使用最多的螺杆式矩形槽螺旋密封为例,对其封液能力及参数进行优化,以更好地满足油田用泵的需要。     

螺旋密封密封机理的探讨

针对螺旋密封中的“气吞”等现象,运用“演化”的思路,对其产生的机理进行了分析。指出螺旋密封实际上是一种具有复使用的机械装置,就是说,它存在一临界值,在临界值以下,是一种螺旋输送装置;在临界值以上,是一种具有轴变容积式吸排型的“零流量”的泵。而螺旋密封中的“气吞”现象是该密封装置的所特有的。同时指出,螺旋密封与四杆人有“亲缘关系”即螺旋 四杆机构演化的结果。     

螺旋流恒压泵斜孔压差导流冷却循环技术的研究

螺旋流恒压泵动态机械密封寿命低的问题一直困扰着制造企业和用户。针对螺旋流恒压泵密封系统寿命低的问题,通过对螺旋流恒压泵内部流场原理和机械密封结构的分析研究,首先构建了恒压泵内部流场数学模型,其次通过对内部流场压力、扬程和效率等关键技术参数以及机械密封结构的研究,设计了一种斜孔压差导流冷却循环结构。通过实验,对斜孔压差导流冷却循环螺旋流恒压泵的关键技术参数进行了优化,同时也证明了该技术的先进性、可行性和实用性,为该技术的实际应用奠定了理论和实验基础。     

螺旋密封气吞及密封失效机理分析

本从泵的角度对螺旋密封“气吞”及“密封失效”现象作出了合理,全面的解释,并提出一种新型组合螺旋密封,分析结果表明,转速较高时,迷宫螺旋密封优于组合螺旋密封,优于单一结构螺旋密封,具有一定的工程使用价值。     

浅谈螺旋密封

本文通过对螺旋密封的原理、结构、压力计算及应用等几个方面的论述,比较详细地阐述了螺旋密封在应用中的几个问题。为螺旋密封的应用提供了经验,为今后该密封的进一步发展起到了推动作用。     

螺旋槽端面密封脱开转速的理论及试验

提出螺旋槽端面密封脱开转速的理论分析模型,并建立适合于密封端面脱开后的内外双槽结构的非接触式端面密封数学模型。理论研究一种外螺旋槽和内人字槽组合的双螺旋槽端面密封的临界脱开转速,同时讨论该类非接触端面密封开启力、流量、摩擦力矩等随转速和密封间隙的变化规律。试验得到了直径100 mm、槽深3 μm的组合螺旋槽(外螺旋槽和内人字槽组合)端面密封在水介质(27 ℃)工况下的临界脱开转速,并将其与理论结果进行对比研究。研究结果表明,当密封转速超过约9 kr/min后,密封处在非接触状态,此时的密封泄漏量仅为1.2 mL/s。试验得到的端面密封脱开转速与理论结果一致(误差小于10%),从而有效地证实了端面脱开转速可作为对密封端面接触与否的判定依据。当密封转速高于脱开转速后,密封处在非接触状态,其工作寿命较长,泄漏量较小,这对于可重复使用火箭发动机涡轮泵端面密封的研制具有重要理论和试验参考价值。     

O圈密封的应用及进展

文章较详细地介绍了O圈密封在各个不同发展阶段的主要型式及技术，跟踪国际新动态，列出了各种密封型式的结构，工作原理，适用范围等。对工程机械生产厂家以及其他液压机械的生产厂家的密封的设计和选用具有指导意义。     

给水泵螺旋密封的结构改进

针对某型给水泵的螺旋密封失效问题,采取了组合式螺旋改进措施,较好地解决了问题,为克服"气吞"现象提供了典型案例。文中提出了雷诺数的计算公式,为螺旋密封理论计算提供了参考。     

填料密封阻塞下气体螺旋密封的数值模拟研究

针对填料密封阻塞下的气体螺旋密封泄漏问题,利用多孔介质概念对填料密封阻塞下的气体螺旋密封做了计算流体力学(CFD)数值模拟,用多孔介质概念来类比填料密封泄漏的机理,建立了相应的计算模型,并分析了该方法的可行性。数值模拟的计算结果表明,在给定的泄漏量条件下,填料密封渗透率分别随着螺旋密封的螺旋角,螺旋结构与壁面间隙及螺旋结构本身的槽深增大而减小,成反比例关系。当螺旋结构的螺旋角,螺旋结构与壁面间隙及螺旋结构本身槽深增大到一定范围时,螺旋密封的效果大大降低,这时填料密封在整个密封装置中起主要的密封作用。该研究结果为填料密封作用下的螺旋密封设计提供了一定的理论基础。     

Kalsi密封及其在石油机械中的应用

介绍了一种新的流体动力润滑旋转密封——Kalsi密封;分析了其几何形状、密封特性及密封机理;并介绍了其在石油机械中的应用。由于唇部采用了波形曲线设计，Kalsi密封在苛刻的密封环境（如高压、磨砺性介质、转轴的急剧窜动摆动等）下具有良好的密封性能，为解决钻采机械中的高速、高压旋转动密封提供了可靠的解决办法。     

Design and Experimental Study on the Controllable High-Speed Spiral Groove Face Seals

The spiral groove face seal is a prime candidate for application of the liquid oxygen and liquid hydrogen turbopump. The study investigated the designs of the electro-magnetic loading device (EMLD) and friction torque testing device (FTTD), and their application in the interface experiments of face seals with spiral grooves which used water as the sealing fluid. The seal performance parameters, including face temperature, face friction torque, film pressure at the seal dam, were measured under the static balance position, and the effects of the face closing force, which varied with the axial load generated from the EMLD, on the seal performance were tested under a specific controlled mode. The result indicated that both the pressure at the seal dam and face temperature increased with the rotating speed and that small friction was obtained when the face seal was fully film-lubricated. The separation speed of the controllable seal could also be controlled, which helped seal faces lift off and met the conditions of the face noncontact status. Additionally, with the application of the EMLD and FTTD, seal operation monitoring was rendered possible and a controllable face seal with desirable performance was achieved. The findings of the current study lend great insights into engineering seal design and its applications.     

螺旋槽机械密封的可控性

螺旋槽机械密封动环和静环端面间的液膜厚度为微米级,易受外界干扰而破溃、失效.基于液膜流动、密封环传热和热变形的耦合分析,确定与闭合力对应的液膜几何尺寸,得到密封环温度与泄漏率.将静环内侧温度和泄漏率作为反馈参数、闭合力作为调节参数,建立螺旋槽机械密封的控制方法.依据该方法,结合反馈、调节机械系统,可实现螺旋槽机械密封的可控性运行,从而可以提高螺旋槽机械密封的变工况适应能力.     

泵用干气密封技术及应用研究

分析了泵用干气密封的工作原理、主要特点；根据工艺条件和环保要求，提出了不同工况下密封的3种典型布置方式及其辅助系统，指出了使用中应注意的问题；介绍了在液氨泵上采用双端面干气密封的一个应用实例。该研究可为密封用户在关键装置的离心泵上选择、使用干气密封提供指导。     

泵用干气密封的应用

介绍了泵用干气密封技术在国内乙烯装置上的应用，详细分析了使用中出现问题的原因以及采取的对策和获得的结果。