气体润滑环瓣式浮动环密封高速特性

基于气体润滑理论,考虑浮动环瓣力平衡与力矩平衡,对气体润滑环瓣式浮动环密封高速特性开展数值分析研究。计算得到密封面压力分布规律,并分析转速、密封压力等操作参数对平衡膜厚、平衡转角、泄漏量、气膜刚度、刚漏比等密封参数的影响规律。结果表明:密封面楔形收敛间隙可以产生显著动压效应,最小膜厚与环瓣偏角随主轴转速增加而增大,但是随密封压力增加而减小;泄漏率随转速与密封压力增加而增大,气膜静态刚度、角向刚度、刚漏比随转速增加而降低,随密封压力增加而增大。     

压力平衡型指尖密封结构影响因素研究

采用有限元接触分析方法研究了背压腔位置设置和尺寸、指尖曲梁型线和指尖数目对压力平衡型指尖密封工作性能的影响规律。主要探讨了这种指尖密封结构在一定密封流体压差和不同转子径向跳动量条件下 ,对密封性能的影响规律 ,研究工作及结果为压力平衡型指尖密封的结构设计提供了参考依据。     

液压缸活塞杆串联密封性能分析

液压缸活塞杆密封的性能是衡量液压缸质量的关键。本文着重分析了典型组合密封圈的密封机理,证明任何密封件均有一个临界压力值p_■,其值的大小受到结构形式、尺寸参数和工作条件的影响。文章还分析了串联密封封间压力P_b的的建立,描述了平衡封间压力Pb的两种可能形成方式。最后,论证了密封压力P_s、临界压力P_■、封间压力Pb、往复速度V_1和V_2的相互关系。     

双侧充压式机械密封试验与研究

针对带减速器的涡轮钻具密封过早失效的现状,对平衡式机械密封模型进行受力分析,提出在平衡式机械密封中,当密封面每侧的压力面积占密封面面积的1/2时,密封端面的膜压力受外界影响波动最小.为了验证此结论,设计并组装了密封试验台,主要用来监控高压和低压工况下密封面的内外侧温度、扭矩、端面压力、膜厚和动环振动量等性能参数.     

压力平衡型指尖密封泄漏特性试验研究

模拟航空发动机静态和动态工况,试验研究转速、压比和温度等参数对压力平衡型指尖密封泄漏特性的影响规律,并比较标准型指尖密封和压力平衡型指尖密封的性能。试验结果表明:压力平衡型指尖密封能有效缓解滞后现象,具有优异的密封性能;随着压比的上升,泄漏参数先急剧上升,然后趋于定值;随着温度、转速的上升,泄漏参数减小;与标准型指尖密封相比,350℃高温工况下压力平衡型指尖密封的静态泄漏参数下降约29.4%,动态泄漏参数下降约34.2%。     

一种变压力机械密封的研制

通过简化的机械密封模型推导的算式,对变压力机械密封设计的关键技术参数平衡系数和弹簧比压进行了论述,进而指导了变压力机械密封的设计。试验和现场考核证明机械密封的设计是成功的,方法和概念将对以后类似工况的机械密封设计具有一定的指导意义。     

多级离心泵平衡装置的性能研究及结构优化

采用Fluent软件,对径向柱面间隙密封-平衡盘(GS-BD)、径向迷宫密封-平衡盘(LS-BD)2种平衡装置的内部流场进行数值计算。对比分析了2种平衡装置内部流场的压力分布规律、平衡装置的平衡性能和泵的容积效率。结果表明:与GS-BD相比较,LS-BD中平衡盘端面间的轴向间隙更小,泄漏率更小,泵的容积效率更高,在有轴向力波动的情况下,叶轮轴系可以更迅速地达到新的平衡状态。此外,进行了LS-BD平衡装置中迷宫密封参数优化分析,研究了迷宫径向间隙、密封腔深度、齿宽、齿数等结构参数对平衡性能的影响规律,得到了各参数的优选值。研究结果为多级离心泵平衡装置的优化设计提供了理论依据。     

充气密封的非线性有限元分析

基于大型非线性有限元处理软件MSC.Marc,考虑结构的材料非线性、几何非线性和接触非线性,建立了充气式气囊密封的轴对称有限元模型,对其充气密封机制进行了分析,得到了唇口法向接触应力的分布规律;讨论了充气压力、密封压力与充气压力比、轴径对法向接触应力的影响。结果表明,法向接触应力是实现有效密封的关键,该应力随充气压力和轴径的增大而增大;被密封介质压力使得靠近介质一侧的接触应力减小而另一侧的接触应力增大;最大等效Cauchy应力主要集中于气囊壁内的增强纤维层,且随充气压力的增大而增大;为保证密封的效果和密封的可靠性,必须选择合适的结构型式(包括气囊和密封间隙等)和充气压力;利用有限元软件MSC.Marc进行充气密封气囊的仿真设计是可行的。     

基于压力自适应平衡的深海气密采水系统

深海海水中的气体研究是当前海洋科学研究的前沿课题,而如何快速地采集到能真实反映原位气体成分组成信息的海水样品,是近几年来海洋技术领域研究的热点与难点。现有常规的采水器主要用于采集水样,很少考虑气体的保存,不能满足深海海水中的气体研究的要求。为此,利用压力自适应平衡技术和有效可靠的密封方法,研制开发出一套新型深海气密采水系统,很好地解决了上述问题。根据流体力学知识,建立了深海气密采水器的压力自适应平衡器容积变化模型,指出压力自适应平衡器容积约要大于等于气密采水器容积的12.24%,而且静水压力越大、温度变化越大,压力自适应平衡器容积就要越大。采用聚四氟乙烯包覆O形圈来实现压力自适应平衡腔与活塞之间的密封是种有效可靠的动密封方式。通过实验室气密性试验和第一次海试验证了深海气密采水系统设计的可行性。     

中压机械密封端面接触状态和应力研究

密封端面间的接触状态和应力分布影响着密封端面的磨损和变形,对机械密封的寿命和密封性能尤其重要。为研究密封端面间的接触状态和应力分布,建立机械密封动环、静环和静环座完整准确的双接触对有限元模型,分析工作压力、静环高径比(静环高度和外径的比值)、载荷系数和静环辅助O形圈内径比(O形圈的内径与机械密封平衡直径的比值)等参数对接触状态和应力分布的影响规律,得到密封端面间的接触状态和应力分布。结果表明:工作压力较低时端面接触应力分布均匀,端面全接触;但压力较高时接触应力分布可能不均匀,且工作压力越高分布均匀性越差,端面接触面积越小;静环高径比、载荷系数和静环辅助O形圈内径比等参数的增加会使接触应力分布更均匀,接触面积增加,端面最大接触应力减小,有利于密封的运转。     

气动潜孔锤用气动逆止阀的密封特性分析

为分析入岩气动潜孔锤用气动逆止阀的密封特性,采用计算流体力学方法得到了平衡槽间隙密封结构与无槽结构的轴向压力分布、不同形状平衡槽的湍流粘度场分布规律,并计算了不同密封结构的泄漏系数。分析结果表明,采用半圆形平衡槽结构时的密封效果可以满足潜孔锤要求。     

高压柱塞泵往复密封性能及机理的研究

本文叙述了对柱塞泵往复密封件沿轴向压力分布、泄漏量随压力变化进行的测试;利用Naiver-Stokes方程和有限元理论,对密封件的压力沿轴向的分布规律、泄漏量与压力变化关系进行了计算。通过试验,验证了理论计算结果的重要性,从而揭示了它的密封机理。     

采用压力平衡机构延长潜水电机寿命

提出一种用于电机的压力平衡机构，实现了电机密封腔与泵空间压差衡等于零，可长期保持良好的密封效果，有效地抑制了外部液体和泥沙进入电机内腔。这样不但防止电机定子绕组绝缘破坏，而且减少了轴承磨损，在大延长了潜水电机的寿命。     

高压差越孔密封技术

油田井下滑套类工具普遍存在高压差下越孔密封的技术难题.为了保证滑套能够反复越孔后仍能可靠密封,分析了压力平衡式、双密封圈组合式和异形密封圈3种越孔密封技术的结构和特点,并进行了试验研究.结果表明,这3种技术满足从一次性越孔密封到长期频繁越孔密封的不同要求,基本满足当前油田井下工具对高压差越孔密封的需要.其中压力平衡式越孔密封技术满足长期频繁越孔密封的要求,双密封圈组合式越孔密封技术满足密封次数少于5次的密封要求,而异形密封圈越孔密封技术适用于要求一次性高压差越孔密封的场合.     

考虑热膨胀差影响的双锥密封性能研究与应用

针对高温高压容器双锥密封的失效问题,运用变形协调原理和内力平衡方程,将预紧与操作两个工况之间的热膨胀差引入双锥密封机理,提出了"热当量间隙ΔU"的概念,并关注其对操作密封比压q、拐点压力p_c、最小操作密封比压q_c的影响。同时,考虑热当量间隙后,推导了在操作工况下的螺栓载荷W_o计算通用公式,并以此分析和解决了实际高温高压容器双锥密封的泄漏问题。     

水蒸气润滑螺旋槽干气密封性能分析

水蒸气润滑干气密封是一类特殊的干气密封,端面的润滑气体为水蒸气。为了研究水蒸气润滑干气密封的性能,采用无限窄槽理论,并采用RK方程来表达水蒸气的实际气体的行为。对螺旋槽的气膜压力控制方程进行了修正,分析水蒸气润滑干气密封的开启力、气膜刚度、泄漏率、气膜摩擦力矩和热平衡气膜厚度。结果表明:低压时,泄漏率随膜厚增加先减小再增加,中高压时,泄漏率随膜厚增加而增加,实际气体行为对泄漏率的影响较大;摩擦力矩随膜厚增加而减小,实际气体行为对摩擦力矩无影响;当温度为300℃,压力为0.5 MPa时,在常见的工作膜厚范围内,剪切发热速率始终大于膨胀吸热速率,不能获得热量平衡膜厚,压力为2和5 MPa时,实际气体的热量平衡膜厚均小于理想气体,两者相差分别为0.886%和2.932%。     

工况参数对螺旋槽机械密封液膜空化特性的影响

为了合理选择各因素以实现对液膜空化的有效控制,以螺旋槽机械密封为研究对象,采用流线迎风有限元法求解满足质量守恒JFO边界条件的控制方程,分析工况参数对液膜空化特性的影响。结果表明:介质黏度、平衡半径和弹簧力减小时,迎流侧压力降低,背流侧压力提升,液膜空化率降低,空化临界转速与临界压力变化趋势相反;介质黏度和弹簧力越小,空化率随转速的变化曲线越平缓,随内径压力的变化速率越小;平衡半径越小,空化率随转速的变化曲线越平缓,随内径压力的变化速率越大。     

背压腔结构对压力平衡型指尖密封性能的影响分析

采用有限元法分析了背压腔结构变化对压力平衡型指尖密封性能的影响程度和规律 ,探讨了背压腔设置位置和背压腔大小在不同密封流体压差和转子径向跳动量条件下 ,对指尖密封的迟滞率和转子 /指尖靴接触区接触压力的影响规律 ,以便为在保证不发生背压腔泄漏的条件下 ,合理设计背压腔的位置和尺寸提供理论和参考依据。     

压缩机梳齿密封内部流场及激振力研究

以某大型压缩机转子振动试验台的平衡盘梳齿密封为研究对象,采用CFD方法,分析了转轴在不同相对偏心距下,定转速变压差和定压差变转速时的三维梳齿密封内部流场,总结了流场内部压力、速度和温度的变化规律。确定了由转轴偏心引起的密封激振力,转速升高、相对偏心距及压差增大均会导致激振力增大。     

环氧乙烷/乙二醇装置反应器凝液循环泵机械密封优化

对环氧乙烷/乙二醇装置反应器凝液循环泵机械密封频繁失效故障进行分析,指出机械密封内冲洗失效及密封腔温度高是造成泵机械密封失效的主要原因,通过变自冲洗为外冲洗、泵叶轮开平衡孔降低密封腔压力、调整叶轮定距套尺寸、先打开密封冲洗液以改变泵操作步骤等措施,解决了机械密封频繁失效故障.