镶嵌式动环机械密封动环的设计计算

在镶嵌式动环机械密封结构中,镶嵌式动环是由硬质材料制成的硬面环和座环装配而成,该种结构能节约价高硬质材料,从而降低成本,且可根据工况要求调换硬面环,达到最佳的密封效果。在设计中硬面环与座环的过盈值将影响到动环的装配并进而影响到密封效果,硬面环和座环的强度校核和配合长度的确定也是镶嵌式动环设计的要点。在对镶嵌式动环结构分析与研究的基础上,推导出镶嵌式动环过盈值的计算方法和强度设计方法,对改进该种机械密封的结构设计,正确选择密封结构,防止密封失效,改进密封效果有很好的实用价值。     

常用机床密封结构端面比压的计算

机床密封又称端面密封,是旋转轴动密封之一。由于机床密封具有密封性好,性能稳定,泄漏量少,功耗低。使用寿命长。对轴磨损小,能满足各种工况的要求等优点,故在机床、机械航空等部门得到广泛应用。     

印钞机擦版辊冷却系统密封装置的改进设计

通过对印钞机擦版辊冷却系统密封装置的结构有密封失效进行分析，在此基础上重新计算并确定弹簧的参数，并对密封装置的不合理结构提出了增加泄漏槽、安装静环的凸台，改变动环结构等改进措施，提出了密封装置的新结构。     

复合槽孔织构化端面机械密封性能的研究

针对机械密封端面单一螺旋槽和单一椭圆微孔织构,提出一种新型的结合螺旋槽、椭圆微孔的复合槽孔织构类型,在建立复合槽孔织构化机械密封端面理论模型的基础上,通过数值求解的方法对比考察单一螺旋槽、椭圆微孔织构化和复合槽孔织构化端面机械密封性能间的差异,分析3种织构化端面的流场特性。计算同一工况条件下3种织构化端面的承载力F、泄漏量Q及膜刚度K,分别考察织构深度h_p、密封间隙h_0、织构面积率S_p、动环旋转速度n及压力比p_i/p_o对3种织构化端面机械密封性能的影响。结果表明:螺旋槽织构能显著提高机械密封端面的承载力和膜刚度,而椭圆微孔织构对降低泄漏量有较大贡献;在较小的织构深度和密封间隙下,复合槽孔织构可获得相对较小的泄漏量和良好的承载力及膜刚度。     

脱硫泵机械密封稳态温度场的有限元分析

机械密封温度场研究是热应力分析的基础,是影响机械密封工作寿命与密封性能的主要因素。通过建立密封环有限元模型,提出机械密封动、静环轴对称问题的有限元分析与稳态温度场计算方法,得出了密封环温度分布规律。并对接触面的热流密度、模型与介质的对流换热系数以及热流分配系数等物理量进行了分析。结果显示,温度变化主要集中在靠近内径的接触面附近的局部区域,该区域变形较大,且不利于密封环的散热。     

双主密封特殊螺纹油管接头密封性能研究

针对超深油气井中对密封性能的严格要求,基于特殊螺纹密封机理,设计一种由锥面对锥面和柱面对球面组成的双主密封特殊螺纹接头结构。采用数值模拟方法分析接头在拉伸、压缩、拉伸和内压、拉伸和内外压4种工况下,双主密封面接触应力、接触长度的变化情况,并对螺纹接头在极限载荷下的密封性能进行研究,得到接头密封能力随不同载荷的变化规律。最后对接头试样进行全尺寸试验,结果表明该双主密封特殊螺纹接头的密封性能满足使用要求。     

氮肥厂脱硫循环泵的改造

针对中、小型化肥厂生产中脱硫循环泵泄漏的问题，分析了造成泄漏的主要原因是机械密封的动、静环失效与弹性压紧元件的失效或由于种种原因造成的动环比压不足。提出了通过改变动、静环材料，提高压紧元件比压，防止弹性元件失效等措施，改进离心泵的密封结构，改善机械密封的工作环境，使脱硫循环泵的泄漏问题得到了解决。     

基于热变形补偿的干气密封动静环优化

热变形是影响干气密封性能、使用寿命及密封失效的主要原因之一.为了获得密封性能更稳定、寿命更长的密封环,以某合成气压缩机T型槽干气密封稳态时动静环的热变形分析为例,讨论了减小热变形的各种方法.基于热变形补偿对动静环进行了优化,并对优化前后动静环的热变形进行对比分析.数值模拟结果表明:优化后的动环热变形减小,热变形锥度变化趋势与静环保持一致,气膜厚度均匀,密封性能更佳.     

工况自适应机械密封端面结构设计与试验

机械密封在工况易变的装置或工况调节过程中 ,极易发生摩擦副整体位移或端面分离的失效现象。就密封结构进行分析 ,如果作用在摩擦副上的大气压力与弹簧力方向相反 ,并且存在大气压力大于弹簧力时 ,就可能推开摩擦副的浮动环或推动摩擦副整体位移 ;摩擦副的密封面设计有宽度 ,液体在泄漏方向上有压力差 ,温度升高 ,造成液膜汽化 ,密封面间出现汽液混相或全汽相 ,膜压增大推开密封面。为防止密封面整体分离和位移提出了波纹管机械密封的设计结构 ,给出了密封面刃边形的设计方法     

机械密封影响因素分析及展望

机械密封作为一种被广泛应用的密封方式,已成为流体密封技术重要的动密封形式。随着密封行业标准要求不断提高以及工业整体的发展,机械密封设计与制造技术是当前流体传动与控制领域发展的重点对象之一,且对于机械密封的发展也提出了更高的要求。对机械密封的影响因素、常见问题进行梳理总结。从解决机械密封问题角度,对机械密封未来发展方向进行简要介绍,以促进机械密封技术发展。总结与展望机械密封发展趋势,对于极端工况条件下的密封性能、常规工况下使用寿命、稳定性等提出了更高的要求;在机械密封可控层面上,机械密封智能化与密封组合会成为未来机械密封的研究重点。     

离心式压缩机干气密封系统常见故障及处理对策

干气密封是利用流体静力和流体动力的平衡实现的,其装置主要由动环、静环、弹簧和密封圈等组成,常见故障有联锁停机、密封失效和操作失误等。其中,密封失效故障最为常见,占密封系统故障的85%。密封失效通常发生于压缩机启、停机过程或者反复启停的压缩机组,特别是试车过程中的压缩机组,若出现压缩机机械部分任何不正常和联锁都应在试车完成后检查干气密封系统,为离心式压缩机正常运行提供保障。     

金属动密封在引信气阻机构中的应用探讨

目的 解决气阻机构的长储问题。方法 分析金属动密封的密封性能以及摩擦性能。结果 得到了一种金属动密封结构。结论 金属动密封用于引信气阻机构是可行的。     

橡胶柱塞动密封结构设计及优化试验

为了提高往复式橡胶柱塞的动密封性能,设计了表面具有凹槽形结构的橡胶柱塞,并对其进行动密封特性分析和结构参数优化试验。理论分析结果表明:凹槽形结构可显著提高密封界面接触压力,改善界面润滑条件,降低摩擦阻力。试验结果表明:凹槽形结构参数对柱塞的动密封性能影响显著,凹槽宽度对柱塞动密封性能影响最大,凹槽条数影响次之,凹槽间距影响最小。为了降低柱塞泄露量,凹槽宽度和凹槽间距设计不宜过大或过小。凹槽条数与泄漏量呈线性关系,随着凹槽条数的增加,泄漏量减小。理论分析和试验结果均说明凹槽形结构可以提高橡胶柱塞的动密封性能。     

金属动密封在引信气阻机构中的应用探讨

目的　解决气阻机构的长储问题 .方法　分析金属动密封的密封性能以及摩擦性能 .结果　得到了一种金属动密封结构 .结论　金属动密封用于引信气阻机构是可行的     

高速动压密封的气液两相性能对比分析和试验

为明确气相介质和液相介质分别对高速流体动压密封性能的影响,进行两种相态的密封性能对比分析与试验研究.分别建立动压密封端面流体域的气相和液相数值分析模型,分析转速、压差、槽深、槽数、槽坝比等操作参数和端面结构参数对动压密封气相和液相的泄漏量、开启力等性能的影响.自主研制动压密封试验装置,进行变转速、变压差和密封端面磨损试验,得出了转速、压差等操作参数对密封气相泄漏率、液相泄漏率和端面磨损率的影响.数值模拟和试验研究结果表明:相同的转速和压力时,液相密封开启力和泄漏量都比气相密封更大;不同结构参数下,气相和液相密封开启力均有极大值,气相密封和液相密封开启力达到极大值的最优结构参数有所不同,液相密封的最优槽坝比、最优槽数较气相密封小,液相密封开启转速较气相密封低,说明液相动压密封比气相动压密封更容易开启;低速时密封端面磨损较严重,高速时密封端面几乎无磨损,动压密封更适合在高速工况下运行.     

机械密封在渣浆泵的应用研究

机械密封摩擦副工作温度状况,不仅是影响机械密封使用寿命的关键因素,而且是选取合理机械密封型式的重要依据。在渣浆泵机械密封的改造过程中,影响机械密封摩擦副温度变化的主要因素及部分参数的计算方法,同时建立摩擦副温度场的数学模型,利用有限元法对动、静环摩擦副温度场的分布进行了模拟仿真,为渣浆泵的机械密封改造提供参考依据。结合对渣浆泵进行机械密封改造前后的实际使用情况,对改造效果进行了分析对比,结果表明对渣浆泵进行机械密封改造不仅可行,而且能够节能、减少污染。     

干气密封密封环温度场的数值分析

干气密封的密封环温度分布是分析其热变形的基础。本文建立了A型干气密封动、静环和密封间隙流场的三维计算模型,在ANSYS 的Workbench平台采用热–流耦合方法求解动、静环三维稳态热传导方程,得到其温度场。数值模拟结果表明：气膜粘性剪切热是干气密封系统的主要热源;在给定工况、给定密封结构中,83.3%的气膜粘性剪切热通过密封端面传递给动环,只有9.7%传递给静环,剩余7.0%的热量由泄漏介质带走;动环平均温度略高于静环;动、静环端面温度最高,背面温度较低;在端面上温度也不是均匀的,在螺旋槽根部至密封泄漏出口段温度达到最高。研究结果为干气密封动、静环变形研究、选材和结构设计理论的完善提供了一定的参考依据。     

工况自适应机械密封结构设计与试验

石油化工装置泵用机械密封多为正压单一体膜设计,在装置启动或调节过程中（过渡过程）,密封腔压力将随装置当时操作条件变化而变化。如果装置抽空操作密封腔出现负压改变了机械密封动静环设计使用条件下的力平衡关系,摩擦副轴向可能仅受弹簧力和大气压力作用。如果大气压力作用产生的轴向力大于弹簧力会使摩擦副产生轴向位移,造成静环辅助密封圈脱离环座,诱发密封失效,过渡过程还可能诱发机械密封端面分离,原因在于过渡过程中密封腔压力下降,介质气化,密封配合面间的流体膜发生相变膜压的合力增大,推开密封面,也可能使气化后的密封面处于干摩擦状态,密封失效。为防止摩擦副整体位移,提出了利用波纹管有效作用直径同密封面的内外径相协调的设计结构,保证大气压力产生的轴向推力始终与弹簧推力同方向,同时,进行了理论分析和试验,证明结构可行。     

工况自适应机械密封结构设计与试验

石油化工装置泵用机械密封多为正压单一流体膜设计 ,在装置启动或调节过程中 (过渡过程 ) ,密封腔压力将随装置当时操作条件变化而变化。如果装置抽空操作密封腔出现负压改变了机械密封动静环设计使用条件下的力平衡关系 ,摩擦副轴向可能仅受弹簧力和大气压力作用。如果大气压力作用产生的轴向力大于弹簧力会使摩擦副产生轴向位移 ,造成静环辅助密封圈脱离环座 ,诱发密封失效。过渡过程还可能诱发机械密封端面分离 ,原因在于过渡过程中密封腔压力下降 ,介质气化 ,密封配合面间的流体膜发生相变膜压的合力增大 ,推开密封面 ,也可能使气化后的密封面处于干摩擦状态 ,密封失效。为防止摩擦副整体位移 ,提出了利用波纹管有效作用直径同密封面的内外径相协调的设计结构 ,保证大气压力产生的轴向推力始终与弹簧推力同方向。同时 ,进行了理论分析和试验 ,证明结构可行     

深海带电插拔连接器力学特性分析

以水下7 000 m工况的深海带电插拔连接器为研究对象,旨在获得湿插拔连接器在深海双重高压下的受力特性和插拔过程中的动密封性能。介绍连接器的插头结构与压力补偿技术;推导压力补偿器工作容积的计算公式;运用Ansys Workbench建立插头内壳体组件与插孔组件的动密封有限元模型,对内壳体、压力平衡膜及内胆进行强度计算;分析由连接器插拔引起的平衡膜内外瞬时压差对膜的应力分布及变形情况;讨论密封件径向压缩量、密封接触面摩擦因数、插拔速度对插拔过程中动密封性能的影响。结果表明:插头插合时,平衡膜外表面应力基本不变,其变形减小;拔出时,平衡膜外表面的应力及变形都逐渐增大。密封件之间的接触压力受密封接触面过盈配合量的影响明显,增大过盈配合量可显著提高动密封区域的接触压力及密封性能,同时也会加剧密封件失效的可能性,密封接触面的摩擦因数、插拔速度对接触压力的影响则较小。