非接触式机械密封动力学研究进展

涉及密封系统、激励和响应三者之间复杂关系的动力学特性，对非接触式机械密封的运行可靠性有着重要影响，是当下密封理论与技术领域研究的热点。本文回顾了近几十年来国内外非接触式机械密封动力学的发展历程，分析了非接触式机械密封系统动力学理论研究、实验研究和应用研究状况，探讨了基于非接触机械密封系统结构动力学特性和输入载荷的动、静环位移响应、流体膜厚度响应的研究特征以及流体膜刚度和阻尼、系统的固有频率与振型模态等特性参数的识别方法，指出了现有动力学研究存在的不足，提出多频激励耦合作用响应、动静环的碰撞机制、动力学参数的非线性识别方法、智能化、显著性影响因素分析和高参数工况下的非接触式密封性能试验台等研究是非接触式机械密封动力学今后一段时期的发展方向。     

零泄漏非接触式机械密封在溶剂泵上的应用

分析了溶剂泵用接触式机械密封频繁失效的根本原因及存在的问题 ,针对该泵的实际工况条件 ,研制出新型的零泄漏非接触式机械密封 ,并首次取得了成功的工业应用     

流体动压型机械密封研究进展

现阶段机械密封的操作条件更加苛刻和多样化。在一些高参数的密封工况下,传统接触式机械密封磨损严重、寿命较短,已达不到密封的基本要求。发展流体润滑的非接触式机械密封是保证设备长时间连续正常运转的迫切要求。流体动压型机械密封是对普通机械密封端面进行简单改型,其结构简单、应用前景广阔,特别适合高压、高温、低粘度等高参数工况。对流体动压型机械密封的密封机理、研究发展情况和现阶段的工业产品进行了综述。指出开展深入研究流体动压型机械密封的必要性。     

非接触式机械密封选型

基于现代流体动压理论,不断开发出新型的非接触式机械密封,与普通接触式机械密封相比,其可实现被密封介质的零泄漏甚至零逸出,彻底消除对环境的污染;同时,由于密封端面之间无直接的固体摩擦磨损而具有使用寿命极大延长、密封可靠性显著提高、运行维护费用显著下降、经济效益明显提高等优势,在国内外各种旋转流体机械上推广应用。     

氨压缩机机械密封泄漏原因分析及国产化改造

分析原机械密封磨损、泄漏、使用寿命短的原因。改用流体动压非接触式螺旋醴同密封后,基本达到了微磨损、无泄漏、可靠性高及寿命长的良好状态,确保了机组的正常运行,经济效益显著。     

化工设备密封的泄漏原因与对策

机械密封是化工设备最为主要的密封方式,机械密封是一种旋转轴用的接触式动密封,它是在流体介质和弹性元件的作用下,两个垂直于轴心线的密封端面紧贴着相对旋转,从而达到密封的要求。我们可以从端面膜形态的角度来解决机械密封的泄漏问题。     

污水泵机械密封的改造

针对污水泵的现场工况条件及原用普通接触式机械密封存在的问题,改造了该泵的密封结构,取得了良好的密封效果及经济效益。     

浅谈干气密封的发展

干气密封是一种先进的非接触式机械密封,是现阶段较为优秀且常见的密封形式之一。本文介绍了干气密封发展的历史沿革、结构机理以及常见的失效形式,并对干气密封未来的发展提出了展望。     

氨压缩机机封泄漏原因分析和改造

分析原机械密封磨损、泄漏、使用寿命短的原因。改用流体动压非接触式螺旋槽端面密封后，基本达到了微磨损、无泄漏、可靠性高及寿命长的良好状态，确保了机组的正常运行，经济效益显著。     

终聚釜机械密封配置密封油站技术改造

终聚釜是聚酯装置关键设备之一,终聚釜采用接触式双端面机械密封。运行时必须外供清洁阻封液,外供阻封液的温度、压力不稳定会导致机械密封发生泄漏故障。将初始机械密封辅助系统改为现在的密封油站后,阻封液温度、压力等运行情况改善,提高了机械密封运行可靠性。     

扩压式自泵送流体动静压型机械密封性能分析

密封端面开启力是保证非接触式机械密封非接触运行的重要指标。为克服普通自泵送流体动静压型机械密封端面开启力随转速增大而减小这一不足,基于离心式泵或压缩机的扩压器工作原理提出了一种扩压式自泵送流体动静压型机械密封。数值模拟比较了普通自泵送和扩压式自泵送流体动静压型机械密封的密封性能,探讨了密封面结构参数和工况参数对扩压式自泵送流体动静压型机械密封性能的影响规律。结果表明:扩压式自泵送流体动静压型机械密封相比同等螺旋槽参数的普通自泵送流体动静压型机械密封的密封界面开启力提升了50%以上,并随转速增大而增大;随着扩压环槽增宽,开启力和泄漏率都显著增大;减小扩压环槽深度,能有效提高开启力;扩压环槽结构尺寸的变化基本不影响槽扩宽比、槽数和螺旋角对密封性能的影响规律。在一定的工况参数下,通过结构参数匹配,扩压式自泵送流体动静压型机械密封可以获得较优的密封性能。     

边界压力波动对液膜端面机械密封空化及性能的影响

泵在流量调节、流体激振等工况下会发生大范围的压力波动,易导致机械密封“失稳”,影响泵体安全运行。本文通过建立螺旋槽型三维液膜模型,采用Mixture多相流模型及Zwart-Gerber-Belamri空化模型,探究边界压力波动对密封液膜端面空化及密封性能演变规律。结果表明,边界压力波动工况下,气相体积分数波动与压力波动之间存在相位差;相比于外径侧压力波动,内径侧压力波动对端面空化的影响较大;外径侧压力波动对密封性能的影响较小且跟随性较好,内径侧压力波动工况则相反;此外,内径侧压力波动工况下,临界压力使得气相体积分数为0且临界压力与波动周期有关,端面空化消失致使密封性能曲线急剧变化。基于边界压力波动对液膜密封的影响研究,泵用机械密封应采取旋转式密封形式（压力波动作用在外径侧）,以减小泵内压力波动对机械密封产生的影响。     

多孔扇形分布端面机械密封性能的数值分析

与普通机械密封相比,微孔端面机械密封的端面摩擦因数、生热量下降而耐磨和抗压性能提高。本文通过建立激光加工微孔端面液体润滑机械密封的理论模型,分析了微孔沿圆周和半径方向呈间断扇形分布时的密封性能。采用有限元法求解雷诺方程获得不同扇形区和微孔结构尺寸参数条件下的端面液膜压力分布,在此基础上计算了液膜刚度、开启力、泄漏量、摩擦扭矩、刚漏比和开漏比等密封性能参数,并进一步分析了各密封性能参数随结构参数的变化规律。结果表明,当径向开孔长度比和周向开孔长度比的优化值均为0.6,微孔面积密度在0.2～0.3范围取值,深径比在0.010～0.015范围取值时,密封综合性能最优。     

螺旋槽机械密封的改进设计

The coupling effect among the flow of fluid film,the frictional heat of fluid film and the thermal de- formation of sealing rings is inherent in mechanical seals.The frictional heat transfer analysis was carried out to op- timize the geometrical parameters of the sealing rings,such as the length,the inner radius and the outer radius.The geometrical parameters of spiral grooves,such as the spiral angle,the end radius,the groove depth,the ratio of the groove width to the weir width and the number of the grooves,were optimized by regarding the maximum bearing force of fluid film as the optimization objective with the coupling effect considered.The depth of spiral groove was designed to gradually increase from the end radius of spiral groove to the outer radius of end face in order to de- crease the weakening effect of thermal deformation on the hydrodynamic effect of spiral grooves.The end faces of sealing rings were machined to form a divergent gap at inner radius,and a parallel gap will form to reduce the leakage rate when the thermal deformation takes place.The improved spiral groove mechanical seal possesses good heat transfer performance and sealing ability.     

锥面-微孔组合端面机械密封性能

在收敛锥面密封和多孔端面机械密封研究的基础上,提出了锥面-微孔组合端面新型机械密封,建立了该组合密封端面液膜压力控制的理论模型并采用有限元法求解,获得了端面液膜压力分布.在给定径向微孔比、周向微孔比和微孔深径比等微孔几何结构参数的条件下,分析了端面锥度、锥面宽度比、扇形微孔区的径向位置等组合密封几何结构参数在低压和高压...     

接触式机械密封寿命预测方法

依据分形理论,用具有尺寸独立性的分形参数表征包含粗糙度和波度的密封端面形貌及其变化,研究了机械密封端面形貌变化对泄漏通道的影响规律,结合Navier-Stokes方程,建立了基于允许泄漏率的机械密封寿命预测方法。运用这一方法,对工作在柴油泵中的108型机械密封进行了寿命预测。研究发现密封介质压力为0.8 MPa,端面比载荷为1.1 MPa,工作11500 h的108型机械密封,软质环端面形貌D=1.5607,G=2.0298×10^-9 m,理论泄漏率为2.95 cm³•h^-1。此时,其工作时间已超出美国石油学会和美国摩擦学家与润滑工程师学会制定的易挥发物逸出量控制标准下的密封寿命1400 h,处于危险状态。结果表明,正确预测机械密封寿命是十分必要的。机械密封寿命预测方法的建立,为确定维修周期、保证设备安全可靠运行提供了依据。     

机械密封的扭转变形计算方法与影响因素

针对机械密封环的典型结构,基于圆环理论,建立了密封环结构受力与变形的分析模型。采用圆环理论解析式和有限元法对密封环扭转变形进行了对比计算,分析了密封环的几何结构形状、几何结构尺寸和辅助密封圈的安放位置等因素对密封环扭转变形的影响规律。结果表明:采用理论解析法替代有限元法的计算方法是可行、有效的;复杂截面密封环的台阶长或宽各小于4 mm时,均可直接忽略台阶对扭转变形的影响;辅助密封圈的安放位置和密封环结构形状对扭转变形量均具有重要影响;密封环尺寸在变化不大的前提下,其对扭转变形影响不大。研究结果完善了高压机械密封的设计理论与方法。     

机械密封技术最新进展

对国内外机械密封新技术进行了较全面的阐述，分析了表面改形机械密封技术、控制平衡比密封技术、组合密封技术和可控机械密封技术的发展水平，指出了机械密封总的发展方向是零逸出、高性能、高可靠性以及长寿命化。随着计算机和电子技术日新月异的发展，机械密封的监控技术将会在化工、石油化工、能源等工业领域中得到广泛应用。     

反应器用搅拌器机械密封泄漏问题分析及改进措施

着重分析了化肥厂丁辛醇车间羰基合成反应器用搅拌器机械密封应用过程中存在的问题、产生的原因及解决办法。针对丁辛醇装置羰基合成反应器搅拌器特点,找出了搅拌器在运行过程中不利于机械密封正常运行的关键问题,并提出了有效的改正措施和方案,解决了吉林石化公司化肥厂丁辛醇车间多年来羰基合成反应器搅拌器机械密封不能长周期稳定运行的瓶颈问题。同时还分析了波纹管式机械密封和多弹簧式机械密封在实际应用中的优缺点。