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流体动压机械密封中的流体动压效应研究

来源: 时间:2017-06-12 09:59:24 次数:

流体动压机械密封属非接触式密封,密封面被一层完整的膜厚为几个微米的流体膜所隔开,摩擦状态是纯粹的流体润滑工况。这些密封用在高压差、高速和润滑性差的介质密封(气体、沸腾液体、低温液体等)条件下工作。


流体动压机械密封中的流体动压效应研究

流体动压机械密封属非接触式密封,密封面被一层完整的膜厚为几个微米的流体膜所隔开,摩擦状态是纯粹的流体润滑工况。这些密封用在高压差、高速和润滑性差的介质密封(气体、沸腾液体、低温液体等)条件下工作。

在流体动压密封中,为了使端面摩擦副楔开,利用了密封面的动能。在静止时密封面接触,消除泄漏。当密封高速旋转时,由薄层流体膜将密封面分开,出现有限的泄漏,甚至无泄漏。为了保持密封面的非接触工况,密封面间隙内液体介质或气体介质流体膜层要承受挤压载荷,即流体膜应具有流体力学刚度。

在流体动压密封中摩擦副表面的分离和承受挤压载荷,是靠液体在摩擦力作用下从间隙收敛部分被压出并产生作用力来实现的。朝着滑动速度方向间隙收敛段落也可通过密封面开槽、开口或台阶来产生。使用广泛的结构是雷列台阶式、斜面式和螺旋槽面式密封。

螺旋槽面密封用于密封液体,可作上游泵送密封。在上游泵送密封中,密封相当于一小流量高压泵,它将少量的封液从低压侧沿着螺旋槽泵送到高压侧的密封室内。Salant等提出了考虑螺旋槽面上游泵送密封中的空化效应的解析模型。Salant等在文献中研究了流槽(浅槽)贯串整个密封面的情形,并研究了流槽外形(斜线槽和螺旋槽)对泄漏量的影响。

很多文献先容了雷列台阶式、斜平面式、圆叶形和直叶形非接触式上游泵送密封和相应的算法。

综上所述,流体动压密封是利用密封端面的宏观几何外形模型来产生流体动压效应的机械密封,其理论基础仍然是雷诺方程。这些宏观几何外形模型包括倾斜块(周向斜面、周向台阶、周向斜平面)和各种流槽(周向槽、直弦槽、三角槽、半圆形槽、矩形槽、弧形槽、叶形槽、螺旋槽、人字形槽)。



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关键字:机械密封 

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