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深槽浅槽非接触式机械密封

来源: 时间:2017-06-14 10:30:00 次数:

深槽密封是指开槽深度为毫米数量级的各种槽形的非接触式机械密封,通过流体静压效应、动压效应来提高密封端面的润滑效果,主要槽形如图1 所示。 对深槽机械密封的研究始于1961 年

深槽浅槽非接触式机械密封

1.1、深槽密封

深槽密封是指开槽深度为毫米数量级的各种槽形的非接触式机械密封,通过流体静压效应、动压效应来提高密封端面的润滑效果,主要槽形如图1 所示。

对深槽机械密封的研究始于1961 年,Mayer先对径向深槽的机械密封端面进行了研究, 证明此类密封的磨损量和摩擦功率都非常小。存在的问题主要是滞留在槽内的颗粒易进入摩擦副缝隙中去。鉴于此,Mayer于1969 年开发了圆弧深槽机械密封,由于圆弧深槽可以吸收液体,使得密封环边缘良好冷却,在转向不定时亦具有排污能力,稳定性也很好,从而成为博格曼公司的特色产品。1989 年,Key 等提出了端面外缘具有深矩形槽的机械密封理论分析模型, 结果表明,深矩形槽形使得端面变形为波状,产生的动压增量提高了密封的静压承载能力。1994 年,Tournerie 等通过有限元方法,研究了圆弧深槽机械密封的端面压力分布情况。1997 年,Persont 等通过数值计算方法进一步研究了圆弧槽形密封的稳态动力学特性,研究证明圆弧深槽使得端面静压力提高,有利于降低密封对动压波动敏感性,提高了密封的稳定性。1999 年,Lai对多种槽形的表面深槽热流体动压非接触式机械密封进行了研究。2005 年,Papatheodorou[8]研究表明适当增加槽数可提高圆弧深槽液膜承载能力。2006 年,Reddyhoff 等进一步对圆弧深槽的槽数和槽深进行优化设计。

在国内,关雅贤等于1986 年对圆弧深槽机械密封进行了试验研究。自此,许多学者针对圆弧深槽进行了深入的理论及实验研究, 证明了深槽密封特别是圆弧深槽密封具有良好的密封性能。国内对于圆弧槽设计及生产能力的不足使得我国对许多极端工况下使用的机械密封产品仍需进口。

1.2、浅槽密封

浅槽密封是指开槽深度为微米数量级的各种槽形, 通过密封端面间的流体动压力实现密封端面的非接触式机械密封。此类槽形主要有周向台阶、周向斜面、周向槽、直线槽、三角槽、半圆型槽、矩形槽、弧形槽、叶形槽、螺旋槽或者是各种槽形的组合。其中,常用的槽形为螺旋槽及其组合。浅槽密封一般用于密封气体,也可密封液体,但其原理不尽相同,密封面较宽是其区别于普通机械密封的显著特点。


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