流体动压集装式机械密封的选型及应用

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1、第38卷第5期火箭推进V01．38No．52012年l0月JOURNALOFROCKETPROPULSIONOct．20l2流体动压集装式机械密封的选型及应用郝飞，王少鹏，杨霞辉(西安航天动力研究所，陕西西安710100)摘要：介绍了流体动压集装式机械密封的原理及应用，针对输油泵的工作环境和技术特点，设计出符合要求的流体动压型集装式机械密封，对端面动力槽进行了对比、选型，并进行了多种摩擦副材料配对试验验证，分析认为采用圆弧深槽方案可以有效地改善密封端面的润滑情况，使密封具有高的可靠性和好的密封性能。

2、关键词：流体动压；集装式机械密封；输油泵中图分类号：V434—34文献标识码：A文章编号：1672—9374(2012)05—0048—05ApplicationandoptimizationdesignofhydrodynamiccartridgemechanicalsealHAOFei，WANGShao—peng，YANGXia-hui(xi’anAerospacePropulsionInstitute，Xi’an710100，China)Abstract：Theprincipleandappl

3、icationofhydrodynamicpressurecartridgemechanicalsealareintroduced．Inlightoftheworkingenvironmentandtechnicalcharacteristicofthepipelayingpump，severalhydrodynamiccartridgemechanicalsealsconformabletotherequirementweredesigned，andthehydrodynamicgrooveson

4、theendfaceswerecontrastedandselectedoptimally．Thepairedexper—imentsofmultiplefrictionmaterialswereconducted．Theanalyzedresultindicatesthatthedeeparcgroovecanamelioratethelubricationconditionofendface，andimprovethesealingcapabilityandre—liability．Keywor

5、ds：hydrodynamicpressure；cartridgemechanicalseal；pipelayingpump0引言1集装式机械密封概述机械端面密封是一种旋转轴动密封，在石集装式机械密封(CartridgeSea1)是由压盖、油、化工、冶金等领域有着广泛应用。集装式机轴套、摩擦副、抱轴器、补偿元件、辅助密封及械密封采用了新型的结构形式，具有安装快捷、冷却系统组成的一个集合体。由于可以整体安装维护方便、可靠性高、使用寿命长等特点。和拆卸，提高了安装质量和工作效率，最大限度收稿日期：201

6、1-01—11；修回日期：2011-03—26基金项目：0901工程项目(2005AA722062)作者简介：郝飞(1981一)，男，工程师，研究领域为发动机机械密封设计、研发第38卷第5期郝飞，等：流体动压集装式机械密封的选型及应用49的减小了对使用者的要求，弥补了传统机械密封的不足。目前，集装式密封广泛应用于反应釜、压缩机、水泵(如循环泵、给水泵、污水泵等)、油泵f如调速油泵、润滑油泵)以及在弱酸、弱碱介质的泵中，其发展的主要方向是优化总体结构、延长使用寿命、提高可靠性和减小泄漏量。图2圆弧槽密

7、封几何模型Fig．2Geometrymodelofsealwitharcgroove2热流体动压技术介绍模型1圆弧槽的机械密封：几何模型见图2，动压型机械密封利用流体动压效应在端面间具体尺寸为／．1=55．6mm，r2=61．5mm，hc=2mm，产生一层极薄的流体膜，实现非接触，以改善密hs=lmm，N--10，R=10mm。封端面间的润滑状况。与普通机械密封相比，动模型2为开直线槽的动压机械密封。几何模压型机械密封可大大减小摩擦、磨损和泄漏，提型的截面示意图3。直线槽呈周期性分布，一个高密封的可

8、靠性，延长密封寿命。作为当今机械槽对应的角度为，为了方便研究和简化计算，密封领域的高新技术，流体动压技术己广泛应用取几何模型的1／n。于各种过程装备上，解决高压、高速和润滑性差具体尺寸为r1=55．6mm，／'2=61．5mm，的介质密封。ro=58．8mm，I=1mm，hs=lmm，n=10。热流体动压密封技术是在密封面开圆弧深槽，见图1，流槽的深度为毫米级，工作中由压A—A力变形和局部热变形产生收敛型间隙区域(楔效应)，可以较好改善密封的润滑工况，有助于降低密封端