高压海水泵柱塞副密封的改进设计.pdf

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1、2012年9月润滑与密封Sep．2012第37卷第9期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．37No．9DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2012．09．022高压海水泵柱塞副密封的改进设计陈林王国志刘桓龙赵宏字俞祖英(1．西南交通大学新型驱动中心四川成都610031；2．四川海洋特种技术研究所四川成都610043)摘要：柱塞副为海水泵的关键部件，其密封性能将直接影响泵的最高工作压力和容积效率。分析高压海水泵进口阀座和柱塞缸及密封座和密封刚套之间的静密封，柱塞缸和

2、柱塞杆之间的滑动密封存在的失效问题，通过对柱塞副结构、密封形式的设计和改进，提出一种解决高压柱塞密封的方案，并通过实验验证。设计和改进后，海水泵的输出压力、流量、电机功率、容积效率均满足设计要求。关键词：海水泵；柱塞副；密封结构；密封形式中图分类号：TH137．51文献标识码：A文章编号：0254—0150(2012)9—096—3DesignandImprovementonPistonPairSealofHighPressureSeaWaterPumpChenLinWangGuozhiLiuHuan

3、long。ZhaoHongyuYuZuying(1．NewDriveTechnologyCenter，SouthwestJiaotongUniversity，ChengduSichuan610031，China；2．SichuanInstituteofSpecialSeaTechnology，ChengduSichuan610043，China)Abstract：Pistonpairisthekeypartoftheseawaterpump，itssealingperformancewilldirec

4、tlyaffectthehighestwork—ingpressureandvolumeeficiency．Thefailureoftheseawaterpumpsealswasanalyzed，includingthestaticsealsbetweeninletvalveseatandpistoncylinder，sealingseatandplungercylinderliner，andthedynamicsealbetweenpistoncylinderandpistonrod．Through

5、designandimprovementonpistonpairsealingstructureandsealingform，thesolutiontothehighpressureseapistonsealwasputforwardandvalidatedthroughtheexperiments．Afterdesignandimprovement，theoutputpressureandflow，themotorpowerandvolumeefficiencyoftheseawaterpumpca

6、nmeettheresearchgoa1．Keywords：seawaterplungerpump；pistonpair；sealingstructure；sealingform潜水器的下潜和上升是通过向潜水器内注入和抽在泵体内要充满润滑油；为了保护润滑油不被海水污出海水，调节其浮力实现的，而向潜水器内注入和抽染，泵体应采用油水分离结构。出海水是由海水泵完成的。某用于调节4500m水下柱塞副是海水泵的关键部件，柱塞通过往复运动潜水器的下潜和上升的海水泵，其在水下的环境压力产生高压的海水，其密封性能将直

7、接影响海水泵的最为45MPa，所以海水泵的工作压力大于45MPa时，高工作压力和容积效率，所以柱塞副的结构合理和密才能实现从潜水器内抽出海水，实现浮力调节。另封可靠将影响着整个海水泵的工作性能。本文作者提外，海水泵还受到质量和体积，供电功率的限制，这出了一种解决高压柱塞密封的方案并通过了实验都为海水泵的研制带来了挑战。某海水泵的主要目标验证。参数为：额定工作压力45MPa，流量5L／min，转速1柱塞副结构1000r／min，输入功率小于6kW，容积效率不低于海水泵柱塞副结构如图1所示。油压泵因油液的

8、黏度大，不易泄漏，一般采用间隙硬密封。而海水的80％，泵体积大于220mmx220mmx480mln。因黏度小，采用间隙密封在水压中很难实现，因此海水此，在设计海水泵时，为了保证泵体内零件的润滑，泵采用油水分离结构；柱塞和柱塞缸要实现近乎零泄漏，因此采用密封圈密封；同时，为了解决柱塞副之基金项目：国家863计划项目(2009AA093303)．间的摩擦磨损问题，在柱塞缸内镶嵌一层非金属材收稿日期：2012—04—12料，经过试验发现，柱塞和柱塞缸之间的磨