大直径高压密封的研制.pdf

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1、2012年1月润滑与密封Jan．20l2第37卷第1期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．37No．1DOI：10．3969／j．issn．0254—0150．2012．01．025大直径高压密封的研制盛业涛李小瓯陈志杰黄亚平高宜琼(合肥通用机械研究院安徽合肥230031)摘要：通过简化的机械密封模型推导的算式，对用于大直径高压密封的组合密封中的主密封关键技术参数进行计算，同时基于容漏空间的概念，对主密封进行设计。实验验证了设计的大直径高压密封的有效性，该方法对类似工况的密封设计具有一定的指导意义。关键词：组合密封；容漏空间；高压密封中图

2、分类号：TB42文献标识码：B文章编号：0254—0150(2012)l一110—4DevelopmentofLargeDiameterHigh-pressureSealShengYetaoLiXiaoouChenZhijieHuangYapingGaoYiqiong(HefeiGeneralMachineryResearchInstitute，HefeiAnhui230031，China)Abstract：Calculationsweremadeforthecriticaltechnicalparametersofprimarysealofthecom

3、binationsealoflargediameterandhigh—pressurethroughderivativeformulaofsimplifiedmechanicalsealmode1．Theprimarysealwasdesignedbasedonaconceptofleak—containingspace．Testsverifythatthedesignoflarge—diameterhigh—pressuresealiseffective，andthemethodhasdirectivesignificanceforfuturedesi

4、gnofthesealundersimilaroperatingconditions．Keywords：combinationseal；leak·containingspace；high—pressureseal某工程项目的特殊装备需用一种耐高压、低功(1)整套装置具有一定的容漏空问。耗、微泄漏(最好无泄漏)的密封装置，主要技术(2)前置密封具有泄压、挡沙功能。要求如下：(3)后置密封具有对容漏空间的安全保护作用。静压力：4．0MPa转速：20r／min前置密封主密封介质：海淡水密封端面磨损量：≤O．01mm密封扭矩：≤8N·m密封直径：160mm泄漏量

5、：微泄漏作者经过设计计算和实验研究，设计开发了GMRI．A1组合密封，通过有关实验，证明了该密封满足了用户的需求。密封1组合密封结构简介由密封的设计参数可以看出，这种密封属于大直径、高压、常温、介质含有颗粒及有一定腐蚀性的高参数密封产品。为此，经过反复论证，研制开发了GMRI．A1密封装置，其结构见图1。GMRI-A1密封结构为组合结构，共有前置密封、主密封和后置密封，其中主密封结构为内装、内流、静止式、弹簧不与介质接触、平衡型、集装式结构，特点如下：收稿日期：2011一O6—20图1GMRI．A1密封结构示意图作者简介：盛业涛(1973一)，男，高级工

6、程师，主要从事流体Fig1SketchmapofGMRI—A1sealstructure密封的研究工作．E—mail：syt601@163．SOB．2012年第l期盛业涛等：大直径高压密封的研制111(4)主密封具有良好的抗介质含杂质能力，能密封的泄漏量大，泄漏量与端面宽度的平方成正比。够保证在含有杂质的介质中弹簧补偿机构不被堵塞，这就要求主密封设计必须按照窄密封端面的原则浮动补偿机构能够保证密封面的贴合。进行。(5)主密封为静止式结构：减少了大直径密封的搅拌功耗和排除了大直径密封由于自身偏重而对轴系振动的敏感程度。(6)集装式结构：图示所有零件在运达用

7、户处已全部集装在一起，用户只须将轴联结好，拆除限位套即可投入使用，这样不仅容易装配而且保证了装配质量卜。2组合密封的设计计算对于GMRI—A1组合密封的前置密封和后置密封，作者将另行文章介绍，本文主要对主密封的有关设计和实验进行介绍。由于该密封工作状况特殊，高压时无旋转运动，(a)由旋转和，或磨损引起的锥度因此，表面改形的零泄漏机械密封新技术不适应采用。设计计算主要针对为达到低功耗、微泄漏的目的而展开，并直接用于指导主密封的结构设计。机械密封的设计计算模型主要有2种：平行面机械密封和锥面机械密封模型。作者采用的是锥面机械密封模型。在设计计算中，首先通过密

8、封环的有限元分析和设计而使其相对锥角不随压力变化而变化；同时为了保证密封的低功耗