泵用编织填料动密封性能试验研究.pdf

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1、12FLUIDMACHINERYVo1．41，No．2，2013文章编号：1005—0329(2013)02—0012—03泵用编织填料动密封性能试验研究刘洁。王强(华东理工大学，上海200237)摘要：泵轴的高速旋转对填料产生的不平衡振动和剧烈摩擦，使填料与动轴之间产生偏心间隙并加剧了填料的磨损，形成了密封流体的间隙泄漏，导致密封失效。本文针对泵轴转速n、流体介质压力P对填料动密封性能及变化特征的影响，选取4种编织填料产品在填料动密封实验台上进行了动密封性能试验研究。关键词：编织填料；动密封；摩擦磨损；泄漏率中图分类号：TH136；

2、TH3文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—0329．2013．02．003ExperimentalStudyonDynamicalSealingofBraidedPackingforPumpLIUJie，WANGQiang(EastChinaUniversityofScienceandTechnology，Shanghai200237，China)Abstract：Thehigh—speedrotationofpumpshaftcausedunbalancevibrationandfiercefriction

3、，whichexacerbatedthewearofthepacking，andresultedinsealfailure．TheeffectofthepumpshaftspeednandthefluidmediumpressurePonpackinghasbeenverifiedbythedynamicalsealingexperimentoffourbraidedpackingproducts．Keywords：braidedpacking；dynamicalsealing；frictionandwear；leakagerate1

4、前言2动密封试验工程设计与应用中，通常将泵、阀设备的填料2．1试验装置密封分属为2种不同特性的密封技术。阀门填料按《机械设计手册》，参照填料动密封的实密封基本属静态和微动态密封，按传统密封设计际使用要求设计了填料动密封实验台，如图1所理论，只要软填料的压缩柔弹侧应力大于密封流示。体压力就能保证其密封的可靠性⋯。泵用填料密封虽具有静态软填料压缩柔弹侧应力密封这一共性特征，但高速旋转的泵轴对填料产生的不平衡振动和剧烈摩擦，使填料与动轴之间产生偏心间隙并加剧了填料的磨损，从而形成了密封流体的间隙泄漏，最终导致密封失效。影响填料动密封性能因素

5、很多，其中设备的动态因素对填料动密封性能的影响尤为显著，但此方面实验研究报道尚少。因此，为探讨动泵轴转速、流体介质压力P对填料动密封性能(摩擦力矩、磨损量、泄漏稳压罐高压氮气瓶率)及变化特征的影响，本文选取4种编织填料产品在填料动密封实验台上进行动密封性能试验图1填料动密封实验台示意研究。由可控硅直流调速装置调控动轴的转速。收稿日期：2012—12—10修稿日期：2012—12—272013年第41卷第2期流体机械13由压力控制系统(高压氮气瓶、氮气减压阀及稳线如图3，填料的磨损量对比结果如图4。压罐)控制流体压力。由Jw—lA扭矩仪

6、读出总摩擦力矩总，然后用密封的大套筒换下填料1O密封部分，再测出与前工况相同的轴承和机械宣●密封的摩擦力矩机'则填料动密封的摩擦力邑矩：M=总一机世填料的磨损量G是由装填前的填料总量G．O03O6O减去动密封试验1h后的填料总量G磨后，即：时间(min)G=G总一G磨后填料动密封的泄漏量用10ml量筒度量，电子图3编织填料动密封摩擦力矩变化曲线表计时。2．2试验参数8试验介质为水，试验参数见表1。表1试验参数@参数数值4介质压力(MPa)0．30．61．21．82．5轴转速(r／min)600900145019502950O填料预紧力

7、初始泄漏率<0．5—1m~min时的ClC2FlF2预紧力，试验过程中不再预紧试件试验时间摩擦磨损试验为lh；动密封试验为5h图4编织填料磨耗量对比2．3试验试件及填料装填结构3．2动密封性能试件尺寸：+55mm×+35mm×10mm，试件动密封性能试验是在流体压力P、动轴转速编号：C为浸聚四氟乙烯乳液碳纤维编织填料；二因素条件下，测定4种编织填料动密封流体c：为浸聚四氟乙烯乳液予氧丝碳纤维编织填料；泄漏率。F为膨体聚四氟乙烯编织填料；F：为填充石墨四(1)流体压力与动密封泄漏率关系氟生料带编织填料。相同转速(1450r／min)、不

8、同流体压力条件填料装填结构见图2。其中装填填料为同种下，填料动密封泄漏率与流体压力关系曲线如图填料，装填圈数为5圈。5所示。3一嫘图2填料装填结构示意O流体压力(nPa)3试验结果与分析图5填料动密封泄漏率一流体压力曲线