外驱动式中间旋转环机械密封设计.pdf

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1、2015年4月润滑与密封Apr．2015第40卷第4期LUBRICATIONENGINEERINGVo1．40No．4DOI：10．3969／j．issn．0254～0150．2015．04．023外驱动式中间旋转环机械密封设计翟金垒王和顺李明龙段易东郭磊(西华大学机械工程与自动化学院四川成都610039)摘要：针对旋转机械轴向端面密封在高速和低速状态时密封的低稳定性问题，应用TRIZ创新理论．并结合解决物理矛盾的空间分离原理．提出一种外驱动式中间旋转环机械密封设计方案。该设计方案在密封端面的动环和静环之

2、间设置由外置动力源驱动的中间旋转环，实现了动、静环密封面之间相对转速的主动控制。实验结果表明，外驱动式中间旋转环机械密封改善了机械密封在高速和低速状态下的稳定性，可满足不同工况下的密封要求；该机械密封泄漏量虽有所增大，但在允许的范围内。关键词：TRIZ；机械密封；中间旋转环；动力源；泄漏量中图分类号：TH136文献标志码：A文章编号：0254—0150(2015)4—102—4DesignofMechanicalSealwithExternalDrivingMiddleRotatingRingZhaidi

3、nleiWangHeshunLiMinglongDuanYidongGuoLei(SchoolofMechanicalEngineeringandAutomation，XihuaUniversity，ChengduSichuan610039，China)Abstract：Inordertosolvethelowstabilityoftheaxialmechanicalfacesealathighandlowspeed，byapplyingtheTRIZtheoryandcombiningwiththesp

4、aceseparationprincipleofthephysicalcontradiction，amechanicalsealwithanex-ternaldrivingrotatingmiddleringwasdesigned．Arotatingmiddleringdrivenbyanexternalpowersourcewasaddedinthesealfacebetweentherotatingringandstaticringinthedesignedmechanicalseal，theacti

5、vecontrolontherelativespeedinthesealfacebetweentherotatingringandstaticringwasrealized．Theexperimentalresultsshowthattheme-chanicalsealwithanexternaldrivingrotatingmiddleringimprovesthesealingstabilityofhighandlowspeed，meetthesealingrequirementofdifferent

6、conditions．Theleakageofthismechanicalsealisincreased，butwithinthepermittedrange·Keywords：TRIZ；mechanicalseal；middlerotatingring；powersource；leakage机械密封(轴端密封)是流体机械和动力机械速以及低速状态时．密封的稳定性始终是困扰研究人中不可缺少的零部件，广泛应用于石油化工、核电、员的难点问题。具体表现在：接触式机械密封在高速国防军工及航空航天业中，它对整台设备、

7、整套装状态下密封面间相对转速过高，导致密封面摩擦、磨置，甚至对整个工厂的安全生产影响都很大。一般情损、发热、变形等现象严重，密封性能迅速下降，甚况下．根据动静环密封面间隙h与密封面升举点间隙至不能正常工作；而非接触式机械密封在低转速状态h的大小，机械密封分为两类，即接触式密封(h<下端面间流体膜不能生成足够的开启力和刚度．无法h)和非接触式密封(h≥h)¨J。保证密封面的正常分离及间隙的稳定性_2q；而且，机械密封广泛应用于各种型式的压缩机、膨胀对于传统的机械密封。动环周向固定在被密封机组的机、分离机、泵

8、、反应釜等旋转类机器的轴向端面密主轴上．导致密封机组在给定的条件下。难以主动改封，但在高参状态(高速、高温、高压)特别是高变动、静环密封面之间的相对转速。为了解决低速和高速下主轴机械密封存在的基金项目：国家自然科学基金项目(51005188)；四川省教育问题以及完善密封的性能，研究人员进行了很多厅重点项目(11ZA285)；西华大学教育部重点实验室学术成果的研究，但研究主要集中在密封端面力、热变形、培育项目(SBZDPY．11