双向平衡型上游泵送机械密封的研制

本文基于机械密封需要双向承压且对泄漏量有苛刻要求的工况,提出了采用双向平衡型上游泵送机械密封这一解决方案。该方案兼具双向平衡型和上游泵送的结构,既适应工况变化引起的内侧和外侧的压力变化,又可实现泵出口侧向电机侧的零泄漏。在详细设计时,以泄漏量为设计原则,基于零逸出泄漏模型,求解密封主要参数。在优化设计时,利用ANSYS软件对动环加载离心力、介质压力、环体温度,对静环加载介质压力、环体温度、弹簧力,实现离心应力、介质压力、热应力的耦合,模拟应用条件下的受力状态及变化规律,并根据变化规律调整应力分布,避免应力集中,优化端面变形,利于机械密封的正常、稳定、可靠运行。研究表明,合理选型和设置密封参数,耦合状态下的优化设计可实现内外侧压力交替变化下的零泄漏。     

炼油厂高温油泵机械密封泄漏原因分析及对策

当前石油化工炼油厂使用的高温介质泵大部分使用的是金属波纹管机械密封,机械密封的动、静环接触面上的摩擦热容易造成干摩擦或产生较大的温度梯度,从而使密封环产生过大的热应力导致密封端面磨损变形,严重时会出现热裂纹,造成机械密封的严重泄漏。本文结合具体实例详细介绍了金属波纹管机械密封的结构原理,并对金属波纹管机械密封端面温度及应力场进行了模拟分析研究,提出了改进措施,对于机械密封的设计和制造及其应用具有理论指导和现实意义。     

核主泵用流体静压型机械密封流固热耦合变形分析

核主泵泄漏量的大小受密封间隙影响,密封间隙形状与密封压力分布、热变形紧密相关。基于流体力学和传热学的基本原理,建立核主泵机械密封流固热耦合变形分析模型;通过分析接触状态,确定动、静环的边界约束条件。利用ANSYS软件对机械密封副的端面流场、流固热耦合热变形进行模拟分析。仿真结果表明：密封环内径与转折半径间的压力近似呈线性分布,而转折处与液膜外径之间的压力呈抛物线分布;动、静环应力分呈环形分布,最大应力处于静环上端面外径处;最高温度都出现在密封环靠近内径处,且动环温度高于静环。     

152型耐腐蚀泵用机械密封

1977年12月,我们在研制聚四氟乙烯波纹管加工工艺的基础上,参考国外克朗公司、伍德公司等有关耐腐蚀介质用的波纹管型机械密封资料,设计了152型耐腐蚀泵用机械密封。现将有关情况介绍如下。浮动性。后段为固定段,由填充聚四氟乙烯组,成,冷流性小,尺寸稳定。波纹管型动环固定」一、结构 152型机械密封系外装外流多弹簧单端面波纹管型。动环为填充聚四氟乙烯与聚四氟乙烯波纹管整体结构。静环为陶瓷(氧化铝或氮化硅),其结构如图1所示,尺寸见表1。 波纹管型动环由三段组成,前段为动环段,材料为填充聚四氟乙烯,具有耐磨、导热性好、摩擦系数小等…     

基于热力耦合的镶嵌式机械密封端面变形分析

以镶嵌式机械密封为研究对象,通过受力分析和热传导方程,将热、力两个物理场进行耦合求解,建立机械密封动环组件热力耦合仿真模型。基于热力耦合模型计算不同应力情况下端面变形量和不同过盈量下的结合面接触应力、端面变形量,并分析动环厚度对端面温度场、应力分布以及端面变形量的影响。结果表明,热应力对端面变形的影响大于结构应力,故不能忽略热应力对机械密封组件的影响;动环过盈量增大使得端面变形量和结合面接触应力逐渐增大,动环厚度的增大使得最大温度呈下降趋势,最高温度出现在动环内径处,端面间隙由收敛型转变为发散型。因此,在对机械密封结构进行设计时,采用较小的过盈量和动环厚度,可以减少动环端面的变形量。     

橡胶波纹管型机械密封设计探讨

设计橡胶波纹管型机械密封时,要考虑橡胶材料耐介质特性、橡胶波纹管为全波橡胶波纹管还是半波橡胶波纹管、橡胶波纹管弹力在不同温度下的变化以及补偿力随补偿环组件高度的变化情况;介绍了具体型号的橡胶波纹管型机械密封特点、运行限制及适用范围,并对其设计作了探讨。     

中压机械密封端面接触状态和应力研究

密封端面间的接触状态和应力分布影响着密封端面的磨损和变形,对机械密封的寿命和密封性能尤其重要。为研究密封端面间的接触状态和应力分布,建立机械密封动环、静环和静环座完整准确的双接触对有限元模型,分析工作压力、静环高径比(静环高度和外径的比值)、载荷系数和静环辅助O形圈内径比(O形圈的内径与机械密封平衡直径的比值)等参数对接触状态和应力分布的影响规律,得到密封端面间的接触状态和应力分布。结果表明:工作压力较低时端面接触应力分布均匀,端面全接触;但压力较高时接触应力分布可能不均匀,且工作压力越高分布均匀性越差,端面接触面积越小;静环高径比、载荷系数和静环辅助O形圈内径比等参数的增加会使接触应力分布更均匀,接触面积增加,端面最大接触应力减小,有利于密封的运转。     

PM SUER ETX 270研磨机机械密封修复的探讨

针对某进口研磨机出现机械密封泄漏的问题,通过对机械密封结构原理的研究,对可能造成密封泄漏的原因进行分析,分析表明机械密封泄漏是受弹簧压力、介质腐蚀、高温等因素的影响,造成动、静环接触面损伤和密封圈老化。根据分析结果用超精研磨来修复动、静环的磨损,在适合环境温度下,按照制定的研磨工艺和方法研磨动、静环,研磨好组装机械密封部件后进行保压测试,测试结果表明动、静环摩擦副间没有出现泄漏。研磨修复使得进口研磨机动、静环得到充分的利用,减少企业对配件资金的投入,并且该方法简单实用,效果好,对其它机械密封结构的修复有借鉴作用。     

超高压动密封结构设计及耦合变形分析

旋转动密封是海洋机器人电机和深井钻井设备的关键部件,密封失效往往会造成重大的经济损失。针对高压动密封由于环境压力波动而过早失效的情况,对平衡式机械密封模型进行受力分析,确定了不受压力波动影响的有限元模型,并在不同压力下对所设计的密封进行了热力耦合分析,得到密封端面在低压下的位移和应力云图,结果显示高温下双侧受压动密封面的温度最高点出现在密封面的中径附近;动密封面的变形和应力受环境压力比较明显,从内径到外径的热变形和应力逐渐变小,在接近外径处变形出现突降。     

从分子密封学角度构思新型半球形机械密封

1　现有接触式机械密封的缺点现有辅助密封大都采用橡胶O形圈,不能耐高温。采用柔性石墨的密封又因要压紧密才能密封因而失去了静环动环的浮动缓冲作用,就不可能保证动静环密封面始终贴紧,即使是非接触式机械密封也会因动静环间隙不均匀而影响其性能。2　从分子密封学角度构思新型半球形机械密封将辅助密封改成波纹管(动环上) ,使柔性石墨或金属平垫处于三向受压状态,以保证可靠密封,将动环、静环制成两个相配合的半球体与半球座,在静环半球体上嵌装石墨环,依靠球体与球座间的微小滑动及波纹管的可挠变性来起到动环、静环的浮动缓冲作用,参…     

氮气鼓风机机械密封失效原因分析及解决措施

介绍了氮气鼓风机机械密封多次失效的事故现象及特点。根据机械密封及迷宫密封工作原理,结合事故的特征,从设计、维修及操作等方面对事故原因进行了分析,确认催化剂粉尘导致机械密封磨损而泄漏,静环被卡死造成密封失效。未设计隔离气及操作压力过高造成粉尘的进入,机封外套过盈量大导致静环卡死。采取机械密封、润滑油进行更换;磨削静环外圈,使其活动自如;严格防止出口压力过高等措施,保证机械密封安全运行。     

双侧充压式机械密封试验与研究

针对带减速器的涡轮钻具密封过早失效的现状,对平衡式机械密封模型进行受力分析,提出在平衡式机械密封中,当密封面每侧的压力面积占密封面面积的1/2时,密封端面的膜压力受外界影响波动最小.为了验证此结论,设计并组装了密封试验台,主要用来监控高压和低压工况下密封面的内外侧温度、扭矩、端面压力、膜厚和动环振动量等性能参数.     

波纹管机械密封替代盘根密封的实践

孤东采油厂东三联离心泵2002年前均使用盘根密封,存在许多问题。用波纹管机械密封替代后,密封效果好,无泄漏,寿命长,提高了生产率。1.盘根密封存在的问题盘根密封存在磨损快,使用周期短,漏失严重,能耗高等问题,而致命缺点则是造成泵轴承室进水,导致轴承、轴、泵体等损坏,维修工作量大,综合成本高,并且影响生产。2.波纹管机械密封(1)工作原理。波纹管机械密封是通过加工优良的动、静环两个端面,紧密贴合组成一对摩擦副,而达到良好密封的目的。同时,用波纹管代替弹簧,摩擦副压力值恒定,间隙均匀,密封效果良好。(2)组装情况。波纹管机械密封在…     

往复密封中星型密封圈的密封性能分析

建立星型密封圈和O型密封圈的有限元模型,分析它们在静密封和往复动密封中的密封性能,并对影响星型密封圈往复密封特性的流体工作压力、往复运动速度、预压缩量和摩擦因数进行分析.结果表明,在静密封中,星型密封圈的密封性能比O型圈好,但其内应力较大,容易发生失效;在往复动密封中,密封圈的密封性能随时间呈现波动变化,星型圈比O型圈更适宜用于动密封中;星型圈在内行程中的密封性优于外行程,但其随时间波动较大;星型圈的最大接触应力并不与工作压力和运动速度呈线性关系,预压缩量和摩擦因数对星型圈内行程中的密封性能影响较小,而对其外行程影响较大.     

基于ANSYS的剖分式机械密封变形分析

运用ANSYS有限元软件对剖分式机械密封动环、静环3D模型进行数值模拟,研究不同螺钉预紧力、介质压力和弹簧比压下剖分式机械密封的分型面对整体机械密封的影响及分型面的连接紧密性。结果表明:连接螺钉应力分布符合螺钉实际受力情况,验证了利用有限元法模拟仿真的正确性;不同工况下,承载螺钉预紧力的剖分式机械密封动、静环端面变形均呈轴对称、连续性分布,且适当的螺钉预紧力能有效减小端面变形,降低分型面对密封环整体性的影响;螺钉预紧力是影响分型面变形的主要因素,且随着螺钉预紧力增大,可有效降低分型面的变形量,提高分型面连接的紧密性。     

基于ANSYS的剖分式机械密封数值分析

运用ANSYS有限元软件对剖分式机械密封动环、静环3D模型进行数值模拟,研究不同螺钉预紧力、介质压力和弹簧比压下剖分式机械密封的分型面对整体机械密封的影响及分型面的连接紧密性。结果表明：连接螺钉应力分布符合螺钉实际受力情况,验证了利用有限元法模拟仿真的正确性;不同工况下,承载螺钉预紧力的剖分式机械密封动、静环端面变形均呈轴对称、连续性分布,且适当的螺钉预紧力能有效减小端面变形,降低分型面对密封环整体性的影响;螺钉预紧力是影响分型面变形的主要因素,且随着螺钉预紧力增大,可有效降低分型面的变形量,提高分型面连接的紧密性.     

一种新型自补偿组合式机械密封的设计与应力分析

本研究设计了一种由二级油沟(或迷宫)密封、一级锥形端面密封构成的新型自补偿组合式机械密封,并利用ANSYS软件分析了锥形端面密封中锥形静环厚度变化对密封面接触压力、O形圈的Von.mises应力和弹簧推力的影响.应力分析表明:锥形静环厚度在设计范围内变化时,密封面处的最大接触压力大于或远大于密封介质工作压力,说明所设计的新型自补偿组合式机械密封具有良好的密封性和自补偿能力,可实际应用于转轴的密封.     

复合式螺旋反力平衡密封装置的研制与应用

介绍一种复合式螺旋反力平衡密封装置,在反力螺旋转动时利用波纹管的弹性,使静环端面始终与动环端面压紧,实现密封,降低介质泄漏,同时减少静环及动环端面的磨损,延长其使用寿命,降低维护费用.     

往复密封轴用Y形密封圈密封性能分析

为研究往复密封轴用Y形密封圈在静、动密封工作时的密封性能,利用有限元软件ABAQUS建立了Y形密封圈二维轴对称有限元模型,讨论了工作压力、密封间隙、往复运动速度、摩擦系数对其密封性能的影响。结果表明:静密封工作时,Y形密封圈内部应力基本呈对称分布;动密封工作时,Y形密封圈内唇侧应力明显大于外唇侧应力,外行程应力变化波动幅度大于内行程相应应力变化波动幅度,外行程更易引起密封圈失效;Y形密封圈根部、上端开口处、内唇唇口、密封圈与活塞轴接触区域较易发生失效;Y形密封圈最大接触应力均大于相应工作压力,具有较好的密封性能;往复运动速度对最大Von Mises应力影响较小;工作压力、密封间隙、摩擦系数对最大剪切应力影响较大。     

过盈配合连接对核主泵机械密封性能影响的ANSYS分析

以实际工程应用的某核主泵机械密封动、静环组件为例,建立了考虑组件之间真实过盈配合连接结构的ANSYS仿真模型,获得了工作状态下机械密封动、静环端面变形量及泄漏量,该泄漏量更加接近工程设计泄漏量值。通过与未考虑过盈配合关系获得的机械密封泄漏量进行比较,指出过盈配合在机械结构组件变形分析中的必要性,且是仿真分析中需要重点关注的问题。同时,阐释了应用ANSYS进行过盈配合组件受力与变形分析时的基本思路和具体方法。