收敛锥形面机械密封端面结构及密封特性研究

发布时间：2019-09-29 11:34

【摘要】：随着我国经济水平的飞速发展,对能源的需求越来越大,核能由于污染少,能源利用率高的巨大优势,已经成为能源供应的主要方式之一。核电站中的核泄漏问题至关重要,核主泵的机械密封作为解决核泄漏问题的关键技术之一,具有重大的研究意义。本文以收敛锥形面机械密封为研究对象,从理论分析和数值模拟两方面来研究核主泵机械密封端面变形的情况,将密封变形加入初始膜厚进行迭代计算,分析各参数的变化对机械密封性能的变化规律。具体结论如下:1)随着液膜厚度的不断增加,密封开启力不断减小,在膜厚为8微米之后开启力变化缓慢、泄漏量不断增加,在8微米之前增加缓慢,在8微米之后呈指数状增加、刚度随着液膜厚度的增加先增加后减小,在膜厚为0.3微米时取得最大刚度、刚漏比则不断减小;2)随着收敛角度的不断增加,开启力在收敛角度为40分之前不断增加,在40分之后增加缓慢,直至稳定、泄漏量在收敛角度为30分之前不断增加,在30分之后增加缓慢,直至稳定、刚度在收敛角度为1分左右时取得最大值,随后不断减小,在收敛角度为30分后趋于稳定、刚漏比在收敛角度为1分左右时取得最大值,随后不断减小,在收敛角度为4分后趋于稳定;3)随着收敛长度比的不断增加,开启力不断增加,在收敛长度比为3之后增加趋势放缓,直至平稳、泄漏量不断增加,在收敛长度比为4之后增加趋势放缓,直至平稳、刚度不断增加,在收敛长度比为5之后增加趋势放缓,直至平稳、刚漏比不断增加,在收敛长度比为1之后增加趋势放缓,直至平稳。本文运用不同方法对机械密封变形进行计算,最后将密封端面变形加在初始膜厚上重新对密封端面进行分析,通过对机械密封开启力、泄漏量、刚度等性能参数的分析,得到机械密封结构参数对密封性能的影响,为机械密封技术的发展提供一定的参考。
【图文】：

机械密封,静环,动环,密封圈

7图 2.1 机械密封结构简图Fig. 2.1 Structure of mechanical seal1-静环 2-静环密封圈 3-动环 4-传动销 5-弹簧6-弹簧座 7-推环 8-动环密封圈 9-压盖密封圈 10-防转销 11-压盖动环 3 固定在旋转轴上随轴一起旋转，其端面与静环 1 端面之间彼此贴合并产生相对滑动，两者一起构成密封端面。静环 1 固定在机器设备的壳体等静止部位，，不随轴一起作旋转运动，与动环一起构成密封端面来防止介质泄漏。静环密封圈 2 的材料是合成橡胶或聚四氟乙烯等，形状不限，其作用是使静环具有一定的浮动性，避免介质从静环与压盖 11 之间的空隙泄漏。动环密封圈 8 的材料也采用橡胶等，形状不限，其作用是

几何形状,密封端面,流体静压,结构类型

图 2.2 流体静压密封端面结构类型Fig. 2.2 Hydrostatic seal end face structure type流体动压式机械密封又根据密封端面几何形状的不同分为直线槽形、半圆槽形、人字槽形和螺旋槽型。图 2.3 流体动压密封端面结构类型Fig. 2.3 Fluid dynamic pressure sealing end structure type
【学位授予单位】：西华大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TH136;TM623.4

【参考文献】