發(fā)布時(shí)間：2021-03-07 14:24

　　為提升機(jī)械密封的密封性能和使用壽命,防止密封失效,通常會(huì)為其配備輔助系統(tǒng),而系統(tǒng)中使密封液循環(huán)流動(dòng)的關(guān)鍵部件是泵效環(huán),本文以四川日機(jī)密封件股份有限公司某型號螺旋式泵效環(huán)為研究對象,在建立幾何模型和物理模型的基礎(chǔ)上,運(yùn)用Fluent對其內(nèi)部流場進(jìn)行數(shù)值模擬分析,研究泵效環(huán)的壓力分布和速度分布規(guī)律,并就泵效環(huán)的結(jié)構(gòu)參數(shù)和工況參數(shù)對其泵送性能的影響規(guī)律進(jìn)行研究,揭示出螺旋式泵效環(huán)的工作機(jī)理和相關(guān)泵送規(guī)律,為螺旋式泵效環(huán)的設(shè)計(jì)和研究提供一定的理論指導(dǎo)和支撐。主要結(jié)論如下:（1）泵效環(huán)內(nèi)流體膜壓力分布沿著螺旋槽螺旋方向逐漸增加,壓力梯度分布均勻。（2）流體流速由螺旋槽壁面向螺旋槽中心逐漸減小,流體在螺旋槽中心區(qū)域出現(xiàn)明顯的漩渦流動(dòng),速度達(dá)到最低。（3）轉(zhuǎn)速和粘度對泵效環(huán)的泵送性能具有明顯的影響,過低的轉(zhuǎn)速會(huì)導(dǎo)致其泵送能力微弱,一般轉(zhuǎn)速應(yīng)高于2000r/min,且隨著轉(zhuǎn)速和粘度的增加,揚(yáng)程顯著提升。（4）螺紋頭數(shù)、槽深、螺旋長度對泵送性能都有一定的影響,增加螺紋頭數(shù),揚(yáng)程先增大后減小,在10-12頭內(nèi)達(dá)到最大,故螺紋頭數(shù)在10-12頭內(nèi)取值最佳,優(yōu)先取值12頭;增加槽深和螺旋長度,揚(yáng)程均增大;但太... 

【文章來源】：西華大學(xué)四川省

【文章頁數(shù)】：77 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

帶有泵效環(huán)的機(jī)械密封示意圖

1-靜環(huán)防轉(zhuǎn)銷 2-介質(zhì)側(cè)靜環(huán) 3-介質(zhì)側(cè)動(dòng)環(huán) 4、7-彈簧 5-泵效環(huán) 6-軸套8-密封腔外套 9-大氣側(cè)動(dòng)環(huán) 10-“O”形圈 11-大氣側(cè)靜環(huán) 12-軸套定位套圖 1.2 集裝式密封結(jié)構(gòu)圖Fig. 1.2 Cartridge seal structure1.2 機(jī)械密封及其輔助系統(tǒng)的研究現(xiàn)狀1.2.1 國內(nèi)外機(jī)械密封發(fā)展概況1885 年機(jī)械密封以專利的方式誕生在英國[25-27]，并于 20 世紀(jì)初投入使用，簡單的端面機(jī)械密封成功處理了制造業(yè)中的軸封問題，即使功能和結(jié)構(gòu)原理都優(yōu)于傳統(tǒng)的填料密封，但由于材料和加工機(jī)床的匱乏，并沒有發(fā)揮其作用，應(yīng)用也不多；直至 20世紀(jì) 20 年代，隨著新材料和新工藝的出現(xiàn)，它才逐漸在冷凍設(shè)備上被更多的應(yīng)用；20世紀(jì) 30 年代，因?yàn)闄C(jī)械密封的性能有一定的提升，內(nèi)燃機(jī)水泵的軸封逐漸被其所替換；20 世紀(jì) 50 年代，隨著石化領(lǐng)域的不斷發(fā)展，對機(jī)械密封的要求更高，故而誕生了中間環(huán)密封以及平衡型密封；20 世紀(jì) 60 年代，機(jī)械密封的理論日漸成熟，并且還研制

螺旋式泵效環(huán)進(jìn)行分析，使用泵揚(yáng)程計(jì)算公式進(jìn)行理論推導(dǎo)螺旋式泵效環(huán)的揚(yáng)程計(jì)算公式，并對螺旋式泵效環(huán)進(jìn)行理論研究。2.1 泵效環(huán)的分類目前機(jī)械密封輔助系統(tǒng)中使用的泵效環(huán)主要有兩種結(jié)構(gòu)方式，離心式和螺旋式。對于離心式泵效環(huán)有半圓槽式、開口槽式和斜孔式等，如圖 2.1 所示，斜孔式的設(shè)計(jì)用于減小密封液的阻力并增大流量，對主軸旋轉(zhuǎn)方向有要求；螺旋式泵效環(huán)有內(nèi)外螺旋配合旋轉(zhuǎn)和僅有外螺旋旋轉(zhuǎn)，如圖 2.2 所示，常用后一種，螺旋式泵效環(huán)有螺紋旋向要求，使用需要注意。機(jī)械密封用冷卻輔助系統(tǒng)是根據(jù)密封腔體內(nèi)能利用的空間不同，而選擇使用不同結(jié)構(gòu)型式的泵效環(huán)：其中，離心式泵效環(huán)用于密封腔的軸向距離較小而徑向距離較大時(shí)；而螺旋式泵效環(huán)則與之相反，它是用于密封腔的軸向距離較大而徑向距離較小時(shí)；倘若密封腔內(nèi)具有足夠的空間，則可任意選擇兩種泵效環(huán)。泵效環(huán)通常選用與機(jī)械密封結(jié)構(gòu)件相同的材料，當(dāng)與配合的過渡座靜止件間隙較小時(shí)，則可選用耐磨性更好的材料，但要考慮材料的耐腐蝕性能[16, 17]。

【參考文獻(xiàn)】：
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碩士論文
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[3]收斂錐形面機(jī)械密封端面結(jié)構(gòu)及密封特性研究[D]. 王璞.西華大學(xué) 2017
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[6]單金屬密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化及熱結(jié)構(gòu)耦合研究[D]. 周權(quán).西南石油大學(xué) 2016
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