高參數(shù)釜用機械密封及試驗裝置的開發(fā)與研究.pdf

1、隨著石化、航空航天、冶金和制藥等行業(yè)的飛速發(fā)展，攪拌釜的應(yīng)用范圍越來越廣泛，操作參數(shù)也越來越高。而釜用機械密封作為其關(guān)鍵裝置，在發(fā)揮著越來越重要作用的同時，其設(shè)計壓力、轉(zhuǎn)速和軸徑也相應(yīng)不斷提高，出現(xiàn)了很多高參數(shù)釜用機械密封。同時，機械密封試驗裝置在機械密封的設(shè)計、研究、優(yōu)化和驗證等方面都具有非常重要的作用，是機械密封技術(shù)發(fā)展的重要手段和依據(jù)。本文根據(jù)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)理論，針對高參數(shù)釜用機械密封及其試驗裝置進(jìn)行了綜合性的研究，以期為其設(shè)計和

2、應(yīng)用提供理論支持和依據(jù)。
　　針對AM系列高參數(shù)釜用機械密封，基于有限元方法，建立了流固耦合數(shù)值分析模型，得到了對密封性能有較大影響的端面接觸狀態(tài)、應(yīng)力分布、摩擦力和摩擦功率等密封端面性能參數(shù)。研究了工作壓力、靜環(huán)高度、載荷系數(shù)、靜環(huán)輔助O形圈支撐位置和密封軸徑等因素對密封端面性能的影響規(guī)律，得到了AM系列機械密封的較優(yōu)結(jié)構(gòu)參數(shù)。試驗驗證了數(shù)值分析結(jié)果。所得結(jié)果對高參數(shù)機械密封的設(shè)計和優(yōu)化具有一定的指導(dǎo)意義。
　　設(shè)計研發(fā)了

3、包括主試驗臺和輔助系統(tǒng)的整套高參數(shù)模塊化的釜用機械密封試驗裝置。主試驗臺主要包括動力兼機架部分、配套機械密封部分、密封腔兼墊板部分和試驗機械密封部分，采用一體化和模塊化設(shè)計方法，可以適應(yīng)密封軸徑的變化，也可以平衡高壓和大直徑引發(fā)的過大軸向力，可靠性高。輔助系統(tǒng)主要包括高壓氣體系統(tǒng)、循環(huán)水系統(tǒng)、高壓油系統(tǒng)和監(jiān)測控制系統(tǒng)等，可以進(jìn)行三種不同介質(zhì)的運轉(zhuǎn)試驗，且自動化程度高，可以對試驗數(shù)據(jù)進(jìn)行自動采集、監(jiān)測、存儲和控制。試驗裝置不僅可以滿足生產(chǎn)

4、發(fā)展的需求，更對機械密封的研究具有非常重要的意義。
　　對比分析了壓降法、排水法和氣泡法等氣體泄漏檢測方法用于釜用機械密封靜態(tài)檢測的特點。設(shè)計制造了密封端面泄漏率靜態(tài)試驗裝置，試驗研究了介質(zhì)壓力、彈簧比壓、端面比壓、軸徑尺寸等密封操作和結(jié)構(gòu)參數(shù)對密封端面泄漏率的影響規(guī)律，研究了不同密封介質(zhì)和不同端面浸潤狀態(tài)時密封端面的泄漏性能，得到了泄漏率的變化規(guī)律的氣液之間的部分關(guān)系。通過釜用機械密封端面泄漏的相關(guān)研究為機械密封泄漏檢測標(biāo)準(zhǔn)的修