储能机厂家
免费服务热线

Free service

hotline

010-00000000
储能机厂家
热门搜索:
行业资讯
当前位置:首页 > 行业资讯

当激光加工多孔端面机械密封在离心泵应用分析

发布时间:2021-09-10 07:49:30 阅读: 来源:储能机厂家

激光加工多孔端面机械密封在离心泵应用分析

针对离心泵用激光加工多孔端面机械密封,通过采用有限元法求解雷诺方程获得密封端面流体膜压分布,计算了不同约束、不同结构动、静密封环的力变形以及端面泄漏量、液膜刚度和刚漏比等密封性能参数,分析了变形对密封性能的影响。结果表明:端面变形对密封性能影响很大,将导致泄漏量增大,刚漏比减小;密封环的约束对变形起着重要作用,选择合适的约束可以减小密封面转角,提高液膜刚度,增强密封工作稳定性。

1 理论模型

图1 LST-MS结构和开孔端面几何示意图

图1LST-MS的结构和端面几何示意图,其中的静环端表面上采用激光加工出球形微孔,微孔沿径向呈放射状分布,沿周向呈等间距对称分布。假设密封面不直接接触,存在一定的厚度,且液膜压力沿液膜厚度方向不变化,密封流体为牛顿流体且粘度保持不变,忽略密封面曲率的影响,则液膜压力分布的稳态控制方程,即雷诺方程为:

2 计算结果与分析

2.1结构/约束形式

图2 静环的结构及其约束示意图

选择图2所示静环的4种结构来研究LST-MS的变形及其对密封性能的影响。

会招致传感器

结构静环尺寸与结构不变,仅约束和B形圈位置不同,以研究不同约束方式对密封环变形的影响,其中,图2(a)中的B形圈位置与结构+、"不同,图2(b)中的“/”边轴向受约束,图2(C)中的边轴向受约束。

结构静环截面为矩形(图2用于产品检测及大批量检测(d),静环背面轴向受约束,用于研究密封环结构不同时对环变形的影响,计算时忽略O形圈以及防转销和传动销孔的影响,弹簧力视为均布载荷,忽略重力和离心力的影响。

2.2计算结果与分析

规定压缩变形为正,拉伸变形为负;动环端面产生顺时针方向变形时转角为负,产生逆时针方向变形时转角为正;静环端面转角的正负规定与动环相反。图"显示了动环和静环在P0=0.5MPa时的变形情况,动、静环在不同P0下的变形值详见表1和表2。可以看出,LST-MS端面变形后不再为平行平面,而且微孔的动压效应产生的压力,使端面形成了内凹曲面。由图3还可以看出,具有同样的结构和工况参数的动环,由于静环结构和约束的不同,其变形的大小也是不一样的,而且在不同的外径压力下,各结构之间的动环变形情况也是不一样的。因为静环的弹性模量比动环大,所以静环的变形值要比动环小。从表1和表2中可以看出,4种结构中,与其它结构相比,结构3的动环轴向变形值较小,但其静环变形值却比其它结构的大得多,原因是结构3中受约束的边位于内径处,而P0值高,这样外径处环的两侧所受压力不平衡引起较大变形;同时,压力P0形成的力矩随着P0的增大而增大,因此结构3的转角也由负值变为了正值。从表中还可以看出,结构2、3和4的静环并没有因为背面受到约束作用而使变形变小,而且约束的位置不一样,变形的大小也是不一样的。从表中还可以看出,随压力的增大,变形和转角都在增大。

图3 不同结构/约束密封环的力变形示意图(动环*1000倍,静环*10000倍)

表1 动环端面力变形

表2 静环端面变形

受端面变形的影响,LST-MS的性能参数也发生了变化,如表3所示。可以看出”,考虑端面变形后,泄漏量明显增大,虽然结构2和4的液膜刚度有所增大,但从刚漏比的角度来考虑,考虑变形时,密封性能都在降低。综合而言,结构2是4种结构中泄漏量较小但刚漏比最大的,因此,仅仅从考虑压力变形的角度来看,拥有结构2的LST-MS其综合密封性能最佳。据此可知,针对不同的材料配对和结构组合,通过选择合适的约束对LST-MS进行优化设计以提高密封的工作稳定性,延长密封使用寿命,不仅必要而且可行。

表3 变形对LST-MS密封性能的影响

3 结论

(1)力变形对LST-MS密封性能具有重要影响,变形导致泄漏量增大、刚漏比降低,从而使密封性变差。

(2)静环的密封圈位置和背面的约束位置对动、静环的变形均产生影响;选择合适的约束和安放辅助密封圈的位置,可以控制变形力矩,减小密封面转角,增大密封刚漏比值,提高其稳定性。

(3)密封变形值大小与运营费用约增加200元其工作性能不存在必然的对应关系。即最小的密封环变形并不一定对应于最优密封性能,应针对具体操作条件、结构和材料配对进行分析和优化设计。

云南订做工服
云南定制工服
云南定做工服
云南工服订制