迷宫密封的结构型式磨阻效应

合集下载

迷宫密封特性研究

迷宫密封特性研究

摘要迷宫密封常用于防止透平机械的泄漏,它的研究重点是减少泄漏,提高运行稳定性和延长使用寿命。

然而,如何对其泄漏量进行计算,进而对其结构进行合理设计,至今仍是人们关注的问题。

影响迷宫密封性能的因素有许多,如总体的结构型式、空腔形状及尺寸、节流间隙宽度、节流齿厚度及数量、齿形状、介质特性、压力温度条件、转轴旋转速度等。

介质在迷宫密封内的流动情况十分复杂,影响因素较多且相互关联,这增加了研究的难度,同时使研究结果相互间差异很大。

本文主要从泄漏量和密封影响因素以及迷宫密封内部流场机理等方面简要的介绍对迷宫密封特性的影响,最后简要地探讨了迷宫密封特性研究的发展方向。

关键词:迷宫密封,密封机理,发展趋势AbstractA labyrinth seal is a component used in a turbomachine to prevent the leakage of the working fluid .the emphasis of its research is to reduce leakage, improve stability and prolong working life. Nowadays people care for the way how to compute the leakage rate and how to optimize the design of structure. There are Many factors that influence the performance of a Labyrinth seal, such as structures, shape and size of cavities, clearance area, thickness and number of teeth, shape of teeth, property of seal gas, pressure and temperature, Shaft rotation speed and so on. The situation of flow field Inflow in Labyrinth seal cavity, many factors are related, so the research will be more difficult and the consequence will be different. This article mainly from the leakage and the factors affecting seal and labyrinth seal mechanism of the internal flow field in terms of characteristics of labyrinth seal, and finally briefly discusses the characteristics of labyrinth seal development.Key words: Labyrinth Seal Sealing mechanism Trends迷宫密封特性研究1 迷宫密封特性研究的背景和意义迷宫密封是依靠节流间隙中的节流过程(压力能转化为动能)和密封空腔中的动能耗散过程(动能转化为热能)实现密封。

最新迷宫密封

最新迷宫密封

本节小结
掌握:非接触型密封的种类及每种的典型 结构型式 ;间隙密封的种类;迷宫密封的 结构型式和的特点、主要尺寸参数及材料。
结束语
谢谢大家聆听!!!
43
二、 迷宫密封
迷宫密封是气相介质的主要密封类型。各种透平机械的 级间密封,几乎都毫无例外地选用迷宫密封结构。迷宫密封 也能作为各类透平机械的轴端密封。迷宫密封还能作为活塞 密封和防尘密封。
2. 密封原理
为了使气流的动能尽可能转化为热能,降低残余速度,要尽 量减薄迷宫齿片,使齿顶角尖锐,并朝向气体方向。齿间应有足 够的距离,使膨胀腔室足够大。为此还可采用参差形迷宫结构。
式中,——单位间隙面积单位时间的泄漏量,kg/(m²s); ——流量系数 ,取为1.0; ——泄漏系数 ; ——迷宫间隙面积,,m²; ——迷宫轴的直径,m; ——迷宫的半径间隙,m; 平齿迷宫的泄漏量,可将高低齿迷宫密封的泄漏量G修正后得出: G′=γG
式中 γ——泄漏量修正系数, 查文献[3]图12-8得,γ=2.0 (a)单位间隙面积单位时间的泄漏量由下式确定:
流量系数α与迷宫的结构型式和尺寸有关,
由试验得出。在常用的结构型式和间隙数 值范围内,流量系数约在1~1.2左右。
3)齿宽与间隙比
A——松散区 B——死区 C——涡流区 D——松扩区 E——死区
(d)不同压比及厚隙 比时的流量系数
四、迷宫密封的计算 (1)齿数计算
亚临界流动时的高低齿迷宫密封的泄漏量(kg/s)由下式确定
迷宫密封
第八章 非接触型密封Ⅱ
非接触 型密封
流体静压 (流阻)型
流体动压 (反输)型
间隙密封、浮 环密封、迷宫 密封
离心密封、螺 旋密封
一、 间隙密封

迷宫油封原理

迷宫油封原理

迷宫油封原理迷宫油封是一种常见的密封结构,广泛应用于液压系统和机械设备中,其原理是利用迷宫结构和油封的摩擦阻力来实现密封效果。

迷宫油封的工作原理相对简单,但在实际应用中具有重要的意义。

下面将对迷宫油封的原理进行详细介绍。

首先,迷宫油封的结构是由迷宫环和密封唇组成的。

迷宫环通常是金属材料制成,其表面有一定的精密度,可以保证与密封唇的接触表面平整度。

密封唇是由橡胶或其他弹性材料制成,具有一定的弹性和耐磨性。

当液压系统或机械设备工作时,液压油或润滑油会通过迷宫环和密封唇之间的间隙,形成一层油膜,从而实现密封效果。

其次,迷宫油封的原理是利用摩擦阻力来实现密封。

当液压油或润滑油通过迷宫环和密封唇之间的间隙时,由于迷宫环和密封唇的表面精密度和材料特性,会产生摩擦力,从而阻止液压油或润滑油的外泄。

同时,迷宫油封的密封唇具有一定的弹性,可以适应工作时的轴向位移和径向位移,保证密封效果的稳定性。

再次,迷宫油封的原理还涉及到润滑作用。

由于迷宫油封内部形成了一层油膜,可以在一定程度上减少摩擦和磨损,延长密封件的使用寿命。

同时,迷宫油封的结构设计合理,可以有效防止外部污染物和水分的侵入,保护液压系统和机械设备的正常工作。

最后,迷宫油封的原理在实际应用中具有广泛的适用性。

无论是在液压系统中的油缸、液压泵、阀门等部件,还是在机械设备中的轴承、传动装置等部件,迷宫油封都发挥着重要的密封作用。

同时,迷宫油封的原理也在不断地得到改进和完善,以适应不同工况和环境的需求。

综上所述,迷宫油封的原理是利用迷宫结构和油封的摩擦阻力来实现密封效果。

其结构简单,原理清晰,应用广泛,具有重要的意义。

在实际应用中,需要合理选择迷宫油封的材料、结构和安装方式,以确保其密封效果和使用寿命。

希望本文对迷宫油封的原理有所帮助,谢谢阅读!。

有关迷宫式密封祥解

有关迷宫式密封祥解

有关迷宫式密封祥解迷宫密封就是在转轴周围设若干个依次排列得环行密封齿,齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔,被密封介质在通过曲折迷宫得间隙时产生节流效应而达到阻漏得目得。

由于迷宫密封得转子与机壳间存在间隙,无固体接触,毋须润滑,并允许有热膨胀,适应高温、高压、高转速频率得场合,这种密封形式被广泛用于汽轮机、燃汽轮机、压缩机、鼓风机得轴端与得级间得密封,其她得动密封得前置密封。

1 迷宫密封得密封机理流体通过迷宫产生阻力并使其流量减少得机能称为“迷宫效应”。

对液体,有流体力学效应,其中包括水力磨阻效应、流束收缩效应;对气体,还有热力学效应,即气体在迷宫中因压缩或者膨胀而产生得热转换;此外,还有“透气效应”等。

而迷宫效应则就是这些效应得综合反应,所以说,迷宫密封机理就是很复杂得。

1、1 摩阻效应泄露液流在迷宫中流动时,因液体粘性而产生得摩擦,使流速减慢流量(泄露量)减少。

简单说来,流体沿流道得沿程摩擦与局部磨阻构成了磨阻效应,前者与通道得长度与截面形状有关,后者与迷宫得弯曲数与几何形状有关。

一般就是:当流道长、拐弯急、齿顶尖时,阻力大,压差损失显著,泄露量减小。

1、2 流束收缩效应由于流体通过迷宫缝口,会因惯性得影响而产生收缩,流束得截面减小。

设孔口面积为A,则收缩后得流束最小面积为Cc A,此处Cc 就是收缩系数。

同时,气体通过孔口后得速度也有变化,设在理想状态下得流速为u1,实际流速比u1小,令Cd为速度系数,则实际流速u1为u1= Cd u1于就是,通过孔口得流量将等于q=CcCdA u1式中Cc·Cd=α(流量系数)。

迷宫缝口得流量系数,与间隙得形状,齿顶得形状与壁面得粗糙度有关。

对非压缩性流体,还与雷诺数有关;对压缩性流体,还于压力比与马赫数有关。

同时,对缝口前得流动状态也有影响。

因此在复杂型式得迷宫只,不能把一个缝口得流量系数当作所有缝口得流量系数。

根据试验,第一级得流量系数小一些,第二级以后得缝口流量系数大一些,一般流量系数常取1。

迷宫密封

迷宫密封

精选课件
6
精选课件
7
精选课件
8
迷宫密封的基本结构与工作原理
迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列 的环行密封齿,齿与齿之间形成一系列的 节流间隙与膨胀空腔,被密封介质在通过 曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻 漏的目的。
精选课件
9
精选课件
10
精选课件
11
五、特点
迷宫密封有如下特点:
(1)迷宫密封是非接触密封,无固相摩擦,不需 润滑,适用于高温、高压、高速和大尺寸密封条 件。
(2)迷宫密封工作可靠,功耗少,维护简便,寿 命长。
(3)迷宫密封漏泄量较大。如增加迷宫级数,采 取抽气辅助密封手段,可把漏泄量减小,但要做 到完全不漏是困难的。
精选课件
12
六、结构型式
精选课件
13Leabharlann 常见迷宫密封的结构形式:(a)直通型 (b)复合直通型 (c)错列型 (d)阶梯型 (e)斜齿阶梯型 (f)蜂窝与直通 组合式 (g)承磨密封
够的距离,使膨胀腔室足够大。为此还可采用参差形迷宫结构。
精选课件
2
理想的迷宫流道:
在间隙入口处气体状态为P0、T0和速度为0,气体 越接近入口,气流越加收缩和加速,在间隙最小处的后 面不远处,气流获得最大的速度;当进入空腔,流束界 面突然扩大,并在空腔内形成强烈的漩涡。
精选课件
3
从能量观点看:
在间隙前后,气流的压力 能转变为动能。 • 到空腔后,一小部分动 能又转变为压力能。 • 强烈的漩涡,大部分动 能转变为热能而耗损。
——范诺曲线。
精选课件
5
在实际迷宫中,除了热力学效应、流体收缩效应和摩阻 效应外,还应考虑越载效应(直通)。

有关迷宫式密封祥解

有关迷宫式密封祥解

有关迷宫式密封祥解迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿,齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔,被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。

由于迷宫密封的转子和机壳间存在间隙,无固体接触,毋须润滑,并允许有热膨胀,适应高温、高压、高转速频率的场合,这种密封形式被广泛用于汽轮机、燃汽轮机、压缩机、鼓风机的轴端和的级间的密圭寸,其他的动密圭寸的前置密圭寸。

1迷宫密封的密封机理流体通过迷宫产生阻力并使其流量减少的机能称为迷宫效应”对液体,有流体力学效应,其中包括水力磨阻效应、流束收缩效应;对气体,还有热力学效应,即气体在迷宫中因压缩或者膨胀而产生的热转换;此外,还有透气效应”等。

而迷宫效应则是这些效应的综合反应,所以说,迷宫密封机理是很复杂的。

1.1摩阻效应泄露液流在迷宫中流动时,因液体粘性而产生的摩擦,使流速减慢流量(泄露量)减少。

简单说来,流体沿流道的沿程摩擦和局部磨阻构成了磨阻效应,前者与通道的长度和截面形状有关,后者与迷宫的弯曲数和几何形状有关。

一般是:当流道长、拐弯急、齿顶尖时,阻力大,压差损失显著,泄露量减小。

1.2流束收缩效应由于流体通过迷宫缝口,会因惯性的影响而产生收缩,流束的截面减小。

设孔口面积为A,则收缩后的流束最小面积为Cc A此处Cc是收缩系数。

同时,气体通过孔口后的速度也有变化,设在理想状态下的流速为u1,实际流速比u1 小,令Cd为速度系数,则实际流速u1为u1= Cd u1于是,通过孔口的流量将等于q=CcCdA u1式中Cc -。

4=幺流量系数)。

迷宫缝口的流量系数,与间隙的形状,齿顶的形状和壁面的粗糙度有关。

对非压缩性流体,还与雷诺数有关;对压缩性流体,还于压力比和马赫数有关。

同时,对缝口前的流动状态也有影响。

因此在复杂型式的迷宫只,不能把一个缝口的流量系数当作所有缝口的流量系数。

根据试验,第一级的流量系数小一些,第二级以后的缝口流量系数大一些,一般流量系数常取1。

迷宫密封的密封机理

迷宫密封的密封机理

迷宫密封的密封机理迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿,齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔,被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。

由于迷宫密封的转子和机壳间存在间隙,无固体接触,毋须润滑,并允许有热膨胀,适应高温、高压、高转速频率的场合,这种密封形式被广泛用于汽轮机、燃汽轮机、压缩机、鼓风机的轴端和的级间的密封,其他的动密封的前置密封。

1 迷宫密封的密封机理流体通过迷宫产生阻力并使其流量减少的机能称为“迷宫效应”。

对液体,有流体力学效应,其中包括水力磨阻效应、流束收缩效应;对气体,还有热力学效应,即气体在迷宫中因压缩或者膨胀而产生的热转换;此外,还有“透气效应”等。

而迷宫效应则是这些效应的综合反应,所以说,迷宫密封机理是很复杂的。

1.1 摩阻效应泄露液流在迷宫中流动时,因液体粘性而产生的摩擦,使流速减慢流量(泄露量)减少。

简单说来,流体沿流道的沿程摩擦和局部磨阻构成了磨阻效应,前者与通道的长度和截面形状有关,后者与迷宫的弯曲数和几何形状有关。

一般是:当流道长、拐弯急、齿顶尖时,阻力大,压差损失显著,泄露量减小。

1.2 流束收缩效应由于流体通过迷宫缝口,会因惯性的影响而产生收缩,流束的截面减小。

设孔口面积为A,则收缩后的流束最小面积为Cc A,此处Cc 是收缩系数。

同时,气体通过孔口后的速度也有变化,设在理想状态下的流速为u1,实际流速比u1小,令Cd为速度系数,则实际流速u1为u1= Cd u1于是,通过孔口的流量将等于q=CcCdA u1式中Cc•Cd=α(流量系数)。

迷宫缝口的流量系数,与间隙的形状,齿顶的形状和壁面的粗糙度有关。

对非压缩性流体,还与雷诺数有关;对压缩性流体,还于压力比和马赫数有关。

同时,对缝口前的流动状态也有影响。

因此在复杂型式的迷宫只,不能把一个缝口的流量系数当作所有缝口的流量系数。

根据试验,第一级的流量系数小一些,第二级以后的缝口流量系数大一些,一般流量系数常取1。

蜂窝汽封(石化)

蜂窝汽封(石化)
第二、国外一些汽轮机制造厂、燃汽轮机、空气压缩机、小透平机、 飞机发动机都广泛应用了蜂窝汽封,取得了许多成熟的经验。
第三、中博恒宇科技有限公司的技术人员是国内较早的研究蜂窝汽封 的,并在多年的设计中积累了大量的设计经验。
第四、我公司积极同国内各科研院所合作,积极消化和引进技术,有 良好的理论技术基础和支持。
础,对合理的安排工艺是很有必要的 对加工人员的要求也很高蜂窝密封在 Nhomakorabea心压缩机应用
应用密封部位
平衡盘 级间密封 轴端密封 轮盖密封
蜂窝密封在轴流压缩机应用
应用密封部位:△轴端密封 △轮盖密封
蜂窝密封在燃气轮机应用
应用密封部位:☆轴端密封 ☆平衡活塞密封
蜂窝密封在工业透平机应用
应用密封部位:※轴端密封 ※隔板密封
常见传统迷宫密封结构
压缩机、鼓风机、小透平轴封
汽轮机低压缸轴封 压缩机、鼓风机平衡盘、级间密封
压缩机、鼓风机轮盖密封
高汽轮机高压轴封(涨差很大的场合)
汽轮机高中缸轴封、隔板汽封
迷宫密封的密封机理
1. 热力学效应:气流流过密封齿进入腔室形成强烈的漩涡与室壁进 行热交换,能量降低
2. 流束收缩效应:由于流体通过迷宫缝口,会因惯性的影响而产生 收缩,流束截面变小,流束因此而产生能量消耗
漏 -蜂窝 气 -梳齿迷宫 量
漏 -蜂窝 气 -梳齿迷宫 量
漏 -中蜂窝
气 -梳齿迷宫 量
间隙
蜂窝、梳齿的漏气量与间隙曲线
压比
蜂窝、梳齿的泄漏量与压比曲线
转速
蜂窝、梳齿的泄漏量与转速曲线
蜂窝泄漏计算方法
梳齿汽封改造可行性分析
第一、由于科学技术的飞速发展,密封技术、工艺及制造水平都大有 提高,而迷宫密封已经应用近百年的时间,其设计结构已不能很好地 满足现代工业要求。蜂窝汽封是航空工业技术背景下的产品,具有最 先进的理念和工艺,并已经广泛应用于工业工程领域中。

迷宫密封的形式及特点和用途之欧阳德创编

迷宫密封的形式及特点和用途之欧阳德创编

迷宫密封的形式及特点和用途一、密封的作用及分类离心式压缩机若要获得良好的运行效果必须在转子与定子间保留一定间隙以避免其间的摩擦磨损以及碰撞损坏等故障的发生同时由于间隙的存在自然会引起级间和轴端的泄漏现象泄漏不仅降低了压缩机的工作效率而且还将导致环境污染甚至着火爆炸等事故因此泄漏现象是不允许产生的密封就是保留转子与定子间有适当间隙的前提下避免压缩机级间和轴端泄漏的有效措施根据压缩机的工作温度压力和气体介质有无公害等条件则密封可选用不同的结构形式并通称它为密封装置.密封装置按结构特点可分为抽气式迷宫式浮环式机械式和螺旋式等5 种形式一般有毒易燃易爆气体应选用浮环式机械式螺旋式以及抽气式等密封装置如果气体无毒无害升压较低则可选用迷宫式密封装置二、迷宫密封装置的结构特点迷宫密封的型式有:直通形迷宫、复合直通形迷宫、参差形迷宫、阶梯形迷宫等四种。

图1a为直通形迷宫,结构简单,形状很像梳齿,密封有很大的直通效应。

图1b为复合直通形迷宫,是台阶和梳齿复合组成的,使密封性能有所改善,但加工复杂,直通效应减弱。

图1c为参差形迷宫,齿间有足够的距离,膨胀腔愈大,密封效果较好。

图1d为阶梯形迷宫,结构在径向尺寸上有所变化,适用于径向-轴向密封。

图1 迷宫密封的形式三迷宫密封的工作原理为说明迷宫密封装置的密封原理我们首先对气体在密封中的流动状态进行分析当气体流过密封齿与轴表面构成的间隙时气流受到了一次节流作用气流的压力和温度下降而流速增加经过间隙之后是两密封齿形成的较大空腔如图3-5 所示气体在这一空腔容积增加速度下降并形成旋涡流动产生一定的热能因此气体在这一空腔使温度又回到了节流之前气体每经过一次间隙和随后的较大空腔气流就受到一次节流和扩容作用随着气体流经间隙和空腔数量的增多以及间隙值的减小气体的流速和压降越来越大待压力降至近似背压时气体不再继续外流从而实现了气体的密封图2 迷宫密封的工作原理四时间:2021.03.07 创作:欧阳德。

迷宫密封

迷宫密封

ATLAS离心式压缩机迷宫密封国产化改造(巴陵石化大成检修安装有限责任公司)摘要:通过对中国石化股份公司巴陵分公司己内酰胺生产使用的进口多级离心式压缩机轴封状况剖析,结合大修阶段备件库存状况,通过大胆实践,采用国产部件对该压缩机组一、二、三级轴封实施国产化改造,本文从密封机理,材料选用,工艺状况以及实际运行参数多方面论证实施国产化改造的可行性与必要性。

关键词:离心式压缩机迷宫密封国产化1.前言2006年3月15日,中国石化股份公司巴陵分公司化工片三年一次的大修开始了,检修准备应该是比较充分的,检修前,维修人员对空气压缩机K6601机组的状况进行了详细的了解,由于检修前很短的时间内一级涡壳处曾出现一次漏油并导致局部着火,当时大家在事故分析时就指出:压缩机的迷宫式轴密封可能已经失效,必须进行检查必要时要求更换。

由于时间紧,采购进口备件没有充足的时间,在库存又没有的情况下必须走国产化道路。

大修解体发现迷宫密封间隙严重超标,果断实施了原定改造计划。

2.迷宫密封的工作原理、密封机理与结构2.1迷宫密封的工作原理迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿,齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔,被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。

2.2迷宫密封的应用由于迷宫密封的转子和机壳间存在间隙,无固体接触,毋须润滑,并允许有热膨胀,适应高温、高压、高转速频率的场合,这种密封形式被广泛用于汽轮机、燃汽轮机、压缩机、鼓风机的轴端和的级间的密封,其他的动密封的前置密封。

2.3迷宫密封的密封机理流体通过迷宫产生阻力并使其流量减少的机能称为“迷宫效应”。

对液体,有流体力学效应,其中包括磨阻效应、流束收缩效应;对气体,还有热力学效应,即气体在迷宫中因压缩或者膨胀而产生的热转换;此外,还有“透气效应”等。

而迷宫效应则是这些效应的综合反应,所以说,迷宫密封机理是很复杂的。

(1)摩阻效应泄漏液体在迷宫中流动时,因液体粘性而产生的摩擦,使流速减慢流量(泄漏量)减少。

迷宫密封原理

迷宫密封原理

迷宫密封原理(总2页) -CAL-FENGHAI.-(YICAI)-Company One1-CAL-本页仅作为文档封面,使用请直接删除迷宫式密封是在密封腔和旋转轴之间,由一组密封齿片形成一系列有规则的节流间隙和膨胀空腔,通过介质的粘性摩擦以及能量的转化产生逐级节流效应,从而实现密封。

前几天我们刚学了,呵呵复制过来让大家看看:为了说明迷宫密封装置的密封原理,我们首先对气体在密封中的流动状态进行分析,当气体流过密封齿与轴表面构成的间隙时,气流受到了一次节流作用,气流的压力和温度下降,而流速增加。

气流经过间隙之后,是两密封齿形成的较大空腔。

气体在空腔内容积突然增加,形成很强的旋涡,在容积比间隙容积大很多的空腔中气流速度几乎等于零,动能由于旋涡全部变为热量,加热气体本身,因此,气体在这一空腔内,温度又回到了节流之前,但压力却回升很少,可认为保持流经缝隙时压力。

气体每经过一次间隙和随后的较大空腔,气流就受到一次节流和扩容作用,由于旋涡损失了能量,气体压力不断下降,比容及流速均增大。

气流经过密封齿后,其压力由p1降至p2,随着压力降低,气体泄漏减小。

由上述过程可知,迷宫密封是利用增大局部损失以消耗其能量的方法来阻止气流向外泄漏,因此,它属于流阻形非接触动密封。

从上述分析可以看出,密封间隙越小,密封齿数越多,其密封效果就会越好,然而,密封齿数增加到一定数目后,效果提高并不明显,因此,密封齿数不宜过多,叶轮前后的级间密封,一般只设3~6齿,轴端密封设6~35齿。

齿顶间隙太大,密封效果较差,若间隙太小,在转子振动或稍有弯曲时又会引起转子与密封齿间的摩擦,所以齿顶间隙也要适宜。

迷宫式密封的工作原理为了说明迷宫密封装置的密封原理,我们首先对气体在密封中的流动状态进行分析,当气体流过密封齿与轴表面构成的间隙时,气流受到了一次节流作用,气流的压力和温度下降,而流速增加。

气流经过间隙之后,是两密封齿形成的较大空腔。

气体在空腔内容积突然增加,形成很强的旋涡,在容积比间隙容积大很多的空腔中气流速度几乎等于零,动能由于旋涡全部变为热量,加热气体本身,因此,气体在这一空腔内,温度又回到了节流之前,但压力却回升很少,可认为保持流经缝隙时压力。

7种机械设计中常见的动密封形式,知道5种,你就是高手

7种机械设计中常见的动密封形式,知道5种,你就是高手

7种机械设计中常见的动密封形式,知道5种,你就是⾼⼿本⽂主要讲解了七种机械设计中常见的动密封形式。

分别是填料密封、机械密封、⼲⽓密封、迷宫密封、油封密封、动⼒密封和螺旋密封。

动设备密封问题是伴随着设备的运⾏⽽始终存在的,今天特意为⼤家梳理出了动设备上常⽤的各类密封形式和使⽤范围以及特点,让⼤家能够对密封问题有⼀个更深的了解。

⼀、填料密封填料密封按其结构特点可分为:软填料密封硬填料密封成型填料密封1、软填料密封软填料类型:盘根盘根通常由较柔软的线状物编织⽽成,通过截⾯积是正⽅形的条状物填充在密封腔体内,靠压盖产⽣压紧⼒,压紧填料,迫使填料压紧在密封表⾯(轴的外表⾯和密封腔)上,产⽣密封效果的径向⼒,因⽽起密封作⽤。

软填料适⽤场合:盘根填料所选择的制造材料,决定了盘根的密封效果,⼀般来说盘根制造材料要受⼯作介质温度、压⼒及酸碱度的限制,且盘根所⼯作的机械设备的表⾯粗糙程度、偏⼼及线速度等,也会对盘根的材质选择有所要求。

⽯墨盘根能耐⾼温、⾼压,是解决⾼温、⾼压密封问题的最有效的产品之⼀。

耐腐蚀,密封性能优异,且作⽤稳定、可靠。

芳纶盘根是⼀种⾼强度的有机纤维,编织成的盘根再经浸渍聚四氟⼄烯乳液和润滑剂。

聚四氟⼄烯盘根是以纯聚四氟⼄烯分散树脂为原料,先制成⽣料薄膜,再经过捻线,编强织成盘根.可⼴泛⽤于⾷品、制药、造纸化纤等有较⾼清洁度要求,和有强腐蚀性介质的阀门、泵上。

2、硬填料密封硬填料密封有开⼝环和分瓣环两类。

⼆、机械密封机封总是由旋转部件(黄⾊部分)和静⽌部件(橙⾊部分)两⼤部分组成,两相对运动的动,静环⾯成为密封的主密封⾯。

机械密封亦称端⾯密封,按国家有关标准定义为:由⾄少⼀对垂直于旋转轴线的端⾯在流体压⼒和补偿机构的弹⼒(或磁⼒)作⽤以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动,⽽构成的防⽌流体泄漏的装置。

三、⼲⽓密封⼲⽓密封即“⼲运转⽓体密封”是将开槽密封技术⽤于⽓体密封的⼀种新型轴端密封,属于⾮接触密封。

  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

4、直通型迷宫的特性
由于在轴表面加工沟槽或各种形状的齿要比孔内加工容易,因此常把孔加工成光滑面,与带槽或带齿的轴组成迷宫,这就是直通型迷宫,因制作方便,所以直通型迷宫应用最广。但是,直通型迷宫存在着透气现象,其泄露量大于理想迷宫的泄露量。
(1)迷宫特性的影响因素:
1) 齿的影响。根据国外所进行的试验得出:齿距一定时,齿数越多,泄露量越少。齿距改变时,齿距越大,泄露量会急剧下降,同时还可以减少透气现象的影响。
5、迷宫式气体密封的间隙
除特殊情况外,一般气轮机、燃气轮机等叶轮机械都采用迷宫式气体密封。其径向间隙应根据以下因素选取:轴承间隙,制造公差与装配误差,部件的变形(如铸件收缩和失圆),转子的挠度,以及通过临界旋转频率时的振幅,热膨胀以及由此引起的变形等。在多种情况下,热膨胀的影响最突出。因此,对启动与停车时单个部件尺寸的变化,以及部件的相对位移必须预先估算。可用静态和动态有限元算法出随时间变化的热膨胀规律,由此可了解哪些是临界条件,间隙实际上应当多大尺寸。
3、理想迷宫的泄露计算
给定下列几个条件:
1) 泄露气体是理想气体,不考虑焦尔-汤姆逊效应,即气体的焓只与温度有关;
2) 假设迷宫是连续的多缝口组成的一个系列,两缝口之间的膨胀室足够大;
3) 通过缝口的流动作绝热循环膨胀,在这里引用一个流量系数α;
4) 通过缝口之后的流动速度能量在膨胀室内因受等压支配而完全作恒温恢复,所以在每一个缝口之前的速度渐近为0,即不发生透气现象。
由于流体通过迷宫缝口,会因惯性的影响而产生收缩,流束的截面减小。设孔口面积为A,则收缩后的流束最小面积为 Cc A,此处 Cc 是收缩系数。同时,气体通过孔口后的速度也有变化,设在理想状态下的流速为u1,实际流速比u1小,令Cd为速度系数,则实际流速u1为u1= Cd u1于是,通过孔口的流量将等于q=CcCdA u1式中Cc·Cd=α(流量系数)。迷宫缝口的流量系数,与间隙的形状,齿顶的形状和壁面的粗糙度有关。对非压缩性流体,还与雷诺数有关;对压缩性流体,还于压力比和马赫数有关。同时,对缝口前的流动状态也有影响。因此在复杂型式的迷宫只,不能把一个缝口的流量系数当作所有缝口的流量系数。根据试验,第一级的流量系数小一些,第二级以后的缝口流量系数大一些,一般流量系数常取1。但是尖齿的流量系数比1小,约在0.7左右,圆齿的流量系数接近于1,通常取α=1,计算的泄露量是偏大。
2、迷宫密封的结构型式
迷宫密封按密封齿的结构不同,分为密封片和密封环两大类型。密封片结构紧凑,运转中与机壳相碰,密封片能向两侧弯曲,减少摩擦,且拆换方便。密封环由6~8块扇形块组成,装入机壳与转轴中,用弹簧片将每块环压紧在机壳上,弹簧片压紧力约60~100N,当轴与齿环相碰时,齿环自行弹开,避免摩擦。这种结构尺寸较大,加工复杂,齿磨损后将整块密封环调换,因此应用不及密封圈结宫中流动时,因液体粘性而产生的摩擦,使流速减慢流量(泄露量)减少。简单说来,流体沿流道的沿程摩擦和局部磨阻构成了磨阻效应,前者与通道的长度和截面形状有关,后者与迷宫的弯曲数和几何形状有关。一般是:当流道长、拐弯急、齿顶尖时,阻力大,压差损失显著,泄露量减小。
2)流束收缩效应
1、迷宫密封的密封机理
流体通过迷宫产生阻力并使其流量减少的机能称为“迷宫效应”。对液体,有流体力学效应,其中包括水力磨阻效应、流束收缩效应;对气体,还有热力学效应,即气体在迷宫中因压缩或者膨胀而产生的热转换;此外,还有“透气效应”等。而迷宫效应则是这些效应的综合反应,所以说,迷宫密封机理是很复杂的。
(1)迷宫密封设计的注意点
总结迷宫密封设计中积累的经验,归纳起来有下列要点:
1)尽量使气流的动能转化为热能,而不使余速进入下一个间隙。齿与齿之间应保持适当的距离,或用高-低齿强制改变气流方向。齿间距一般为5~9mm。
2)密封齿要做得尽量薄,并带锐角 。齿尖厚度应小于0.5mm,运行中偶尔与轴的相碰时,齿尖先磨损而脱离接触,不致因摩擦出现轴的局部过热而造成事故。
3)由于迷宫密封泄露量大,因此在密封易燃、易爆或有毒气体时,要注意防止污染环境。采用充气式迷宫密封,间隙内引入惰性气体,其压力稍大于被密封气体压力;如果介质不允许混入充气,则可采用抽气式迷宫密封。本信息转载自如需转载请标明出处!
2) 膨胀室的影响。国外对膨胀室深度的影响进行过试验研究,结论是浅的膨胀室对减少泄露量有利。
根据对膨胀室流动状态的观察,认为浅膨胀室中的旋涡是不稳定的。由于旋涡能很快地把能量耗尽,所以膨胀室的渐近速度减小,起到减小泄露的效果。
3) 副室的影响。所谓 “副室”是指直通型迷宫光滑面上开的附属槽,开槽后迷宫中的流动状态立即发生明显的变化。试验证明,只要副室的位置恰当,泄露量的减少率是相当大的。
3)热力学效应
理想的迷宫流道模型,它是由一个个环形齿隙和齿间空腔串联而成的。气体每通过一个齿隙和齿间空腔的流动可描述如下:在间隙入口处,气体状态为p0,T0和零开始,气体越接近入口,气流越是收缩和加速,在间隙最小处的后面不远处,气流获得最大的速度;当进入空腔,流速截面突然扩大,并在空腔内形成强烈的旋涡。从能量观点来看,在间隙前后,气流的压力能转变为动能。同时,当温度下降(热焓值h减小),气体以高速进入两齿之间的环行腔室时,体积突然膨胀产生剧烈旋涡。涡流摩擦的结果,使气流的绝大部分动能转变为热能,被腔室中的气流所吸收而升高温度,热焓又恢复到接近进入间隙前的值,只有小部分动能仍以余速进入下一个间隙,如此逐级重复上述过程。
迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿,齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔,被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。由于迷宫密封的转子和机壳间存在间隙,无固体接触,毋须润滑,并允许有热膨胀,适应高温、高压、高转速频率的场合,这种密封形式被广泛用于汽轮机、燃汽轮机、压缩机、鼓风机的轴端和的级间的密封,其他的动密封的前置密封。
4)透气效应
在理想迷宫中,认为通过缝口的气流在膨胀室内动能,全部变成热能。也就是说,假定到下一个缝口时的渐近速度等于零,但这只是在膨胀室特别宽阔和特别长时才成立。在一般直通迷宫中,由于通过缝口后的气流只能向一侧扩散,在膨胀室内不能充分的进行这种速度能(动能)向热能的能量转换,而靠光滑壁一侧有一部分气体速度不减小或者只略微减小,直接越过各个齿顶流向低压侧,把这种一掠而过的现象称为 “透气效应”。
相关文档
最新文档