应用Pro/Engineer建立了螺旋密封流体域模型并且结合ANSYS有限元软件,对泵送流动、泄露流动进行了模拟分析,找到了不同工艺参数对螺旋密封封液能力影响的规律,对螺旋密封的实际应用提供理论依据。所建立的螺旋密封数值模型能够准确反应泵送流动与泄露流动时流场的分布情况;随着转轴的转速、密封介质的动力粘度以及螺旋长度的增大,封液的能力呈现出线性增长的变化趋势;随着螺旋密封结构齿顶间隙的减小,螺旋密封的有效防泄漏增强,封液能力明显加强。

针对传统的螺旋密封密腔内流体流动复杂,传统的数值计算方法难以得到准确的密封能力的问题,采用AutodeskCFD软件建立了螺旋密封的计算流体动力学参数化仿真模型,对网格数量与分析结果的收敛性进行了验证并对螺旋密封的密封能力与压力角、槽宽等几何参数的关系进行了分析。结果表明螺旋角对密封能力的影响比槽宽更大,减小螺旋角是增强螺旋密封密封能力的更有效的办法;所得结果还可以为后续的对螺旋密封与动力学特性关系的研究提供了仿真依据。

针对600MW机组汽泵密封水回水含油花的异常情况进行了原因分析,经过排查确定汽泵轴承室防尘盘密封效果不佳是主要原因。通过技术改造,消除了汽泵轴承室防尘盘渗油影响机组安全的重大隐患,保证机组的长周期安全运行。

基于螺旋密封结构的排砂原理和流量平衡理论,建立锯齿形、矩形、梯形、半圆形4种螺旋牙型对应的流道模型,建立排砂性能评判标准,结合流体湍流模型和固体颗粒运动轨迹追踪法对不同牙型的速度场、压力场以及岩屑滞留时间进行分析,探究牙型对螺旋密封排砂性能的影响规律,评价不同牙型的排砂性能,并对螺旋密封牙型进行优化设计。结果表明:4种螺旋牙型都具有主动排砂能力;锯齿形密封流道两端压差最大,能够产生较大的泵送流量,岩屑颗粒更易排出,同时锯齿型密封中岩屑颗粒的滞留时间最短,因此锯齿形螺旋密封的排砂性能最好。优化结果表明,锯齿形螺旋密封牙型的螺距为3.2 mm、工作面倾角为3°、非工作面倾角为30°时排砂性能最优。

针对目前接触式骨架油封容易磨损的问题,以动静压主轴轴系为例,采用非接触式密封,对主轴轴系的密封结构重新设计改进,克服磨削时主轴油封失效,从而提高主轴轴系的精度和效率,延长砂轮主轴轴系的使用寿命。

磁流体旋转密封液体时,磁流体与被密封液体间相对运动致使其界面发生稳定性问题,密封性能较差。而螺旋密封在主轴旋转时利用流体动压反输可阻止被密封液体泄漏。为了提高旋转密封性能,设计了磁流体密封与螺旋密封组合的密封结构,搭建了组合密封实验台,理论和实验研究结果表明,该组合密封结构既能解决磁流体密封在较高转速时的失效问题,又能解决螺旋密封在停车及低速时的泄漏问题,实现不同转速下较稳定的密封效果。

针对螺旋密封临界密封能力受结构参数影响大,且螺旋密封的各结构参数相互耦合导致密封设计难度大的问题,建立了螺旋密封数值模型,计算了密封的速度场、压力场和临界密封能力,分析了螺旋密封不同结构参数对密封能力影响规律并从对密封能力的影响以及设计制造难易的角度筛选结构敏感参数。通过对试验数据的拟合处理,得到了针对密封偏心情况的临界密封能力修正公式;利用Matlab优化工具箱中的fmincon函数对螺旋密封临界密封能力修正公式进行优化求解。研究得到了齿顶间隙、螺纹齿高、相对槽宽对螺旋密封性能的影响规律并判断螺纹齿高、相对槽宽为螺旋密封结构敏感参数;提出了一种密封结构参数优化方法,该方法优化得到螺旋密封在螺旋角α=18.5°,螺纹齿高h=0.45 mm,相对槽宽K1=0.5,齿顶间隙s=0.05 mm时螺旋密封具有最优的密封能力与模拟和试验结...

螺旋密封作为非接触式密封,具有结构简单、耐磨耐蚀、寿命高、拥有良好的密封性能等优点,在石油化工等领域都有广泛的应用。本文基于CFD方法建立了螺旋密封数值计算模型,分析了螺旋密封内部流场压力变化和速度分布,得出螺旋密封封液机理。研究结果表明,在压差作用下,泵送流量是从出口泵送至入口,而压差作用的泄漏流量是从入口(高压区)泄漏至出口(低压区),若泵送流量大于泄漏流量,此时在压差作用下,螺旋密封有充足的密封能力;若泵送流量小于泄漏流量,螺旋密封封液能力不足以密封此时的压差,从而发生泄漏。

对某钢厂烧结工艺过程中产生的废气与熟石灰反应的密相干塔烟气脱硫除尘系统中出现矿粉泄露的现象进行分析，比较了先前的机械传动轴与壳体的密封结构——填料密封，发现此结构存在设计选型上的缺陷，重新研究分析采用新的密封结构——螺旋密封，利用Matlab进行优化，确定出轴与壳体之间最优密封结构尺寸。应用螺旋密封的新结构，解决了系统粉尘泄露致使机械传动部分不能长周期连续运行的难题，可作为一种新的密封结构在除尘系统中机械传动部分加以推广。

螺旋密封是一种非接触式节能密封。采用自主设计加工的试验装置,对螺旋密封的螺旋升角、螺旋槽宽等不同的螺旋结构参数做了对比研究。通过试验分析得出各螺旋参数对螺旋密封性能的影响情况：螺旋升角在15.4°时密封性能较好;螺旋槽宽度在12mm时密封性能较好,槽宽在8mm和4mm时密封性能都较差;齿顶间隙增大为0.3mm,螺旋密封的密封能力大大降低。