针对多相介质泵用机械密封运行特点,为避免介质含气量大范围波动而影响密封端面润滑膜的稳定性,开展高压双端面机械密封结构和端面槽型设计,通过变形校核证明结构设计合理。建立密封端面深槽流体润滑模型,采用数值计算方法进行求解,分析不同开槽面积比的圆弧型槽的端面泄漏量、开启力等主要密封性能随工况参数的变化规律。结果表明:高压状态下,密封端面开深槽能有效改善端面润滑状态;端面泄漏量和开启力随着开槽面积比的增大而变大,同时压力越大,端面泄漏量和开启力也越大,但转速对端面泄漏量和开启力的影响不大。对设计的密封进行台架性能试验验证,获得的密封端面泄漏量变化规律与数值计算结果趋势保持一致。

对几种端面开有典型深槽的流体动压式机械密封在不同工况下的运行性能进行试验对比研究.研究表明,圆弧槽与其他2种不同参数的直线槽性能变化趋势一致,随着介质压力的增大,端面摩擦系数均减小.圆弧槽的摩擦系数相对最小,但其泄漏量较大.试验也验证了此类密封适用于高压转速较低的工况.