針對螺旋槽機械密封可控性的研究

黃穎　于雷

摘 要：機械密封在實際的使用過程當中，由于工作條件及使用環境等條件的共同影響，使得機械密封性降低甚至是失效，這將導致不必要的經濟損失以及無法挽回的環境污染等等，這些損失往往會超密封裝置價值的數倍甚至百倍更多。因此提高密封裝置的可控制性，可以有效延長基工作壽命及安全可靠性，對于工程實際來說具有重要的現實意義。螺旋槽機械密封就是一種非接觸式的流體動壓型機械密封裝置，對其密封可控制性進行研究和改進，可有效提高其密封性能，使其在使用過程中發揮出更好的密封效果。故本文主要針對螺旋槽機械密封可控性展開研究和分析。

關鍵詞：螺旋槽；機械密封性；可控性；研究分析

機械密封性在螺旋機的相關技術指標中是非常重要的一項。在螺旋機械中，充當密封物質的流體會隨著螺旋槽的旋轉而被泵入到靜、動環端面間，端面間形成的這層液膜的承載性可以有效的阻隔動環和靜環端面，使它們處于一種非接觸狀態，并且在密封機械中，這種液膜的承載能力會隨著動壓的增大而遞增，這會導致密封介質外流，當動環的轉動速度達到一定轉速時，就會使液膜的厚度變小，溫度升高，結果造成液壓端面產生變形，縮短了螺旋槽的密封性及使用壽命。因此，依據密封環溫度、液膜厚度等技術參數，對螺旋槽的機械密封可控性進行研究，具有非常高的實際意義。

1.螺旋槽機械密封可控性的研究意義

對螺旋槽機械密封性進行相關的研究和討論，可以在使用過程中更好的實現對機械密封性的控制，并能夠使泄露情況及相應的磨損情況有所減輕。同時，經過大量的實驗可知，在對螺旋槽機械進行研究時，密封環可以擔任一個信號反饋的角色，研究過程中通過密封環的泄露情況及密封端部的溫度變化情況等相關技術問題對機械進行運行監控，并隨著監測情況的變化及時的對機械做出科學合理的調整，從而實現機械運行的最佳狀態。

2.螺旋槽機械密封的控制方法

在螺旋槽機械的運轉過程中，要實現對其動環轉速的控制及調整是十分困難的，想要準確定位液體介質膜在摩擦過程中產生的扭矩及厚度亦有一定難度，不容易實現。因此在對螺旋槽機械密封可控性的研究過程中，只需把密封環的溫度和泄露問題作為參考條件。

密封環的溫度與螺旋槽機械中的其它元部件不是獨立工作的，它們互相關聯，共同作用。機械端面會在液體介質膜的摩擦過程中逐漸變形，還伴隨著液體膜的粘度及溫度的劇烈變化，這些端面的部化會嚴重影響液體的密度，這也很好的證明了螺旋槽機械中各部分系統的相互關聯性。

在對螺旋槽密封性進行計算時，在定位的基礎上，將初值輸入到時計算程序中，完成液體密度的計算以及端部變形量的計算。在計算工作進行中，要充分考慮液體膜流體的閉合力及承載力之間的平衡關系，盡量使閉合力與液體膜的尺寸相符合，最終確定密封溫度及是否泄露或泄露情況，從而明確得出密封溫度與泄露情況之彰的聯系。在計算的過程中，可能不是一次計算就能得出想要的結果的，有時要進行多次計算，如當計算結果與給定數值誤差較大時，就要將密封系統進行重新調整后再展開計算，直至得到滿意的計算結果為止。

在得出計算結果之后，要進行數據分析，分析結果表明靜環溫度與泄露情況同閉合力之間呈現出單調的線性變化曲線，這也就說明閉合力能夠有效的控制螺旋槽的泄露問題，即用閉力來控制密封環溫度是可以實現的。在螺旋槽的密封介質中，有一部分是無毒無害的，當機械轉速較快時密封環的溫度會隨之漸漸升高，此時，我們可以依據某些技術參數對螺旋槽的機械密封性進行控制。但是當這些填充介質有毒害危險時，那么就要對泄露率進行更為嚴格的控制。

泄露率是機械密封性能的重要技術指標，通常情況下通過對液體的收集及測重，實現泄露率的計算。這種方法通常適用于泄露物為液體時的泄露率計算，但是當介質為氣體時，就要通過添加密封環的形式，運用狀態測量來展開研究。泄露在端面上的泄露物需要一定的時間才能傳輸到感官器中，這使得泄露率的測量表現出明顯的滯后。由于受到其它多種外界因素的影響，即使靜環的測量速度要快于動環，但兩者都存在大的誤差，很難獲得較精確的結果。當動環為懸臂軸時，動環的安裝應該在主軸的一端上，靜環上安裝在坐標上，通過對坐標上的導軌進行控制來實現閉合力的控制。

在螺旋槽機械中，對于閉合力的控制主要有兩種方法。第一種就是不需要對于理論上的結果進行參考，直接根據實驗中的參數對閉合力進行控制，調節閉合力在控制系統中的參數。第二種方式就是根據理論中的參數，首先確定出閉合力以及需要進行調節的目標力，事先制定調節方法，通過對計算機的命令實現系統的控制。但由于理論計算與實際工況之間存在一定誤差，僅以理論計算結果作為調節依據，往往達不到預期效果。所以，比較合理的調節方法就是根據實際情況，通過理論中的計算，對于計算機系統進行調節，這樣做進一步的提高了調節的精度，保證了調節的準確性。

3.結語

綜上所述，本文在對螺旋槽機械密封可控性的研究中，首先建立了螺旋槽機械密封環模型，并依據相應的研究方法對密封環隨溫度變化等問題進行了深入研究，對相關的研究參數進行了探討，為螺旋槽機械密封性的控制工作給出了鋪墊，同時還得出對閉合力進行掌控就能夠對螺旋槽的密封性進行有效的控制等等研究結果，這些結果可以對螺旋槽機械密封性的控制給出指導，促進其密封性能的改進與完善。

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