针对螺旋槽机械密封可控性的研究

黄颖　于雷

摘 要：机械密封在实际的使用过程当中，由于工作条件及使用环境等条件的共同影响，使得机械密封性降低甚至是失效，这将导致不必要的经济损失以及无法挽回的环境污染等等，这些损失往往会超密封装置价值的数倍甚至百倍更多。因此提高密封装置的可控制性，可以有效延长基工作寿命及安全可靠性，对于工程实际来说具有重要的现实意义。螺旋槽机械密封就是一种非接触式的流体动压型机械密封装置，对其密封可控制性进行研究和改进，可有效提高其密封性能，使其在使用过程中发挥出更好的密封效果。故本文主要针对螺旋槽机械密封可控性展开研究和分析。

关键词：螺旋槽；机械密封性；可控性；研究分析

机械密封性在螺旋机的相关技术指标中是非常重要的一项。在螺旋机械中，充当密封物质的流体会随着螺旋槽的旋轉而被泵入到静、动环端面间，端面间形成的这层液膜的承载性可以有效的阻隔动环和静环端面，使它们处于一种非接触状态，并且在密封机械中，这种液膜的承载能力会随着动压的增大而递增，这会导致密封介质外流，当动环的转动速度达到一定转速时，就会使液膜的厚度变小，温度升高，结果造成液压端面产生变形，缩短了螺旋槽的密封性及使用寿命。因此，依据密封环温度、液膜厚度等技术参数，对螺旋槽的机械密封可控性进行研究，具有非常高的实际意义。

1.螺旋槽机械密封可控性的研究意义

对螺旋槽机械密封性进行相关的研究和讨论，可以在使用过程中更好的实现对机械密封性的控制，并能够使泄露情况及相应的磨损情况有所减轻。同时，经过大量的实验可知，在对螺旋槽机械进行研究时，密封环可以担任一个信号反馈的角色，研究过程中通过密封环的泄露情况及密封端部的温度变化情况等相关技术问题对机械进行运行监控，并随着监测情况的变化及时的对机械做出科学合理的调整，从而实现机械运行的最佳状态。

2.螺旋槽机械密封的控制方法

在螺旋槽机械的运转过程中，要实现对其动环转速的控制及调整是十分困难的，想要准确定位液体介质膜在摩擦过程中产生的扭矩及厚度亦有一定难度，不容易实现。因此在对螺旋槽机械密封可控性的研究过程中，只需把密封环的温度和泄露问题作为参考条件。

密封环的温度与螺旋槽机械中的其它元部件不是独立工作的，它们互相关联，共同作用。机械端面会在液体介质膜的摩擦过程中逐渐变形，还伴随着液体膜的粘度及温度的剧烈变化，这些端面的部化会严重影响液体的密度，这也很好的证明了螺旋槽机械中各部分系统的相互关联性。

在对螺旋槽密封性进行计算时，在定位的基础上，将初值输入到时计算程序中，完成液体密度的计算以及端部变形量的计算。在计算工作进行中，要充分考虑液体膜流体的闭合力及承载力之间的平衡关系，尽量使闭合力与液体膜的尺寸相符合，最终确定密封温度及是否泄露或泄露情况，从而明确得出密封温度与泄露情况之彰的联系。在计算的过程中，可能不是一次计算就能得出想要的结果的，有时要进行多次计算，如当计算结果与给定数值误差较大时，就要将密封系统进行重新调整后再展开计算，直至得到满意的计算结果为止。

在得出计算结果之后，要进行数据分析，分析结果表明静环温度与泄露情况同闭合力之间呈现出单调的线性变化曲线，这也就说明闭合力能够有效的控制螺旋槽的泄露问题，即用闭力来控制密封环温度是可以实现的。在螺旋槽的密封介质中，有一部分是无毒无害的，当机械转速较快时密封环的温度会随之渐渐升高，此时，我们可以依据某些技术参数对螺旋槽的机械密封性进行控制。但是当这些填充介质有毒害危险时，那么就要对泄露率进行更为严格的控制。

泄露率是机械密封性能的重要技术指标，通常情况下通过对液体的收集及测重，实现泄露率的计算。这种方法通常适用于泄露物为液体时的泄露率计算，但是当介质为气体时，就要通过添加密封环的形式，运用状态测量来展开研究。泄露在端面上的泄露物需要一定的时间才能传输到感官器中，这使得泄露率的测量表现出明显的滞后。由于受到其它多种外界因素的影响，即使静环的测量速度要快于动环，但两者都存在大的误差，很难获得较精确的结果。当动环为悬臂轴时，动环的安装应该在主轴的一端上，静环上安装在坐标上，通过对坐标上的导轨进行控制来实现闭合力的控制。

在螺旋槽机械中，对于闭合力的控制主要有两种方法。第一种就是不需要对于理论上的结果进行参考，直接根据实验中的参数对闭合力进行控制，调节闭合力在控制系统中的参数。第二种方式就是根据理论中的参数，首先确定出闭合力以及需要进行调节的目标力，事先制定调节方法，通过对计算机的命令实现系统的控制。但由于理论计算与实际工况之间存在一定误差，仅以理论计算结果作为调节依据，往往达不到预期效果。所以，比较合理的调节方法就是根据实际情况，通过理论中的计算，对于计算机系统进行调节，这样做进一步的提高了调节的精度，保证了调节的准确性。

3.结语

综上所述，本文在对螺旋槽机械密封可控性的研究中，首先建立了螺旋槽机械密封环模型，并依据相应的研究方法对密封环随温度变化等问题进行了深入研究，对相关的研究参数进行了探讨，为螺旋槽机械密封性的控制工作给出了铺垫，同时还得出对闭合力进行掌控就能够对螺旋槽的密封性进行有效的控制等等研究结果，这些结果可以对螺旋槽机械密封性的控制给出指导，促进其密封性能的改进与完善。

参考文献：

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