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工程案例 螺旋密封应用于许多尖端技术部门

发布日期:2019-06-18 浏览次数:38

螺旋密封, 
螺旋密封应用于许多尖端技术部门,如气冷堆压缩机密封、增殖堆钠泵密封等。有时也用于减速机高速轴密封。它的最大优点是密封偶件之间既使有较大的间隙,也能有效的起密封作用。如设计合理,其使用寿命可达无限大。由于可以从材料上作广泛的选择,且制造上极其容易,当压差不大时,螺旋密封功率耗损和发热都很小,用冷却水套散热已足够。螺旋密封往往需要辅以停车密封,这样就使结构复杂,并加大了尺寸,故常使应用受到限制。螺旋密封可用于高温、深冷、腐蚀和带有颗粒等的液体,密封条件苛刻,密封效果良好。
13.1 螺旋密封的密封机理
螺旋密封的轴表面开有螺旋槽,而孔为光表面,这同迷宫密封的开槽情况是一致的,所以可以把螺旋密封看成是迷宫密封的一种特殊型式,称为螺旋迷宫。但是,螺旋迷宫的齿是连续的,不象前述的各种迷宫的齿是连续的齿。由于齿的连续性,通过齿的介质的流动状态发生变化。螺旋槽不再作为膨胀室产生旋涡来消耗流动能量,而是作为推进装置与介质发生能量交换,产生所谓的“泵送作用”,并产生泵送压头,与被密封介质的压力相平衡,即压力差 p=0,从而阻止泄露。所以在密封机理上与迷宫密封略有不同。但是,介质在通过间隙时会有一部分越过齿顶留过,而不沿槽向流动,即有透气效应,这和迷宫密封中的情况是一样的。
根据螺旋结构,螺旋密封的密封机理又稍有区别。
单段螺旋,它利用螺旋杆泵原理,利用螺旋的泵送作用,把沿泄露间隙的介质推赶回去,以实现密封。它适用于密封液体或气液混合物,无须外加封液,常用于轴承封油。须注意的,螺旋的赶油方向需与油的泄露方向相反,否则,不但不能实现密封,反而会导致泄露量急剧增加。
两段旋向相反的螺旋,将封液挤向中间,形成液封。液封的压力稍大于或等于被密封介质的压力,即能实现密封。常用于密封气体或密封真空。
两段旋向相反的螺旋在高旋转频率下将气体向两侧排出,使中间形成高真空陷阱以实现密封。这种密封可用作真空密封。
从理论上讲,螺旋密封的间隙小则对确保密封越有利。如果间隙大,则液体介质不能同时附着于轴的表面上。假设液体介质仅附着于孔壁而与轴分离,则螺旋密封不起推赶介质的作用,即密封失效。但是,间隙太小,又怕轴与孔壁相碰。为避免产生密封金属偶件的摩擦与,磨损,可在孔壁表面涂上一层石墨。
13.3 迷宫螺旋密封)
迷宫螺旋密封在工业上使用还是不久以前的事,它与螺旋密封的不同之处在于:在轴表面车制了螺旋槽,在密封的孔上也车制成螺套,而且具有与轴相反的螺纹旋向,使轴与螺套间的流动形成强烈的紊流。此外,迷宫螺旋密封的螺旋运动速度要比螺杆密封的高,它在紊流工况下用于低粘度液体。螺旋密封一般用于层流工况下大粘度液体(如粘度大于水的液体)。
工作原理:在螺杆与螺套之间的工作空间内,液体位于螺套两齿面和螺杆两齿面所围成的若干个蜂窝状的空间内。螺杆与螺套表面间的缝隙呈带凹槽的环形柱面。液体通过这些螺纹时形成旋涡,方向与流出方向相反。由于螺杆绕流液体的动量交换结果,螺杆将能量传给液体。螺旋和螺套与液体相互作用,其结果在通过螺杆与螺套之间间隙的名义分界面上产生摩擦力。液体中产生的摩擦力就在螺杆与螺套之间产生了压力。

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