糠醛原料泵改用螺旋密封的试验与性能探讨风力发电

糠醛原料泵改用螺旋密封的试验与性能探讨

糠醛原料泵改用螺旋密封的试验与性能探讨 2011年12月09日 来源： Experiment Property Research about the Helical Seal Reformed in Furaldehyde PumpCai Xiaojun　　Abstract:The working mechanism and characteristics of the helical seal are described and a successful application of the above helical seal are accomplished through reforming the furaldehyde pump.　　Keywords:helical seal,furaldehyed pump　　螺旋密封也称为粘液密封或粘滞密封。它是一种依靠类似泵的作用，压送一种粘性的流体以阻止被密封的系统流体的密封装置。这种密封属于流体动压反输型密封，工作时依靠轴旋转密封元件(螺杆、螺套)产生反压阻止气体或液体向外泄漏达到完全密封的功能。但在停车时，要完成密封作用还需设置停车密封。实际上流体动压反输型密封与停车密封构成一动密封，它们在不同的时间内各自完成相互无关的密封。1　螺旋密封的基本原理及主要特点　　螺旋密封主要是由光滑衬套(光轴)与螺杆(螺套)组成。在旋转轴与静止壳体之间有一个狭长的间隙，其间允许有粘性流体。当螺杆(轴)旋转时，由于螺旋槽对粘性液体产生轴向泵送作用，从而建立起一个密封压力，该压力与被密封流体压力相平衡，从而防止了泄漏(如图1)。图1　螺旋密封几何形式及尺寸　　螺旋密封的主要优点：①可以在密封体间保持很大间隙的情况下仍能起作用，密封件之间不会发生摩擦，因而寿命较长。②由于是非接触密封，不要求配合表面的材质具有很高的耐磨性，也可用在介质具有腐蚀性，含粉尘流体等场合。③对密封进行正确的设计，可以使泄漏量限制在一定数值之下。对于密封介质是液体的，可以达到零泄漏。　　螺旋密封的主要缺点：①在低速或停车状态下，不能起密封作用。故必须另外设计辅助密封装置(停车密封)，这使装置复杂化。②密封所占轴的长度较长，在高速运转情况下，在液气交界面处易发生所谓“气体吞入”现象，使密封失效，给密封设计带来困难。　　螺旋密封的上述特点，已在许多尖端技术领域中得到应用，如核技术和宇航技术领域等。最近几年又开始在石油化工行业应用，如输送粘度较大的石油半成品的离心泵等，并获得一些较成功的经验。2　螺旋密封的设计与计算　　螺旋密封的很多文献上［1］，初步给出了以层流为例的完全方程组，共有以下几个：　　(1)压差：螺旋密封所产生的密封压力，必须等于或稍大于被密封流体的压力才能达到密封的目的，因此它是螺旋密封的关键参数之一。螺旋密封参数的选择除了要考虑到被密封介质的粘度、速度、密封间隙外，更主要的是必须以螺旋密封产生的压力的大小为依据，再对其它参数进行选择计算。　　(1)式中　CΔP——压差因子(压头系数)　　　　　　μ——封液动力粘度，Pa.s　　　ω——轴角速度，rad/s　　　d——密封直径，m　　　S——齿顶间隙，m　　　L——密封长度，被封液浸润的螺旋段长度，m　　　t——螺旋角正切函数，t=tgβ　　　k1——螺旋相对槽宽，　　　k2——螺旋相对槽深，　　螺旋密封的层流或紊流工况用周向雷诺数Reu判断：　　　(2)式中　V——线速度，m/s　　　S——齿顶间隙，m　　　υ——运动粘度，m2/s　　周向雷诺数临界值Reuk用下式确定：　　　(3)　　当Rec＜Reuk时为层流工况；当Rec＞Reuk时为紊流工况。　　(2)功率消耗：螺旋密封在运转中为克服其间隙中由于液体分子相互运动而产生的摩擦阻力，需要消耗一定的动力，消耗功率的大小用下式计算：冷库聚氨酯喷涂保温

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