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(dāng)中，由于工作條件及使用環(huán)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(dǎo)致不必要的經(jīng)濟損失以及無法挽回的環(huán)境污染等等，這些損失往往會超密封裝置價值的數(shù)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(xiàn)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(jìn)行研究和改進(jìn)，可有效提高其密封性能，使其在使用過程中發(fā)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(guān)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(guān)技術(shù)指標(biāo)中是非常重要的一項。在螺旋機械中，充當(dāng)密封物質(zhì)的流體會隨著螺旋槽的旋轉(zhuǎn)而被泵入到靜、動環(huán)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(huán)和靜環(huán)端面，使它們處于一種非接觸狀態(tài)，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(dǎo)致密封介質(zhì)外流，當(dāng)動環(huán)的轉(zhuǎn)動速度達(dá)到一定轉(zhuǎn)速時，就會使液膜的厚度變小，溫度升高，結(jié)果造成液壓端面產(chǎn)生變形，縮短了螺旋槽的密封性及使用壽命。因此，依據(jù)密封環(huán)溫度、液膜厚度等技術(shù)參數(shù)，對螺旋槽的機械密封可控性進(jìn)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(jìn)行相關(guān)的研究和討論，可以在使用過程中更好的實現(xiàn)對機械密封性的控制，并能夠使泄露情況及相應(yīng)的磨損情況有所減輕。同時，經(jīng)過大量的實驗可知，在對螺旋槽機械進(jìn)行研究時，密封環(huán)可以擔(dān)任一個信號反饋的角色，研究過程中通過密封環(huán)的泄露情況及密封端部的溫度變化情況等相關(guān)技術(shù)問題對機械進(jìn)行運行監(jiān)控，并隨著監(jiān)測情況的變化及時的對機械做出科學(xué)合理的調(diào)整，從而實現(xiàn)機械運行的最佳狀態(tài)。

2.螺旋槽機械密封的控制方法

在螺旋槽機械的運轉(zhuǎn)過程中，要實現(xiàn)對其動環(huán)轉(zhuǎn)速的控制及調(diào)整是十分困難的，想要準(zhǔn)確定位液體介質(zhì)膜在摩擦過程中產(chǎn)生的扭矩及厚度亦有一定難度，不容易實現(xiàn)。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(huán)的溫度和泄露問題作為參考條件。

密封環(huán)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(guān)聯(lián)，共同作用。機械端面會在液體介質(zhì)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(yán)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(tǒng)的相互關(guān)聯(lián)性。

在對螺旋槽密封性進(jìn)行計算時，在定位的基礎(chǔ)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(jìn)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(guān)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(lián)系。在計算的過程中，可能不是一次計算就能得出想要的結(jié)果的，有時要進(jìn)行多次計算，如當(dāng)計算結(jié)果與給定數(shù)值誤差較大時，就要將密封系統(tǒng)進(jìn)行重新調(diào)整后再展開計算，直至得到滿意的計算結(jié)果為止。

在得出計算結(jié)果之后，要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，分析結(jié)果表明靜環(huán)溫度與泄露情況同閉合力之間呈現(xiàn)出單調(diào)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(huán)溫度是可以實現(xiàn)的。在螺旋槽的密封介質(zhì)中，有一部分是無毒無害的，當(dāng)機械轉(zhuǎn)速較快時密封環(huán)的溫度會隨之漸漸升高，此時，我們可以依據(jù)某些技術(shù)參數(shù)對螺旋槽的機械密封性進(jìn)行控制。但是當(dāng)這些填充介質(zhì)有毒害危險時，那么就要對泄露率進(jìn)行更為嚴(yán)格的控制。

泄露率是機械密封性能的重要技術(shù)指標(biāo)，通常情況下通過對液體的收集及測重，實現(xiàn)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(dāng)介質(zhì)為氣體時，就要通過添加密封環(huán)的形式，運用狀態(tài)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?shù)礁泄倨髦校@使得泄露率的測量表現(xiàn)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(huán)的測量速度要快于動環(huán)，但兩者都存在大的誤差，很難獲得較精確的結(jié)果。當(dāng)動環(huán)為懸臂軸時，動環(huán)的安裝應(yīng)該在主軸的一端上，靜環(huán)上安裝在坐標(biāo)上，通過對坐標(biāo)上的導(dǎo)軌進(jìn)行控制來實現(xiàn)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(jié)果進(jìn)行參考，直接根據(jù)實驗中的參數(shù)對閉合力進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)閉合力在控制系統(tǒng)中的參數(shù)。第二種方式就是根據(jù)理論中的參數(shù)，首先確定出閉合力以及需要進(jìn)行調(diào)節(jié)的目標(biāo)力，事先制定調(diào)節(jié)方法，通過對計算機的命令實現(xiàn)系統(tǒng)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(jié)果作為調(diào)節(jié)依據(jù)，往往達(dá)不到預(yù)期效果。所以，比較合理的調(diào)節(jié)方法就是根據(jù)實際情況，通過理論中的計算，對于計算機系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，這樣做進(jìn)一步的提高了調(diào)節(jié)的精度，保證了調(diào)節(jié)的準(zhǔn)確性。

3.結(jié)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(huán)模型，并依據(jù)相應(yīng)的研究方法對密封環(huán)隨溫度變化等問題進(jìn)行了深入研究，對相關(guān)的研究參數(shù)進(jìn)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(jìn)行掌控就能夠?qū)β菪鄣拿芊庑赃M(jìn)行有效的控制等等研究結(jié)果，這些結(jié)果可以對螺旋槽機械密封性的控制給出指導(dǎo)，促進(jìn)其密封性能的改進(jìn)與完善。

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