螺旋槽面密封用于密封液体,可作上游泵送密封。在上游泵送密封中,密封相当于一小流量高压泵,它将少量的封液从低压侧沿着螺旋槽泵送到高压侧的密封室内。Salant等提出了考虑螺旋槽面上游泵送密封中的空化效应的解析模型。Salant等在文献中研究了流槽(浅槽)贯穿整个密封面的情形,并研究了流槽形状(斜线槽和螺旋槽)对泄漏量的影响。许多文献介绍了雷列台阶式、斜平面式、圆叶形和直叶形非接触式上游泵送密封和相应的算法。
综上所述,流体动压密封是利用密封端面的宏观几何形状模型来产生流体动压效应的机械密封,其理论基础仍然是雷诺方程。这些宏观几何形状模型包括倾斜块(周向斜面、周向台阶、周向斜平面)和各种流槽(周向槽、直弦槽、三角槽、半圆形槽、矩形槽、弧形槽、叶形槽、螺旋槽、人字形槽)。
标准的平衡和非平衡型机械密封通常是在边界润滑条件下工作。由于端面摩擦生热,即使是具有z好的热传导系数和冷却特性的端面配对材料,其PV值极限也很低。为了提高密封的PV值极限,拓宽平面端面密封的使用范围,适应现代工业向高参数发展的需要,机械密封必须设计在低摩擦系数下工作。密封端面间的一层完整的薄膜,将改善密封的润滑工况,有助于降低密封端面摩擦系数。这方面,热流体动压机械密封证明是非常成功的。
由于压力变形产生的非平行面楔效应叫压力楔效应,由于温差局部热变形产生的楔效应叫热楔效应,由压力变形和局部热变形产生的楔效应叫热流体动力楔效应。热流体动压机械密封就是利用热流体动力楔效应产生流体动压作用力的机械密封,它是一种新型的机械密封。热流体动压机械密封的结构和普通的机械密封没有多大差别,只是在密封的动环或静环端面上开设了各种形状的流槽,这些流槽的深度为毫米量级,属深槽密封。
热流体动压机械密封静止时,摩擦副表面是平行平面。在运转时,由于摩擦生热的缘故,密封环被加热而且受热是不均匀的。受热z厉害的区域是密封环由工作介质冷却的槽间或镗孔间的中间段落。由于受热冷却的不均匀,密封面的平面度遭到破坏并形成收敛型间隙区域。热流体动压机械密封根据它的过程的复杂性和间隙与泄漏量的大小,居于接触式机械密封和非接触式机械密封之间。
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