螺旋密封的参数应用分析

1/4螺旋密封的参数应用分析摘要介绍了螺旋密封的结构、原理和数学模型，针对现场应用深入讨论了参数的确定与择优。实践取得了理想的效果。关键词螺旋密封；参数；应用0引言我厂一期两台SG22099M297型锅炉，选用中间储仓式制粉系统，配四台M92614D型排粉风机，悬臂支承联轴器传动方式。该排粉风机轴承箱动密封多年存在漏油现象，进行多次回油沟改造、多级迷宫密封改造、挡油环改造等，均未达到预期效果。为此，笔者尝试使用螺旋密封形式，取得理想效果，并进行了推广。螺旋密封的设计思想是在保证轴的强度的前提下对端盖和轴车制出一定形状、参数的螺旋副，使风机在旋转时将向外泄漏的油泵回去，达到止漏目的。该密封结构简单，改造费用相当低。该技术的难点在于螺旋各参数的确定，经过悉心的选择，取得的效果相当理想。本文首先介绍了螺旋密封的结构、原理和数学模型，并针对现场应用深入讨论参数的确定与择优，以期望使螺旋密封得到广泛的应用。1螺旋密封目前螺旋密封主要应用于一些尖端技术部门，如气2/4冷堆压缩机密封、增殖堆钠泵密封等，其最大的优点在于密封偶件间即使存在较大的间隙或在窜动、晃动等工况下，也能达到理想的密封效果。且结构简单，使用寿命可达无限大。图1为直通型螺旋密封，轴表面开有螺旋槽，而孔为光表面。由于动静部份的间隙（和C）存在泄漏量。但同时，通过螺旋槽的介质在轴的旋转下产生泵送效应，利用螺旋的泵送作用，把沿泄漏间隙泄漏的介质推回去，实现密封。当泵送压头与被密封介质的压力相平衡时，即达到螺旋密封的密封条件。即要求P泵P，其中可见，K1确定螺旋的轴向尺寸，K2确定螺旋的径向尺寸。对K2与KL同时存在制约关系，确定时，KS反映局部参数（S、H、）对泵压的影响，KL反映了外形参数（D、L、I）对泵压的影响。2工程参数的确定与择优式（1）中，参数、UT、L、一般相对确定，要使P泵最大，须使KS与KL均达最大为最理想情况。但从式（2）与式（3）可看到，其中包含参数较多，且相互间存在制约关系，难于使两者同时达到最大值。为此，我们3/4讨论使KS与KL的乘积最大值的情况。为此，应使式（2）（K12K1）最大，要求K112即S。（K1在0，05区间上对KL影响很小）由于K2与KL间存在较复杂的关系，通常采用核算的方法多次设值验算，这样不仅工作量大，且难于找到最理想的数据。为此，笔者通过计算机辅助方法画出参数选择图，见图2。在K112的条件下，可从图中方便直观地选取螺旋升角、螺旋线数和螺旋径向、轴向尺寸等参数的最佳值。由图2可见，存在下列规律AKS曲线均存在拐点。对于某一螺旋升角，拐点前随K2的增大KS增大得越快，到拐点达最大值，拐点后，随K2的增大KS降低得越快。对某一K2或KS，通常有多个KS或K2值相对应。B对某一DL值，KL随I的增大而增大，随螺旋升角的增加而减小。通过图2可以确定H、D、L、I、等参数，使得K2与KL的值在第二象限构成的矩形面积取得最大值，即两者乘积取得最大。4/43实例我厂一期排粉机轴承端盖动密封存在较严重漏油情况，经多次改造均不能达到消除泄漏的目的。利用大修机会，1999年对1炉乙排粉机首先进行了改造，其中现场尺寸D120，L30，04，取I4，K112，选用梯形螺纹，因受轴强度的限制，取H1，从而确定K235，从参数选择图选择最佳螺纹升角10。按此参数进行改造，取得的止漏效果相当理想轴露出部分处于干燥状态。于是分别在2000年4月至2002年1月对其它三台排粉风机进行直通型螺旋密封改造，同样取得了理想的效果。4结论螺旋密封的设计思想突破了迷宫密封、机械密封等被动防、堵的思