组合填料密封压电测量与密封性能试验研究

根据压电测量的基本原理。制作了压电薄膜传感器，对装配条件下三种填料１５种组合形式的轴向压力和侧向压力的分布进行了测试，在此基础上，对动态条件下的密封性能进行了试验研究，通过对不同组合形式进行分析、比较，找出了影响组合填料密封性能的一般规律，提出了组装填料的匹配原则。     

密封填料的粘弹性及其力学模型

在综合分析了密封填料的弹性恢复，弹性后效，粘性流动及应力松弛等粘弹性的基础上，建立了反映密封填料粘弹性的力学模型，得出应力－应变关系的本构方程。这有助于探讨密封填料在动态工作条件下其粘弹特性各个方面的变化特征以及对密封性能的影响，有助于实现软填料密封的研究由宏观特性向微观机理的转变，有助于开发综合特性优良的密封填料。     

密封填料的粘弹特性及其力学模型

在综合分析了密封填料的弹性恢复、弹性后效、粘性流动及应力松弛等粘弹特性的基础上,建立了反映密封填料粘弹特性的力学模型,得出应力- 应变关系的本构方程.这有助于探讨密封填料在动态工作条件下其粘弹特性各个方面的变化特征以及对密封性能的影响,有助于实现软填料密封的研究由宏观特性向微观机理的转变,有助于开发综合特性(尤其是动态特性)优良的密封填料。     

金属垫圈密封性能的研究及法兰连接系统的整体分析

对金属垫圈的密封性能进行了广泛的试验研究，测定了垫圈预紧密封比压参数ｙ和垫圈系数ｍ值，并与ＡＳＭＥ规范值进行了对比。采用ＡＢ试验方法，对垫圈的典型密封特性进行了研究。此外，通过对法兰连接系统的整体分析，得出了从安装状态到操作条件下螺栓载荷的变化规律。在上述基础上，讨论了一种新的密封设计方法，并给出有关计算式。     

静态条件下填料密封可靠性的理论分析

探讨了填料密封在静态条件下泄漏途径及影响参数,借助弹塑力学理论对密封填料的力学性能进行了理论分析。确立了密封填料的侧向压力和周向压力之间的关系以及填料单元密封可靠性的无量纲准数,推导出判断密封可靠性的理论判据。当密封填料的侧向压力或周向压力小于密封介质的压力时,密封失效;只有当密封填料的侧向压力和周向压力大于密封介质的压力时才能实现密封。     

迷宫式密封活塞对G M制冷机性能的影响

为了提高10 K温区双级G M制冷机的性能及运行稳定性,设计了一套迷宫式密封活塞,其中活塞和汽缸均采用不锈钢材料,以保证低温下两者具有相同的收缩率.通过实验,对比分析了传统活塞环密封与迷宫式活塞密封对制冷机性能,以及活塞材料和充气压力对迷宫式活塞密封性能的影响.结果表明：当采用不锈钢材料的迷宫式活塞时,其在低温下的密封性能更佳,有利于提高制冷机的制冷量;系统的充气压力对密封性能影响较小,但较高的充气压力可以获得更大的制冷量.
关键词：     

掺氢天然气干气密封启动特性研究

为评估天然气掺氢对管线压缩机轴端干气密封性能的影响,提出一种考虑阻塞效应的干气密封性能数值预测模型,分析了不同掺氢比下干气密封的静态特性和启动特性。首先,采用空气介质螺旋槽干气密封的气膜压力分布和开启力实验数据,验证了数值模型的可靠性;然后,针对GE PCL800机型天然气管线压缩机螺旋槽干气密封,分析了4种掺氢比(H₂体积分数分别为0、10%、20%、30%)和5种进口压力(4、6、8、10、12 MPa)对干气密封开启力、泄漏量和气膜刚度等静态特性的影响规律;最后,分析了4种掺氢比和5种进口压力下,转速、进口压力、平衡比和弹簧比压对干气密封启动特性的影响规律。研究结果表明：所提出的干气密封性能数值预测模型能够可靠预测高压差下干气密封出口阻塞效应及其对密封性能的影响;掺氢比对干气密封开启力、泄漏量和气膜刚度等密封静态特性影响较小;干气密封开启临界转速随掺氢比的增加而增大(掺氢比增加30%时,开启临界转速增大8.51%～16.90%),因此天然气掺氢增大了干气密封的开启难度,需设计合适的平衡比和弹簧比压以保证干气密封顺利开启。该研究结果可为掺氢条件下天然气管线压缩...     

常温下新型齿形组合垫片密封性能的试验研究

研究了齿形组合垫片的主要性质，包括热片的密封性和设计参数（m,y) 的计算，讨论了垫片覆层的种类，尺寸以及操作条件对其密封性的影响，研究结果表明，齿形组合热片具有良好的使用性能，可以较广泛地代替单一齿形垫片。     

装配条件下密封填料的基本特性

以膨胀石墨模压成型填料、石棉线浸渍聚四氟乙烯编织填料和碳素纤维编织填料为试验样品,对其在装配条件下的基本特性进行了实验研究,建立了力学参数之间的各种经验关系式,进行了定量和定性分析。实验确定了单圈和多圈密封填料在装配条件下的基本特性,并对三种填料的基本特性进行了对比。研究表明,预压成型后填料的稳定性明显增强。三种填料中,石墨填料的稳定性最佳,对动态环境的适应性最强;石棉填料的密封可靠性最好。     

新组合填料塔中亏氧清水与餐厅污水的氧传递

根据污水处理所用填料的技术特征，自行开发研制了一种新型组合填料，通过平行实验测定了亏氧清水中该组合填料和其他3种填料塔的氧液相体积传质系数，并进行了比较，结果表明该组合填料具有优良的氧传递性能，对实验结果进行回归分析，得到4种填料氧传质系数的计算式。其计算值与实测值基本吻合，最后对同种填料在相同操作条件下，对亏氧清水和餐厅污水中的氧传递实测结果进行了比较，结果表明餐厅污水中的氧传质系数小于亏氧清水中的氧传质系数。     

深槽浅槽机械密封的对比分析

通过对深槽和浅槽机械密封的端面开槽的结构，工作压力，转速对密封性能的影响进行了分析，使广大从事机械密封的工作人员对这类密封有较全面的了解，并对设计和选型有一定的帮助。     

O形密封圈沟槽底角对密封性能的影响

基于三重非线性理论,运用ANSYS Workbench软件,研究O形密封圈沟槽底角对密封性能的影响。在沟槽底角a分别取80°、90°和100°的条件下,仿真分析了介质压力和摩擦系数变化时O形圈的Von Mises应力和接触压力分布情况,以此为O形圈密封性能的判定依据。结果表明,在一定的初始压缩率(ε=15%)和摩擦系数(f=0.1)条件下,沟槽底角不同时O形密封圈的最大Von Mises应力和最大接触压力都随着介质压力的升高而增大,其中a=80°和a=100°时的Von Mises应力变化基本相同,且始终大于a=90°时的对应值;与其他两种沟槽底角相比,a=100°时O形圈主密封面上的最大接触压力较大,密封性能更好;在一定介质压力下,沟槽底角不同时O形密封圈在3个密封面上的最大接触压力都随着摩擦系数的增大而先降后升,但始终大于介质压力,从而可以确保其密封性能良好。     

螺旋槽端面干气密封的参数研究

螺旋槽干气密封试验分析了干气密封螺旋槽几何参数对开启力、功耗、泄漏率和气膜刚度的影响,并通过理论计算对试验数据给予了验证.理论计算和试验结果的对比表明了试验数据的可靠性.整体来讲,在其他参数固定的条件下,槽深比、螺旋角对密封性能的影响较为突出,而槽数、密封坝宽度比、槽台宽比、压力比对密封性能的影响相对较弱.最后给出密封结构和试验条件下的最优几何参数取值范围(12＜Ng＜18,14°＜β＜16°,0.4＜αg＜0.6,0.3＜l＜0.5,1.6＜δ＜1.8,10＜Pr＜20).     

特殊螺纹接头密封结构比对分析

油套管特殊螺纹密封结构形式是影响密封性能的关键因素之一.采用有限元分析方法对比两种不同的主密封结构形式--锥面/锥面和弧面/锥面在上扣、拉伸、弯曲及内压加拉伸载荷条件下的接触压力、接触长度及沿主密封面泄漏穿透长度的变化,得到不同型面组合的密封能力随载荷的变化规律.得出新的密封准则为:密封接触表面之间的有效接触长度大于0.5 mm,接触压力最大与最小值之差是内压的5.8倍以上,在有效接触压力及长度范围内接触表面塑性应变控制在材料屈服点应变范围内,可使密封结构达到抗黏扣和消除密封间隙的目的.实物试验结果与数值模拟吻合较好,表明建立的模型正确,采用的方法合理;有限元模拟结果显示拉伸载荷对密封性能的影响显著高于弯曲载荷的.     

1GPa新型密封结构的理论分析

为探讨一种新型超高压密封结构的可行性 ,对超高压下钢筒和柱塞的变形量进行了理论推导 ,通过雷诺方程数值求解 ,获得了新型密封结构的漏耗特征曲线、液膜压力分布曲线及初始间隙对泄漏量的影响曲线。分析了新型超高压密封结构的密封机理 ,讨论了新型密封的特点。结果表明 :新型的超高压动密封结构是一种自适应的动态密封结构 ;初始间隙对密封性能的影响表现出不敏感性 ,新型超高压密封是可行的密封结构 ,可实现 1GPa压力的动密封     

金属垫圈密封性能的研究及法兰连接系统的整体分析

对金属垫圈的密封性能进行了广泛的试验研究，测定了垫圈预紧密封比压参数ｙ和垫圈系数ｍ值，并与ＡＳＭＥ规范值进行了对比．采用ＡＢ试验方法，对垫圈的典型密封特性进行了研究．此外，通过对法兰连接系统的整体分析，得出了从安装状态到操作条件下螺栓载荷的变化规律，在上述基础上，讨论了一种新的密封设计方法，并给出有关计算式     

低温调节阀阀座软密封特性研究(Ⅱ):低温密封性能及综合对比分析

采用聚合物PTFE、PCTFE和PEEK作为低温调节阀阀座的软密封材料,在液氮温区(77 K),研究阀座漏率与密封比压和工作压力的关系,分析了采用不同软密封材料时阀座密封性能对压力和温度的稳定性. 在此基础上,综合对比分析了采用不同软密封材料的低温阀在常/低温、低/中压工况下的密封性能以及应用特点. 在常温低压工况下,采用PTFE和PCTFE软密封材料的低温调节阀具有优异的阀座密封性能,但是在中高压时,采用PCTFE软密封材料的低温阀阀座密封性能更加稳定. 相对而言,在低温工况下,采用PEEK软密封材料的低温阀阀座具有相对较高的密封性能和稳定性.      

密封填料侧压系数的确定

从弹塑力学理论出发,建立了密封填料的侧向压力与测力环变形之间的函数关系,为精确测定密封填料的侧压系数提供了可靠的手段。以膨胀石墨模压成型填料、石棉线浸渍聚四氟乙烯编织填料和碳素纤维编织填料为试验样品,实验确定了单圈填料的侧压系数。该方法既可用于确定静态条件下多圈填料的侧压系数,又可用于确定动态条件下多圈填料的侧压系数,为今后的动态研究创造了条件。     

灌注泵轴封研究

在对密封高粘度、大密度的高含砂泥浆开展试验研究的基础上设计出了组合式密封系统．该系统包括背叶片密封，反压式填料结构，柔性石墨填料及加上碳素纤维环的封闭密封结构，从而使轴封既有良好的密封性，又具有低功耗、高寿命、结构简单的特点．这一结构在矿场应用中已取得良好的效果．     

不同密封材料在高压动密封中的研究

落锤式准动标定装置是一种能力产生类似于半正统压力脉冲的压力发生器,可模拟枪炮膛内压力,进行电测压力传感器和塑性测压器的高压准动态校准,该装置的技术关键是压力发生器的密封性能,该文对国内正在研制的新型落锤动樯装置的密封部分进行了分析,选择了铅和测压油（一种混合油）作间隙密封的密封介质,并在２００～７００ＭＰａ的高压下进行了实验,结果表明,铅的耐高压和密封性能较好,采用铅环填料密封优于测压测垫片式密封