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水切割机间隙密封和组合密封
来源: 时间:2025-09-28 浏览:199
水切割机同旋转间隙密封一样,往复间隙密封也是间隙节流降压 无接触密封,其压力降取决于收敛间隙。它的不同之处在于套筒外层也为有压液体。这样,由套筒内、外压力分布及压力合成可见,作用在套筒外表面的密封压力p1和作用在密封间隙内的稳定衰减压力户(。)之问的压力羞产生作用在套筒上的压力载荷,如果柱塞和密封具有所需的自由度,那么套筒将会自动对中。通过合理设计,就可利用这种合成压力的作用。在运行中使得套筒产生弹性变形,形成难以加工的以yn计算的所需间隙,取得间隙节流降压效果。这种间隙可以是平行的,也可以是沿压力降方

水切割机同旋转间隙密封一样,往复间隙密封也是间隙节流降压  无接触密封,其压力降取决于收敛间隙。它的不同之处在于套筒外层也为有压液体。这样,由套筒内、外压力分布及压力合成可见,作用在套筒外表面的密封压力p1和作用在密封间隙内的稳定衰减压力户()之问的压力羞产生作用在套筒上的压力载荷,如果柱塞和密封具有所需的自由度,那么套筒将会自动对中。通过合理设计,就可利用这种合成压力的作用。在运行中使得套筒产生弹性变形,形成难以加工的以yn计算的所需间隙,取得间隙节流降压效果。这种间隙可以是平行的,也可以是沿压力降方向呈楔形,以产生对中效应。

70MPa高压泵的间隙密封。节流套筒的外形具有特殊的形状,它接近于能形成直线锥形间隙所要求的壁厚形状。与平行壁厚的套筒密封比,它明显地具有较好的对巾作用,而且 还能够装入一个压缩弹簧,在泵启动时或减压再启动时阻止套筒脱开。柱塞表面喷涂镍基合金,套简材料为高弹性的QB2.4,介质·般要求含3%乳化液.套筒低压端与球面支承呈镜面搭接,泄流液体由低压端溢流孔排出。

经验表明,套筒内径与套筒长度比为1:4,密封间隙与柱塞直径之比在11400左右,对密封100MPa以内的稀液(如水)效果较好。

套筒和柱塞位移引起的间隙变化;压力在204060MPa时的间隙内压力分布,该分布用直接迭代图解计算。

间隙密封有许多并存的矛盾现象:对低黏度流体来说,必须用极为精密的加工方法来加工出“刚好能测量出来”的微小间隙,为了实现间隙的均匀分布,要使套筒相对柱塞“浮动”起来,因此套筒两端均无径向定位;由于在极限偏心(偏心量/间隙高度一1)情况下泄漏量是同心运行情况下的2.5倍,所以在泵送非润滑介质时就出现了往复密封元件的对中问题;为了解决对中,设计中就希望套筒相对柱塞随机调心。套筒低压端部的镜面搭接和球面垫与支承球的线接触搭接就是为了解决对中与调心问题,间隙、浮动、对中、调心这一组矛盾的动态出现使得间隙密封得以实现。当然,好的间隙密封还需要从工况、介质等方面配合,像旋转密封一样,套筒的分段沟槽对产生浮动效应也是有意义的。 

    组合密封也就是间隙密封与填料密封的组合,即利用套筒间隙密封的间隙节流降压作用,控制高压流体的泄漏量,然后再利用填料密封进一步阻泄。当然,为了保证套筒密封段压力降的形成,我们希望把泄漏稳定地控制在许可的范围内。

组合密封应考虑硬密封件(套筒)与软密封件(填料)的接触形式问题。若硬密封件与软密封件的端面呈全接触,会出现两种可能:一是套筒所承受的轴向高压液流作用力会直接传递到软密封件上,使得软密封件过早失效(塑性变形或碎裂);二是在紧填料压盖时,填料压紧力又通过填料直接作用到套筒上,一方面填料受力不均匀,降低其使用寿命,另一方面也影响套筒的对中性。因此,硬密封件与软密封件的接触形式最好为间接接触,互不直接传递作用力。 为300MPa高压往复组合密封。该组合密封同样是根据作用在套筒上的合成压力促使套筒弹性变形的效果设计的。在结构上则保证了柱塞和套筒具有所需的自由度使套筒能自动对中,为此采取了以下具体措施。

柱塞与十字头的连接设计为点接触的浮动式连接。这种连接形式虽比常见的螺纹直接连接结构复杂,但它既能使柱塞径向调整,保持与支承衬套的对中,又能消除装配误差,易于拆卸。试验证明它对柱塞的随机对中效果很好。

本结构沿袭了间隙密封的结构优点,即套筒与高压缸体形成一个环形空间;套筒可随球面做径向倾斜移动,以实现其对柱塞的自动调节和浮动效应;弹簧对套筒的轴向定位,既不影响套筒浮动,在泵启动时或泵的排出压力变化很大时,还可保证套筒与球面平垫的搭接而不致脱离。这里出现了一个问题,就是套筒外流体的静密封,对此可在套筒大头设计成对金属三角垫密封。

硬密封件与软密封件为间接接触,从整体结构作用来看,硬、软相济。后者可以弥补前者由于加工精度及运行中的磨损问题造成的密封缺陷;前者又可以为后者延长工作寿命创造良好条件。

 柱塞材料为3Crl3,要求表面喷涂硬质粉末合金(钨基或镍基)以提高表面硬度(62HRC以上)和耐磨性;套筒材料仍为QB2,套筒锥度为230’,密封间隙设计为l5pm;填料采用填充40%青铜粉的PTFE,密封性能、自润滑性能和寿命都比较理想,没有发生PTFE在高温高压下的冷流现象。若采用软金属成型填料,其密封的稳定性更好。

350MPa增压器往复密封,它是由硬质合金套筒和非金属V型填料组成的组合密封,压力的升高、尺寸的限制,使得套筒的长径比更大,间隙的精密加工要求更高。这里,因为套筒只经受压应力,所以可以采用薄壁结构,并应该采用十分耐压的脆性材料。在柱塞表面涂抹白油,直观地检验套筒与柱塞的配合,以套筒缓慢、均匀下滑为宜。

 新型填料材料的发展,可望取代套筒密封,这样一来就可以极大地减小密封轴向尺寸。因此,必须重视新型填料材料的发展和采用。

套筒间隙密封是无需维修和互换的,因此必须注意泵送的液体中不得含有磨粒。压力越高,对水质的处理要求越高。另外,泵速过高,易使间隙密封摩擦生热;泵速过低,则难以形成高压下的液膜,泄漏量会明显增大。因此,泵速对间隙密封也有个优化问题。是一种新型的超高压自动补偿式动、静结合密封装置,由垫圈、Y型密封圈、高压尼龙圈、密封圈、垫环组成,其特征在于:

 (1)高压尼龙圈由两个圆锥面和一个平面组成,密封圈由4个锥面以及内、外圆柱面和平面组成,垫环由圆锥面、内圆柱面和两个平面组成。

(2)Y型密封圈的圆环平面与高压尼龙圈的圆环平面紧密贴合,高压尼龙圈的圆锥面紧贴在密封圈的一组圆锥面上,并迫使密封圈的外圆柱面与高压缸体的内圆柱面贴合,密封圈的内圆柱面与高压活塞杆的外圆柱面贴合,形成动密封面。密封圈的另一组锥面分别与垫环的外圆锥面和高压缸体的内圆锥面贴合形成静密封面。

当密封圈的内径磨损时,其裙边部进一步变形,起到自动补偿的作用,具有结构简单、易于制造、便于更换和使用寿命长等特点。

超高压密封的失效通常由于磨损引起,当Y型密封圈或密封圈发生磨损,超出其自动补偿的极限时,动密封面会发生泄漏,引起密封失效。超高水切割机压密封件的寿命大约为200h

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