Characteristics of a magnetic fluid seal and its motion in an axial variable seal gap

With suitable assumptions a hydrodynamic model for the magnetic fluid motion in an axial variable gap seal was con- structed, and the solution to the equations of the model was deduced. The characteristics of a magnetic fluid seal and its motion, including the speed and pressure distribution, and the seal capacity of a magnetic fluid rotating seal were systematically described. The factors affecting seal capacity and ways to improve seal capacity based on the hydrodynamic model are discussed. The basic condition for dynamic seal availability is presented. The rotating speed and radius of the shafts should be decreased. The work can provide proof of a seal design or suggest ways to improve the seal capacity of magnetic fluid seals.

气浮空气循环机密封轴向气动力研究

针对传统空气循环机双侧高速转子端的轴向力理论经验公式精度偏低,数值计算耗时长的问题,建立包含双侧高速转子的窄缝间隙计算域几何模型,并通过试验校核了模型的准确性。对含双侧高速转子的窄缝间隙内部流场进行数值计算,探讨窄缝间隙对轴向气动力的作用规律,并对传统机械轴向气动力的计算公式进行修正,提出适用于气浮ACM轴向气动力计算公式。结果表明:提出的公式在压气机端的最小误差由原来的59%降低到13%,最大误差由原来的261%降低到75%,在涡轮端最小误差由原来的63%降低到2%,最大误差由原来的98%降低到8%,表明修正后轴向气动力公式减小了轴向力的计算误差,因此提出的公式更加适用于气浮空气循环机的轴向气动力计算。

兴隆水利枢纽下游横向围堰缺口应急封堵工程施工技术研究

汉江兴隆水利枢纽下游横向围堰受多种因素影响,出现了164m长的缺口段,严重影响工程的安全运行,急需对防渗墙缺口段采取封堵的措施。文章以下横围堰防渗墙缺口段应急封堵施工为实例,对设计技术参数、水上抛填施工流程、抛填施工工艺以及工程的特点、重点、难点、应对措施等进行了分析。实践证明,应急封堵施工方案可行,效果明显,达到了预期的目标任务,对同类型水利工程施工具有一定的借鉴作用。

动力定位船舶推进器间隙流动自适应控制技术

为提高推进器推进效率,降低能耗,改善动力定位船舶的稳定性,提出动力定位船舶推进器间隙流动自适应控制技术。构建动力定位船舶推进器实验模型,采用柔性密封结构处理推进器圆环外壁与导管凹槽区域,计算动力定位船舶推进器叶轮、转子轮缘的输出功率,采用无量纲方式处理动力定位船舶推进器间隙流动损耗,计算推进器水动力参数,获取推进器轴系振动加速度频谱特征,实现动力定位船舶推进器间隙流动自适应控制。实验结果表明,间隙尺寸越大,推进器敞水效率越低;柔性密封结构可实现推进器间隙流动控制,增大推进器转子推力系数、扭矩系数,同时不会对推进器敞水效率造成影响;所研究技术使推进器转子轴向、横向加速度幅值明显下降;轮缘长度较大的轮缘间隙结构方案,间隙流动损耗更大。

Study of Seals on Long Stroke and Reciprocating Motion Condition

The equipment has a high and strict requirement of dynamic seals, especially working with Long stroke reciprocating motion under a sandy condition and with a great deal of gas. The seal form of power cylinder on the underground part of hydraulic power rodless type oil extraction equipment is studied. We design three seal structures, do the performance testing and the life testing with related equipment. It turned out that the seal form that combines gap seal with sand prevention techniques has high performance, longer life. The power cylinder works stably and reliably.

径向充磁磁性液体密封性能

针对大轴径大间隙工况下磁性液体密封耐压力减弱问题,设计了一种径向充磁磁性液体密封结构。采用有限元数值仿真的方法研究了该磁性液体密封结构的磁场和密封间隙中的磁通密度分布特征。讨论了内部永磁体结构尺寸对密封耐压性能的影响,并确定其结构尺寸。分析了经典磁性液体密封结构与径向充磁新型磁性液体密封结构的密封耐压力随密封间隙和转轴转速的变化规律。结果表明:相比经典磁性液体密封结构,径向充磁密封结构的理论静密封耐压力平均提高约57.4%;随着密封间隙的增大,径向充磁密封结构密封效果提升越加显著,密封失效极限转速逐渐减小。

夹芯磁路下大轴径磁性液体密封性能研究

大直径轴的径向跳动使得磁性液体密封间隙大幅增加,严重削弱了磁性液体密封耐压性能。针对大直径大间隙轴密封耐压能力减弱问题,设计一种具有夹芯磁路的磁性液体密封结构。采用数值模拟的方法研究夹芯磁路下磁性液体密封结构的磁场特性与密封性能,分析夹芯磁路密封结构中密封间隙磁场分布特征,对磁性液体密封经典结构与该新型结构的理论耐压值进行比较和分析。结果表明:与经典磁性液体密封结构相比,该夹芯磁路新型密封耐压能力平均提高约20%,其中在大间隙下耐压能力提升效果更明显;相比于经典磁性液体密封结构,夹芯密封结构的内永磁体使得通过轴的近表面磁力线数量更多;且夹芯密封结构具有更大的磁通密度差值,因而具有更强的聚磁能力。

一种液压缸变间隙密封结构及流场分析

传统的液压缸间隙密封,因其密封间隙恒定而存在压力升高泄漏随之增大的矛盾。为此,提出一种压力自适应型液压缸变间隙密封结构,在压力作用下活塞中部产生径向弹性变形从而改变密封间隙。基于弹性力学薄壳理论得到活塞径向变形公式,利用ANSYS有限元软件分析了变形区域宽度、厚度等因素对内泄漏和摩擦力特性的影响。结果表明,该密封结构的密封间隙能随压力改变而自适应地变化,从而有效地调节内泄漏,提升密封性能,为设计和制造提供了理论依据。

装配式地铁车站结构接缝防水关键技术研究与应用

装配式地铁车站结构的接缝防水性能一直备受行业的关注,针对装配式车站的结构构造、构件制作及施工工艺等特点,对与接缝防水性能高度相关的“接缝张开量”和“密封垫错位量”两个关键参数的主要影响因素和控制指标进行分析,结合密封垫防水性能试验研究及实际工程应用监测结果,充分论证接头接缝“两垫+一注+一嵌”多道防线的关键技术。双道密封垫以三元乙丙橡胶(EPDM)弹性密封垫作为主防水,复合遇水膨胀橡胶作为加强防水,形成复合式多孔多槽形密封垫,密封垫为接缝防水主要防线,注浆和嵌缝为辅助防线。研究和实际应用表明,装配式车站结构的接缝防水,不仅在防水构造措施方面与盾构隧道不同,而且在各项控制标准方面也存在较大差异,张开量10 mm、错位量5 mm是装配式车站结构接缝防水性能控制的合理指标;单道防水密封垫,在张开量10 mm、错位量5 mm的情况下,能抵抗水压力1.0 MPa,满足埋深30 m车站结构抵抗2~3倍水头压力的性能要求,并在使用100年后,仍存在约67%的残余应力值,具有长期耐水压性能;双道防水密封垫,较单道密封垫防水性能提高有限,提高率在20%~30%之间,但在衬砌外道密封垫出现局部漏水时,双道密封垫的优势显著;从接缝合理张拉锁紧荷载的角度考虑,三元乙丙橡胶密封垫的硬度需要较常规盾构隧道密封垫降低5 SHA,即采用60 SHA,其单位长度完全压缩荷载指标不大于40 kN/m。目前已建和在建车站工程,实测结构接缝最大张开量和表面最大错台量均满足接缝防水性能控制标准的要求,在未设置外包防水层的情况下,接缝无渗漏水现象发生。

O形密封圈高压咬伤问题研究及改进

为解决飞机液压系统高压油滤螺纹连接结构产生的O形密封圈咬伤渗漏问题,通过对产品内外螺纹轴向间隙和安装端面间隙计算,观察密封圈损伤特点、失效分析硬度检测,结合有限元分析模拟,确定胶圈硬度数值偏下限、端面间隙较大等是导致胶圈咬伤的主要原因。经试验论证,可通过采取在接头密封端面加工氟塑料圈安装槽装配氟塑料保护圈方式规避胶圈咬伤问题。

隙地宅园造园理法浅析——以震泽师俭堂等为例

苏州震泽师俭堂之鉏经园,面积仅约170m2,但园居功能齐备,山石小景生意盎然、薄有洞天。此等隙地宅园是私家园林中最为日常性的一类,大多用地有限,边界不规整,但在造园时却皆能整饬空间秩序,且形成各具特色的景境体验,因此更适宜讨论传统园林“以小见大”的空间艺术。本文从隙地宅园的立意和审美基础着手,以篆刻章法做布局类比,研究山水理法在处理具体场地问题时的灵活性,探讨此类园林的共性特征和师俭堂造园特色之处。

葛洲坝船闸人字闸门底止水装置改造

葛洲坝船闸多次因人字闸门底止水装置损坏造成船闸停航抢修,停航时间长,给长江航运带来巨大损失。分析底止水损坏原因,提出将止水装置活动段改成固定段,并增加人字闸门全关时底止水与门槛的间隙,将底枢段止水固定螺栓由沉孔螺栓改为通孔螺栓,并提高所有止水固定螺栓强度,安装2个螺母防松,改善底止水装置使用工况,提高其可靠性。通过计算给出人字闸门全关时底止水与门槛的间隙值,保证人字闸门合拢时底止水刚好与门槛接触。结果表明,葛洲坝3座船闸下游人字闸门底止水经过改造,运行效果良好。

白车身密封的设计、检查与验证

本研究针对白车身密封的性能问题,首先从方案设计角度较为系统地论述了焊装工艺密封、涂装工艺密封以及相互间衔接配合的组合型策略,然后从数模检查和样车验证角度给出了相应的检测方法与验证措施,最后在量产管理阶段提出了一些操作建议。

铁水包滑动水口的设计与应用

滑动水口是铁水包重要密封设备,对密封的性能要求较高。本文对某钢厂的滑动水口进行设计改造,重点改进滑动水口的密封效率,提高滑动水口的密封性能,该滑动水口制造简单、成本较低。

混流式水泵水轮机泄漏量的计算及分析

为了确定混流式水泵水轮机泄漏量的大小,分别采用基于经验参数的理论公式法和基于N-S方程、RNG k-ε湍流模型、结构化网格技术的CFD数值模拟法,对某大型可逆式水泵水轮机分别在60%,70%,80%,90%的导叶开度下进行了泄漏量计算,并对2种方法的计算结果进行了对比分析.结果表明:理论公式法涉及经验参数的选取,对计算经验的依赖程度较大,具有一定的盲目性和不准确性,同时在对机组水轮机工况下的泄漏量进行计算时,由于各个工况点的水头相等,导致计算出的不同工况下机组泄漏量曲线是一条平行直线,并没有反映出泄漏量随工况变化的真实规律;将CFD数值模拟法计算的性能曲线与试验性能曲线进行比较,结果显示吻合度较高,验证了CFD数值模拟法的正确性及对间隙泄漏问题计算的可行性,可以较为准确地描述间隙泄漏问题,克服了理论公式法在计算时出现的弊端.

磁流体密封间隙对密封性能的影响

对磁流体在转轴密封中的应用作了探讨．阐明了磁流体密封的原理，根据磁学理论进行了磁回路的计算．在此基础上设计了磁流体密封的试验装置．实验中采用不同的密封间隙，以确定磁流体密封能力与密封间隙之间的关系．同时，进行了轴旋转和静止时磁流体密封能力变化的试验．试验结果表明，磁流体的密封能力随密封级数的增加而提高，随密封间隙的增大而减小，密封间隙在０．０５～０．２０ｍｍ时，效果较好。

单向双列螺旋槽干气密封流场数值模拟

对一种具有我国自主知识产权的单向双列螺旋槽干气密封端面流场进行了数值分析。采用商用CFD分析软件Fluent,应用RNGk-ε湍流模型、SIMPLE算法,计算了密封端面的压力分布、开启力、泄漏量,并计算了特定工况下密封的工作膜厚、工作泄漏量。结果表明该密封具有良好的动压效应和较小的泄漏量,对该类干气密封的进一步优化设计有一定的指导意义。

间隙对磁流体密封水介质的影响规律

为提供磁流体密封水的应用技术支持,研制了磁流体密封的试验装置,提出了新的试验方法来验证和解释理论分析和推导的正确性。试验中采用不同的密封间隙,以确定磁流体密封能力与密封间隙之间的关系。试验结果表明,磁流体的密封能力随密封级数的增加而提高;在一定范围内随密封间隙的增大而减小;密封间隙在0.05-0.20 mm时,效果较好,同时密封级数有一个最佳值;但是在特别小的时候,与所有文献报道不同的是密封能力不是提高而是在减小。

大间隙磁性液体静密封研究

为满足航空、航天、冶金等领域大间隙静密封要求,建立磁性液体静密封试验台,设计出磁性液体静密封试验件。在试验台上对磁性液体静密封进行深入研究,通过试验得出磁性液体静密封耐压、磁性液体注入量与密封间隙、密封温度和磁性液体磁化强度的关系。从理论上,计算试验件密封间隙中磁场分布,推导出磁性液体静密封耐压和温度关系的解析表达式,计算磁性液体静密封在不同间隙,不同饱和磁化强度下的最大耐压能力。理论分析和试验表明,在大间隙下磁性液体静密封能够满足一定耐压要求,具有实用价值。

大直径大间隙磁性液体静密封的实验研究

某些特殊的应用场合尤其是军工领域中需要使用磁性液体来解决大直径大间隙条件下的静密封问题。本文设计并组装了磁性液体“O”形圈的直径大于390mm，间隙分别为1．1mm，1．5mm，2．0mm和2．5mm的磁性液体静密封结构以及对其进行耐压实验的实验台。在该实验台上，分别测量了不同间隙的密封结构在多种磁性液体注入量下的密封耐压值，使用不同的磁性液体时的耐压值以及不同温度下的耐压值。结果表明：对应于4种密封间隙，本密封结构的最大耐压值分别为通常情况下耐压值的20％，13％，8％和4％，合适的磁性液体注入量分别为70mL，70mL，120mL和120mL；且在温度范围为20～120℃的条件下工作时对温度变化不敏感。