基于逾渗理论的超低温泛塞密封圈的性能分析

泛塞密封圈能够补偿压缩量偏差,具有良好的高速表面动态性能,但由于泛塞密封圈壳体主要采用热膨胀系数较大的塑料,因此在液氢环境下常常会导致密封性能下降,甚至产生较大的泄漏。本文基于逾渗理论,考虑密封面粗糙度因素,建立超低温旋转泛塞密封圈热固耦合分析模型,以液氢环境下的摩擦力和泄漏量为密封性能的评价指标,分析了不同壳体材料对密封性能的影响程度,以外径、密封唇厚度、内径为主要参数,分析了各密封壳体结构参数对密封性能的影响程度,得到给定要求下的最优模型尺寸参数,并进行了试验验证。结果表明:在液氢环境5MPa介质压力下,相同结构参数的聚三氟氯乙烯(F3)壳体材料摩擦力是聚四氟乙烯(F4)的2.26倍,泄漏量为0.867倍。当其它结构不变时,泛塞密封圈外径越大,摩擦力增大而泄漏量减小;厚度越厚,密封圈摩擦力与泄漏量越大。泛塞密封圈经过结构参数优化后,在介质压力为5MPa时,泄漏量最大下降了63.30%。

泛塞密封圈技术发展现状

泛塞密封圈由于其较宽的温度使用范围、良好的耐腐蚀和密封性能而被广泛应用于各工业领域。但在一些苛刻的场合,如超低温超高压的应用中,其密封性能的可靠性仍比较低,相关的研究成果比较缺乏。针对该领域这一研究现状,对泛塞密封圈的结构和密封原理、材料及制造工艺、有限元分析方法等研究成果进行了全面的综述。分析了存在的问题并提出了后续的研究关注点,可供相关技术人员开展研究和设计提供了参考借鉴。

大直径密封组件的设计及测试方法研究

对某单点系泊电力滑环的大直径密封组件的设计和测试方法进行探索。对泛塞密封圈选型过程作了叙述和对比。改进了轴承自密封结构形式,将密封环与安装轴承基座进行分体设计,泛塞密封采用压套工艺安装,大幅降低了装配难度和失效风险。后期的维护亦可将密封组件作为独立模块进行保养或更换。设计了一套专用测试工装检验密封组件的可靠性和寿命,简述了测试方法和过程,为类似大直径密封结构的设计、装配和测试提供了参考。