基于PumpLinx的汽车水泵结构改进及散热效果研究

针对水封干烧导致水封漏水的难点问题,根据现行水泵的结构剖析了干烧现象的成因,提出了增设高压反馈回水孔的泵体结构改进方案。基于Pump Linx进行了数值模拟实验;搭建实验系统并进行了结构改进前后水泵在湿式和干湿交变状态下的散热效果比对实验。研究结果表明,泵体的结构改进明显提升了叶轮与水封之间区域的散热效果,可有效防止水封干烧现象的产生。

刷衬-篦齿密封泄漏流动特性数值模拟研究

为进一步提高空气涡轮火箭发动机(Air-Turbo Rocket Engine,ATR)在高封严压差下的密封性能,同时避免接触式刷式密封摩擦升热问题,建立了刷衬-篦齿密封结构和数值模型,在已有刷束泄漏流动实验数据验证模型准确性的基础上,计算了刷衬-篦齿密封不同结构参数下的流场、压力分布和泄漏流量,分析了刷衬-篦齿密封各主要结构参数对密封性能的影响,结合参数与泄漏流量之间的关系,改进了刷衬-篦齿密封的结构。结果表明,刷衬-篦齿密封泄漏的主要来源为篦齿与刷束之间间隙的“透气效应”,减小篦齿与刷衬之间的间隙、刷丝直径、刷丝自由高度可不同程度地减小泄漏率;而减少齿数、刷束厚度、齿顶宽度、篦齿间距、刷束密度等参数则导致泄漏的增加,其中篦齿与刷衬之间零间隙泄漏率约为间隙0.3 mm时的23%;改进后的刷衬-篦齿密封泄漏率较原刷衬-篦齿密封低8.9%,密封性能得到进一步改善。

发电机轴承油槽密封结构对油雾泄漏的影响

大型水电站轴承油槽总是不可避免地发生油雾泄漏问题,改善密封结构通常是解决水电站轴承油槽甩油雾问题最简单有效的措施.为了降低油雾泄漏对发电机内部造成的污染,文中围绕某抽水蓄能电站发电机轴承油槽甩油雾问题,对油槽密封盖进行改型,并开展密封腔油雾多相流数值模拟研究.通过Mixture模型和SST k-ω模型解析了原密封结构和2种改进密封结构的流场分布特性,并评估了不同密封结构下的油雾泄漏情况.研究结果表明:相比于原设计模型,改进模型Ⅰ,Ⅱ的油雾泄漏量平均减少了18.9%,88.6%,改进模型Ⅱ抑制油雾效果最为显著;高压气体的注入会破坏密封腔原有的环形涡流,从而抑制油雾逸出;对于下部密封腔而言,提高进口压力,减小进口流速都有助于改善密封性能.文中的研究可为油槽密封改良以及轴承油雾泄漏控制措施提供一定的参考,提升电站的经济效益以及运行的安全稳定性.

核主泵口环密封动力学特性数值研究

为了研究口环密封对核主泵转子动力学特性的影响,本文以“华龙一号”核主泵密封口环为研究对象,应用转子动力学理论,建立小扰动模型下的涡动转子动力学方程,基于CFD准稳态方法,对密封间隙域内部流场进行数值模拟,探究转速、压差及口环结构对转子动力学特性以其稳定性的影响。结果表明:转速和压差越大,涡动比对密封力的影响效果越显著,刚度系数、阻尼系数的绝对值呈增大趋势,转速对交叉刚度系数和交叉阻尼系数影响显著,平面密封和迷宫密封交叉刚度系数分别增加了6.92倍和4.13倍,交叉阻尼系数分别增加了15.4倍和6.25倍;压差对直接刚度系数影响明显,平面密封与迷宫密封直接刚度系数分别增加了6.2倍和9.1倍。同时迷宫密封对应的涡动系数Ω_(f)小于平面密封,稳定性优于平面密封结构。

基于瞬态有限元的齿轮箱迷宫密封泄漏研究

针对某高速列车齿轮箱迷宫密封的润滑油泄漏问题,基于ANSA软件建立齿轮箱及迷宫密封结构的有限元模型,并采用FLUENT软件对其进行多相流瞬态仿真分析,研究迷宫密封结构的相对啮合深度、节流齿厚、径向间隙、回油孔直径及个数、齿与台阶距离、齿宽、密封间隙对润滑油泄漏量的影响。结果表明:当相对啮合深度大于0.5时,润滑油泄漏量与相对啮合深度呈负相关;润滑油泄漏量与节流齿厚、回油孔直径、回油孔数量呈负相关;润滑油泄漏量与径向间隙、齿宽、齿与台阶距离、密封间隙呈正相关。根据研究结果对迷宫密封结构进行改进,改进后的迷宫密封结构润滑油泄漏量降低为原始泄漏量的3.6%。

加油站油气回收真空泵的结构和性能优化

针对加油站二次油气回收系统中使用的真空泵在使用过程中普遍存在稳定性差易导致气液比漂移、使用寿命不及预期、维修费用高给加油站的管理经营带来不利的影响等问题,通过对该类型真空泵进行结构改进,有效提高了泵的运行稳定性,延长了泵的使用寿命,降低了泵的维修成本,提升了加油站的环保管理水平。

高压液氢泵行业研究现状及关键技术问题

将氢气液化,以液态氢的方式进行储运、加注是降低用氢总成本的重要方式之一,并有望成为未来面对更大用氢需求的更优选择。高压液氢泵作为液氢产业链中的核心设备,其国产化水平对于降低成本和提高产业链自主可控至关重要。为此,系统调研了高压液氢泵在加氢站的应用现状及国内外研发情况,分析了高压液氢泵研究中亟需解决的关键技术问题,提出了液氢泵国产化的技术攻关方向及主要路径。研究结果表明:①液氢加氢站主要有低压汽化压缩、液氢泵增压汽化和直接加注等3种技术模式,其中液氢泵增压汽化是液氢存储型加氢站的主流技术模式;②中国有关高压液氢泵研发的公开研究成果较少,高压液氢泵的国产化研发仍处在初级阶段,产品的稳定性和成熟度还有待验证;③高压液氢泵国产化研发亟需解决结构型式选择与设计、低温绝热性能、材料选择、活塞密封与泄漏控制等关键技术问题,并针对性地提出了液氢泵国产化的建议。结论认为,高压液氢泵设计需要在技术与性能,生产与维护之间综合考量,以确保其在极端低温环境下稳定、可靠运行;随着氢能产业的快速发展,氢能的跨境运输将成为现实,届时液氢将成为重要储运方式,高压液氢泵将在国际液氢物流运输船舶接收、储罐转注、液氢槽车充装、液氢加注等环节发挥更大的作用。

国产高速泵运行稳定性的研究与改进

通过对国产高速泵润滑油系统、密封油系统、机械密封结构以及齿轮箱型式的研究,逐步落实改进方案与措施,极大地降低了高速泵运行的故障率,从而提高了装置运行的稳定性和安全性。

清洗段碱液循环泵的故障分析及改进

本文分析阐述了碱液循环泵在连续退火机组清洗段生产使用中出现的循环泵机械密封漏液、泵体轴承损坏、循环泵泵轴断裂等故障。为解决这些问题,详细分析了出现这三种故障的具体原因,循环泵机械密封漏液是因为碱液杂质多导致机械密封石墨环损坏、机封装配过程有杂质进入机械密封内;泵体轴承损坏是由于碱液进入轴承箱导致轴承润滑不良、原设计轴承选型不合适;循环泵泵轴断裂是由于循环泵轴承频繁损坏,轴承损坏后泵转动不平衡导致的。针对以上主要故障采取的有效改进措施:在循环泵机封和轴承箱之间加装挡水环,选择能够承受轴向窜动的角接触球轴承、后置改为双轴承,提高循环泵装配精度和清洁度。改进后循环泵的问题得到解决,泵的使用寿命大大提高。

三偏心蝶阀浮动式阀座结构综述

常规三偏心蝶阀由于阀座和密封圈的加工及装配误差的影响,只能满足单向密封的要求。为了提高三偏心蝶阀的反向密封性能,近年来,经过各个阀门厂家的验证,利用介质反向作用时的压力提高密封副密封比压的浮动式阀座结构,在蝶阀双向密封中取得了显著的效果。本文通过对三偏心蝶阀在反向介质作用时容易泄漏的原因进行分析总结,并介绍了不同蝶阀生产厂家采用不同型式的浮动式阀座结构的特点,指出了现有的浮动式阀座结构中螺钉存在容易松动的弊端,在此基础上对蝶阀密封结构进行了改进设计。改进后的密封结构保证了正、反向的可靠密封性,解决了螺钉容易松动脱落的问题。

油封动密封机制的有限元分析

将油封的表面效应和结构效应的动密封理论作为理论基础,借助大型有限元软件ANSYS CFX对密封介质在密封间隙中的流动情况进行了模拟。分析了油封唇口表层材料弹性皱纹的反旋段和顺旋段的差值(ΔL)以及轴的转速对表面效应引起的泵吸率的影响,以及转速对结构效应引起的泵吸率的影响。结果表明;由表面效应引起的泵吸率随ΔL值的增加及轴转速的提高而增大,由结构效应引起的泵吸率随轴转速的提高而增大;模拟结果与实验结果有较好的一致性,证实了利用有限元方法进行该流体分析的可行性。

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.

电磁轴承在立式高速泵中的应用

为了改善传统高速泵轴承极易损坏,寿命短,噪音大,转速低等缺点,将目前具有优越性能的电磁轴承应用于立式高速泵.对电磁轴承的基本结构、工作原理、控制系统、电磁力、刚度特性及其在立式高速泵中的安装结构进行了研究,并且对安装电磁轴承后高速泵的运行特性进行了分析.结果表明:电磁轴承由于无接触、无需润滑、无摩擦,可有效解决高速泵中轴承失效的问题,能有效延长高速泵的使用寿命,解决了困扰高速泵多年的密封问题.电磁轴承的控制系统与轴承承载力完全能够满足在高速泵上应用的要求且具有较好的刚度特性.安装电磁轴承后,有效提高了高速泵的运行稳定性、转速及扬程.但是由于转速的提高,汽蚀现象更加严重,造成了对叶片的损坏,这就需要对叶片形状做进一步的改进.

结构参数对径向唇形密封圈密封性能的影响研究

文章针对径向唇形密封圈,考虑抱轴力与唇口接触宽度的关系,建立简化的二维模型,推导得到了新的包含转速与抱轴力的生热量和泵汲率表达式,并分析了结构参数对密封性能的影响。结果表明:计算数据与现有实验和模拟结果取得了较好的一致性,结构参数中的两侧唇角、唇口厚度和轴径的改变会影响唇口的形变量,从而改变接触宽度,最终影响到密封性能;空气侧唇角的变化对抱轴力的影响更大,而油侧唇角的变化对泵汲率的影响更显著;随着唇口厚度的增加,接触宽度也增加,这会导致唇口压力均匀分布,不利于促进泵汲率;随着轴径的增加,抱轴力也变大,生热量和泵汲率都逐渐增加。

万米钻井泥浆泵柱塞密封失效分析及改进

钻井泥浆泵柱塞密封性能的好坏与使用寿命的长短直接影响到高压泥浆泵的工作性能及质量。为了弄清高压钻井泥浆泵柱塞密封圈的失效形式、原因及机理,进一步提高钻井泥浆泵柱塞密封圈的寿命,对万米钻井泥浆泵柱塞密封失效分析。结果表明,高压钻井泥浆泵柱塞密封主要的失效形式为:扭曲变形、老化、磨损、撕裂与断裂等。主要影响因素是温度过高,散热不好,引起密封圈老化,密封材料丧失性能,其次是钻井液等颗粒的进入,对密封面进行不断的磨损,导致密封圈损坏。建议从密封圈的材料、结构设计、组合数量以及冷却装置等方面进行技术改进来提高高压钻井泥浆泵柱塞密封的性能和使用寿命。

液压电机泵样机的结构改进与性能试验

为了进一步降低液压电机叶片泵样机的噪声、提高效率,运用有限元分析软件对研制出的液压电机叶片泵样机的部分部件进行应力应变与流场计算和结构改进,获得了改进样机的转子转速、输出流量、噪声声压级和效率随输出压力的变化规律。结果表明:改进后液压电机叶片泵样机有效地解决了内泄漏较大问题,消除了因内部流道狭窄引起的气穴现象;与电机油泵组相比,容积效率基本一致,在输出压力大于13 MPa时,总效率略低,约为2%,噪声声压级降低了11 dB以上。

游梁式抽油机光杆密封装置的改造

综合考虑游梁式抽油机常规光杆密封装置存在的不能中心调偏、密封圈更换不便、防喷系统结构复杂等问题,提出了一种新型密封装置的设计方案。该新型结构不但克服了常规光杆密封装置的缺点,而且大大提高了使用寿命。

杆式抽油泵结构改进与应用

针对杆式抽油泵在长庆油田推广使用过程中暴露出的问题,从抽油泵结构、工艺和技术标准等方面进行改进和完善:①设计了双坐封、下扶正结构的顶部固定杆式抽油泵;②提高阀杆材质等级,并在阀杆表面进行镀铬处理;③增大进油阀罩环形面的有效宽度,同时在进油阀罩与进油阀座接触的密封面处加装紫铜垫圈;④在阀杆两端螺纹处加装锁紧螺母,并在阀杆组装时对阀杆螺纹处加涂螺纹密封胶;⑤制定杆式抽油泵定型技术规范,统一泵的结构和关键连接尺寸。改进后的抽油泵使用量已超过3 000台,提高了油田采收率。

船用离心泵密封的失效分析及其改进

介绍了目前船用离心泵常用密封结构的失效形式,并分析了其失效的主要原因,同时介绍了船用离心泵密封的改进试验及其结果。

柱塞泵密封结构的改造

提出了一种油田注水用柱塞泵的结构改造方案。改造后 ,泵效明显增高。同时提高了泵的使用寿命和延长了检泵周期。