新型上游泵送机械密封端面型槽结构的参数化建模

《新型上游泵送机械密封端面型槽结构的参数化建模》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、新型上游泵送机械密封端面型槽结构的参数化建模*基金项目：国家级大学生创新创业训练计划项目（201210298015）；江苏省高等学校大学生实践创新训练计划项目（2012JSSPITP0706）。**作者简介：海乐檬（1992-），女，本科生，主要从事过程装备设计研究。***通讯作者：孙见君（1965-），男，教授，博士生导师，主要从事摩擦学、流体密封技术研究。海乐檬**，孙见君***，李志宏，王敏，马晨波南京林业大学机电工程学院，南京210037摘要：参数化建模是上游泵送机械密封型槽结构设计和优化的有效保障。本文通过对型槽结构的分析提出了一种新型螺旋线与圆弧组合的上游

2、泵送机械密封端面型槽结构，并基于CAD/AutoLISP开发了参数化建模设计软件程序。程序能够实现与GAMBIT/FLUENT等分析软件的快速对接，提高上游泵送机械密封端面型槽结构优化的效率，其方便功能扩展的程序开放性，也为上游泵送机械密封其他新型组合型槽的开发提供了技术支持。关键词：上游泵送机械密封；参数化设计；型槽；CAD/AutoLISPTheparametricdesignofnewtypeUpstreamPumpingMechanicalFaceSealHaiLemeng，SunJianjun，LiZhihong，WangMin，MaChenboColleg

3、eofMechanicalandElectronicalEngineering，NanjingForestryUniversity,NanjingJiangsu210037，ChinaAbstract：Parametricmodelingisaneffectivemeasuretooptimizespiralgrooveupstreampumpingmechanicalseal.Inthispaper,geometricparametersareanalyzedforintroducingcombinedspiral-curvinggrooveupstreampump

4、ingmechanicalseal,andthenprogramofparametricdesignisdevelopedbyCAD/AutoLISP.ThiskindofprogramisusedtofastcontactwithfluidanalysissoftwareGAMBIT/FLUENTforefficientgeometryoptimization.Itmakethesystemextendeasily,providingtechnicalsupportfordevelopingothernewtypecombinedgrooveupstreampump

5、ingmechanicalseal.Keywords:UpstreamPumpingMechanicalSeal;ParametricDesign;Groove;CAD/AutoLISP0引言上游泵送机械密封技术近年来发展迅速，端面开槽技术更是日渐成熟。由于型槽结构、槽数、槽深等都会影响到密封性能[1,2]，因而希望设计尺寸不同、结构相似的系列化模型，进行型槽参数优化，以满足不同工况对密封的要求。但是，对于一些性能优良的组合型槽而言，型槽结构复杂，模型制作繁琐，性能分析时便会出现大量的重复性建模工作，极大地延缓了型槽优化过程，降低了设计效率。可见，上游泵送机械密封的开

6、发迫切需要能够快速实现参数化设计及建模的型槽绘制系统[3,4]。AutoCAD具有良好的用户界面，允许用户利用内嵌语言AutoLISP、VisualLisp、VBA等进行二次开发，制作参数化三维模型。本文旨在运用AutoCAD以及AutoLISP二次开发工具，建立人机交互界面，依据参数的相关性自动创建所需尺寸的三维型槽，实现模型参数化高效制作，为上游泵送机械密封的优化设计提供技术支撑。1上游泵送机械密封的端面型槽结构设计1.1密封原理及几何结构特点上游泵送机械密封的密封机理依靠流体动压效应使流体从低压侧流向高压侧，产生开启力以平衡闭合力，实现非接触式密封。上游泵送机械

7、密封端面型槽一般为关于旋转轴中心对称的结构，槽的轮廓线多为直线、螺旋线、圆弧或他们的组合；槽数通常为8到12个，槽深为微米级，密封宽度较大[3]。单一线型型槽结构简洁，建模方便；组合型槽结构相对复杂，建模繁琐，但其往往具有优异的密封性能。图1为具有螺旋型槽结构的上游泵送机械密封。当动环沿图示方向旋转时，槽内流体在螺旋型槽线凸面的作用下增速并沿螺旋槽槽线不断向外径侧输送，形成剪切流，受密封坝和密封堰的阻挡，进而形成动压液膜；同时，被密封介质由于压差作用从高压侧向低压侧流动，形成压差流，当剪切流与压差流相平衡时实现零泄漏。动压液膜的形成，使端面间无接触磨