高壓水射流油管清洗噴頭旋轉(zhuǎn)動密封設(shè)計(jì)

高壓水射流油管清洗噴頭的關(guān)鍵是密封技術(shù)，密封失效不但會浪費(fèi)水力能量，而且容易造成密封后部軸承的失效，從而影響整個(gè)噴頭的使用。常見的旋轉(zhuǎn)密封一般為O形圈密封或填料密封，由于水的潤滑性差，粘度低，隨著使用壓力及旋轉(zhuǎn)速度的不斷提高，摩擦副極易受損。而高壓水間隙密封機(jī)構(gòu)則可以很好地解決這一問題。

間隙密封的機(jī)制是在固定件和運(yùn)動件的接觸面設(shè)置一個(gè)很小的環(huán)形間隙，流體在通過這一環(huán)形間隙時(shí)，由于節(jié)流效應(yīng)產(chǎn)生很大的流阻，從而減少了泄漏。在間隙中流動的流體遵循阻抗流動法則。我們在設(shè)計(jì)過程中，同時(shí)參考迷宮密封原理，在旋轉(zhuǎn)套上加工多道溝槽，進(jìn)一步耗散流體的能量，增強(qiáng)密封效果。但這種密封機(jī)構(gòu)仍不可避免地存在流體泄漏現(xiàn)象，經(jīng)研究認(rèn)為，當(dāng)泄漏量小于射流流量的10%時(shí)密封有效，否則判定為失效。密封部位泄漏量可由下式計(jì)算：

 公式(1)

公式(1)中：q —泄漏量，m³/s；
            C_e —修正系數(shù)；
           d —密封面中徑，m；
          μ —流體動力粘度，Pa•s；
           L —密封段長度，m；
           h —密封間隙高度，m；
         ΔP —密封兩端壓力差，Pa可由下式近似計(jì)算：

 公式(2)

公式(2)中：λ —阻力系數(shù)，與雷諾數(shù)有關(guān)；
           ρ —流體的密度，kg/m³；
             d_g —等效直徑，m可由下式近似計(jì)算：

 公式(3)

需要指出的是，應(yīng)合理設(shè)計(jì)密封段直徑和間隙的高度，盡可能減少不必要的泄漏。密封段直徑越小，密封間隙就越小，泄漏就越少，但加工手段也會越復(fù)雜。同時(shí)，考慮裝配的靈活性因素，我們認(rèn)為密封段直徑不大于10 mm，密封間隙取為0.002～0.005 mm是比較合適的。心軸上的溝槽尺寸暫時(shí)沒有可用的理論或經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，試驗(yàn)后認(rèn)為(0.5 mm×0.5 mm)是比較理想的。