李志宇 闫方琦 徐鲁帅 宋 勇 姚 源

(1.西安航天动力研究所 陕西西安 710100；2.西安交通大学机械工程学院 陕西西安 710049)

螺旋槽机械密封与波锥坝密封在非接触式机械密封中都有广泛的应用[1-3]。特别是螺旋槽密封具有良好的动压承载效果及泵送效应，在中高速转子密封系统中表现出优良的稳定性与可靠性[4-8]，但其在液氮等低黏介质环境下存在承载性能不足的问题，尤其是转速较低时，容易造成密封在启动与停车阶段发生异常摩擦磨损。

波锥坝密封由YOUNG与LEBECK于1989年提出并进行测试[1]，有良好的动静压承载性能，同时有效减小了摩擦面积与泄漏量。王晓雪等[9]对核主泵波锥坝机械密封(WTD)的动压及静压承载性能进行解耦分析，指出在正常工况下主要依靠静压承载，而在密封间隙较小或密封出入口压差较小时，动压效应才起作用。LIU等[10]研究了扰动工况下WTD密封的稳定性及瞬态性能，同时考虑液膜空化对承载性能的影响，发现波幅对其影响最为显著。BLASIAK和ZAHORULKO[11]对径向直线槽、螺旋槽、锥度、波度密封的稳、瞬态性能进行比较，为减低磨损、控制泄漏、提高寿命设计提供参考。

基于以上2种表面织构的优异性能，本文作者提出了一种新型组合式机械密封槽型结构，即“螺旋槽-波锥坝”机械密封。该结构在低速状态下，可利用波锥槽的静压性能产生更高的承载能力；在高速运转状态下，螺旋槽产生的动压效应占主要部分，而波锥槽亦可起到一定增强作用。文中对组合槽与螺旋槽、波锥坝的密封性能进行比较，并进一步分析了不同结构参数与工况参数对性能参数的影响规律，结果可为特殊工况及特种设备用密封结构设计提供参考。……