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被密封流体介质通过填料与运动间界面的泄漏机理有多种形式,常见的间隙泄漏机理、多孔泄漏机理、粘附泄漏机理和动力泄漏机理。前两种与静密封处的泄漏规律基本相同,而粘附泄漏时液体在往复运动配合处所特有的泄漏形式,动力泄漏机理是液体在回转运动配合面轴向泄漏的一种形式。
1) 间隙泄漏机理
间隙泄漏机理指流体通过宏观间隙发生泄漏,泄漏流体的流动遵循流体力学揭示的流体狭缝流动规律。尽管实际的流体泄漏途径可能是曲折多变的,但宏观效果上,可以认为流体是通过径向间隙为C的环隙狭缝而实现泄漏的。该泄漏机理的物理模型简洁,揭示了流体的粘度,流体在填料密封两端的压差,填料密封的轴向长度、径向间隙的大小和轴的偏摆程度等对流体泄漏率具有重要影响,这与事实一致,对填料密封的设计和操作具有重要的理论指导意义。但对于实际的软填料密封,当预测其泄漏率时,有效径向间隙C的确定颇为困难,因为这一径向间隙取决于具体的密封结构、填料性能和操作工况等。
2) 多孔隙泄漏机理
间隙泄漏机理从宏观的角度出发,揭示填料密封的流体泄漏规律。但从微观的角度考虑,多孔隙泄漏机理更接近事物的本质。多孔隙泄漏机理认为,密封构件的表面不可能是理想的光滑表面,其微观表面形状是凹凸不平的。许多凸峰和凹坑往往构成了不规则的相互连通的泄露通道,在流体压差或毛细管的作用下,流体通过这些泄漏通道而实现泄漏。这通常是填料密封的主要泄漏形式。
3) 粘附泄漏机理
如果密封面的微观凹陷是一些与泄漏方向垂直且又不连通的“沟槽”,这时只要密封填料与凸棱贴紧,即使软填料未填密凹槽,旋转运动时也不致发生泄漏。但是,在往复运动的情况下,则可能发生粘附泄漏。这是因为液体与固体表面的粘附作用,使微观凹槽中留有少量的液体,被运动表面带到外侧,当密封表面返回运动时,被带出的液体不可能原封不动地带回,一定有少量液体被排留在外侧成为漏液,其漏液随往返次数和行程距离的增大而增多。
4) 动力泄漏机理
转轴密封表面上留有的螺旋形加工痕迹,具有泵液作用,当轴转动时,痕迹槽内的液体沿螺旋槽轴向流动,如果流动方向与泄漏方向一致,则轴的转动造成了流体泄漏率的增加,且随转速的增高,泄漏加剧。这一泄漏机理即为动力泄漏机理。
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