高温高压弹簧蓄能密封结构设计与密封性能分析.pdfVIP

HydraulicsPneumaticsSeals/No.10.2024

doi:10.3969/j.issn.1008-0813.2024.10.005

高温高压弹簧蓄能密封结构设计与密封性能分析

王永红，袁国海，房烨欣,高

翔,刘建全，郭

飞？

（1.中国石油工程技术研究院，北京102200；

2.清华大学高端装备界面科学与技术全国重点实验室，北京100084）

摘要：针对高温(200℃）高压（150MPa）工况，设计了一种双向非弹性密封组结构方案，并通过对弹簧进行降维处理，建立弹簧蓄

能密封组的轴对称分析模型，分析了温度和介质压力分别对所设计密封组密封性能的影响规律。结果表明：高温会使密封夹套的峰

值接触压力降低，但是会增加密封夹套的接触宽度，弥补材料变软对密封性能的影响；高压会使密封夹套双唇口之间形成极高的峰值

压力，有利于实现密封。

关键词：结构设计；有限元分析；双向密封；弹簧等效

中图分类号：TB42;TE931;TH136文献标志码：A文章编号：1008-0813(2024)10-0029-08

StructuralDesignandSealingPerformanceAnalysisofHighTemperature

andHighPressureSpringEnergyStorageSealingRing

WANGYong-hong,YUANGuo-hail,FANGYe-xin,GAOXiang,LIUJian-quan,GUOFei?

(1.CNPCResearchInstituteofEngineeringTechnology,Beijing102200,China;

2.StateKeyLaboratoryofTribologyinAdvancedEquipment,Beijing100084,China)

Abstract:Thisarticledesignsabidirectionalnonelasticsealinggroupstructureschemeforhightemperature(200

(150MPa)workingconditions.Byreducingthedimensionofthespring,anaxisymmetricanalysismodelofthespringenergystoragesealing

groupisestablished,andtheinfluenceoftemperatureandmediumpressureonthesealingperformanceofthedesignedsealinggroupis

analyzed.Theresultsshowthathightemperaturecanreducethepeakcontactpressureofthesealingjacket,butincreasethecontactwidthof

thesealingjackettocompensatefortheimpactofmaterialsofteningonsealingperformance;Highpressurewillcreateextremelyhighpeak

pressurebetweenthedoublelipsofthesealingjacket,whichisbeneficialforachievingsealing.

Keywords:structuraldesign;finiteelem