[发明专利]多级泵用螺旋槽口环密封的设计方法

权利要求书

1.一种多级泵用螺旋槽口环密封的设计方法，提供螺旋槽口环的主要几何参数，包括螺旋槽口环最佳密封能力Δp、螺旋槽的相对槽深k₂、螺旋槽的槽深h、口环密封的间隙s、螺旋槽的螺旋角α、螺旋槽的相对槽宽k₁、螺旋槽的头数i、螺旋槽的槽宽a、螺旋槽的齿宽b、口环上螺旋槽长度l、口环的长度L等，其特征在于：为达到螺旋槽口环最佳密封能力Δp，螺旋槽口环几何参数与口环的前后压差ΔP、螺旋槽口环所在处的叶轮的直径D和多级泵泵轴的转速n之间适合以下关系：

式中：

Δp—口环的密封能力，MPa；

v_水—水的运动粘度，m²/s；

v_液—液体的运动粘度，m²/s；

μ—液体的动力粘度，N·s/m²；

L—口环的长度，m；

V—口环的密封间隙直径的圆周速度，m/s；

s—口环密封的间隙，m；

k₁—螺旋槽的相对槽宽，

a—螺旋槽的槽宽，m；

b—螺旋槽的齿宽，m；

k₂—螺旋槽的相对槽深，

h—螺旋槽的槽深，m；

α—螺旋槽的螺旋角，度。

2.根据权利要求1所述的多级泵用螺旋槽口环密封的设计方法，其特征在于：螺旋槽的相对槽深k₂和螺旋槽的槽深h的设计公式：

h＝s(k₂-1)

式中：

k₂—螺旋槽的相对槽深，

α—螺旋槽的螺旋角，度；

s—口环密封的间隙，m；

h—螺旋槽的槽深，m。

3.根据权利要求2所述的多级泵用螺旋槽口环密封的设计方法，其特征在于：口环密封的间隙s和螺旋槽的螺旋角α的设计公式：

式中：

s—口环密封的间隙，m；

n—多级泵泵轴的转速，r/min；

D—螺旋槽口环所在处的叶轮的直径，m；

α—螺旋槽的螺旋角，度。

4.根据权利要求1所述的多级泵用螺旋槽口环密封的设计方法，其特征在于：螺旋槽的相对槽宽k₁、螺旋槽的头数i、螺旋槽的槽宽a和螺旋槽的齿宽b的设计公式：

k₁＝0.5

i＝0.01586ΔP⁴-0.1701ΔP³+0.2072ΔP²+2.562ΔP+3.374

式中：

k₁—螺旋槽的相对槽宽，

i—螺旋槽的头数，取整；

ΔP—口环的前后压差，MPa；

a—螺旋槽的槽宽，m；

b—螺旋槽的齿宽，m。

5.根据权利要求4所述的多级泵用螺旋槽口环密封的设计方法，其特征在于：口环上螺旋槽开槽部分的长度l的设计公式：

l＝[0.7881-0.08688cos(0.3791ΔP)+0.07916sin(0.3791ΔP)]L

式中：

l—口环上螺旋槽开槽部分的长度，m；

L—口环的长度，m；

ΔP—口环的前后压差，MPa。

6.根据权利要求5所述的多级泵用螺旋槽口环密封的设计方法，其特征在于：口环的长度L的设计公式：

式中：

L—口环的长度，m；

D—螺旋槽口环所在处的叶轮的直径，m；

ΔP—口环的前后压差，MPa。