空间站尿处理装置机械密封结构设计与试验研究

作     者：丁平 孙民政 杨松林 李英斌 刘力涛 Ding ping;Sun Minzheng;Yang Songlin;Li Yingbin;Liu Litao

作者机构：人因工程全国重点实验室北京100094 中国航天员科研训练中心北京100094 

出 版 物：《航天医学与医学工程》 (Space Medicine & Medical Engineering)

年 卷 期：2024年第35卷第6期

页      面：341-345页

学科分类：081702[工学-化学工艺] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 

基　　金：人因工程全国重点实验室基金资助(项目编号614222207072207) 

主　　题：机械密封 镶嵌式 碳化硅 钛合金 耐腐蚀 

摘      要：针对碳化硅陶瓷不易烧结制造成复杂零件,在部分机械密封中应用受限的问题,笔者设计了一种碳化硅陶瓷环与金属零件镶嵌,制作复杂结构机械密封的方案,并以空间站尿处理装置为应用背景,设计和开展了型式试验和寿命试验。试验结果显示:试制的镶嵌式机械密封,在压差50 kPa的条件下,液体静态泄漏速率不大于0.88 mL/h;在转速400 r/min的条件下,液体动态泄漏速率不大于0.47 mL/h;在装机条件下进行了振动和冲击动力学环境鉴定试验,试验前后密封性能无变化,试验后在模拟尿液废水中进行了4 500 h的寿命试验,密封性能良好。试验后拆解检查,陶瓷环安装及外观状态良好,无可见腐蚀和磨损。结果表明,该镶嵌结构能够满足复杂机械结构的要求,能够在酸性、腐蚀性液体条件下长期稳定的工作。