交汇点 2023年5月11日

近日，在江苏海洋大学一间机械装备实验室里，一群“97后”研究生们正屏气凝神地进行模拟仿真实验，他们一步步调试、一步步优化，为其研制的新型自冲击密封装置做好精密验证。江苏海洋大学研究生团队研制的这项新型密封装置一经推出，就受到行业专家学者的广泛好评。南京萃智激光应用技术研究院有限公司、成都一通密封股份有限公司、山东双环密封科技有限公司、宁波方力密封件有限公司等多家公司已陆续向江苏海洋大学发出了合作邀请。

在各类高端装备的发动机、泵、压缩机中，会装有密封装置，以防止出现机械运行过程中的气体、润滑油等泄漏故障。如果出现泄漏问题，会导致设备停运、人身危害等安全隐患，甚至造成能源浪费、环境污染等重大损失。研究先进的密封技术并有效防止泄漏一直是高端装备领域的重要研究课题。

2021年1月，江苏海洋大学何一鸣、黄周鑫等4名研究生在指导老师的指导下，与3名本科生共同组建了“新型自冲击密封”研发团队。他们在指导老师申报的国家自然科学基金项目的资助支持下，开始了正式研究。

从“实验室”走进“生产线”，江苏海洋大学研究生团队将科技创新转化为产品创造。在这个新型密封装置研发的背后，有着原创密封技术的有力支撑，这也是实现国内高端装备密封核心技术攻关的关键。

传统的非接触式密封形式主要包括迷宫密封、干气密封、螺旋密封、间隙密封等。“传统的密封形式在结构上存在直通型透气效应造成封严率低，运行中过分依赖主轴转速会在停运时失去密封能力，辅助装置复杂、稳定性差、适应能力较弱。这些都是传统密封形式普遍存在的缺陷。”何一鸣说道。如何在传统密封形式现有基础之上，进行技术革新，启发团队瞄准深度科研攻关的主要方向。

“‘特斯拉阀’是由特斯拉本人提出并命名的，它在结构上具有良好的单向导通性。”提到开展密封技术研究的灵感起源时，黄周鑫解释道。“如果从逆向思维出发，‘特斯拉阀’结构还具有反向抑制效应，这也启发我们在此基础上进行新型密封结构设计。”

团队成员在平面特斯拉阀结构基础上，在经历“水平型——阶梯型——层叠式”三个阶段中，进行一项项地理论设想、一步步地结构优化、一次次地模拟仿真。他们不仅埋头钻研，还走访调研了全国密封相关企业10余家，参加国内外学术论坛及企业技术交流20多次，这些都为他们的科学研究奠定了坚实基础。

团队成员徐慧讲到，“没有现成的设备可以参照借鉴，科研难度很大，我们纯属摸着石头过河，大家内心偶尔会有迷茫。但是，团队的相互鼓励和对未知探索的渴望给了我们坚持下去的力量。”

7个人的“97后”新生代团队，3年多的探索性研究，40多次的方案改良，经过刻苦钻研、勇于挑战的1000多个日夜，海大青年们亲手为这个科研故事书写出了一个光彩的结局。最终，他们自主研发出一种新型自冲击密封装置。这项装置实现了由平面结构到三维结构的根本性突破，较现有密封减漏50%以上，密封间距是干气密封的十几倍甚至几十倍，完成了近乎完美的节流行为，较大提升了装配、级数布置效率及稳定性。

行业专家李德才教授评价说：“高效简洁的密封装置一直是密封领域的研究热点，这项新型自冲击密封技术是一项非常有发展前景的密封技术，该技术创新性强，具备良好的实业化价值，市场应用前景广阔。”

高性能的非接触式密封产品是应用于高端装备等重要部件。目前，我国此类密封产品90%仍然依赖进口，在供货周期、数量及运维上受制于人。这项新型自冲击密封装置可以广泛应用于航空发动机、燃气轮机等高端装备上，有效解决了我国密封技术领域“卡脖子”难题。在此研发中，团队成员共获得相关知识产权5项，在SCI、EI发表论文6篇。

“这项新型自冲击密封装置不仅是对现有先进非接触式密封技术的理论创新，更具有重要的应用推广价值，未来一旦投入生产，将迅速占领高端密封领域的市场。”总装备部唯一认定的机械密封使用合格单位、宁波方力密封件有限公司董事长任建光对这项新型装置满怀信心和期待。（通讯员：孙晓娥）

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