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    機械密封設計中的選型

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    機械密封設計中的選型

    發布日期:2020-09-29 作者: 點擊:

     機械密封結構型式的選擇是設計環節中的重要步驟,必須先進行調查:①工作參數—介質壓力、溫度、軸徑和轉速。②介質特性—濃度、粘度、腐蝕性、有 無固體顆粒及纖維雜質,是否易汽化或結晶等。③主機工作特點與環境條件—連續或間歇操作;主機安裝在室內或露天;周圍氣氛性質及氣溫變化等。④主機對密封 的允許泄漏量、泄漏方向(內漏或外漏)要求;壽命及可靠性要求。⑤主機對密封結構尺寸的限制。⑥操作及生產工藝的穩定性。
    1.根據工作參數p、v、t選型
    這里p是指密封腔處的介質壓力,根據p值的大小可以初步確定是泵用機械密封否選擇平衡式的結構以及平衡程度。對于介質粘度高、潤滑性好的,p≤0.8MPa,或低粘度、 潤滑性較差的介質,p≤0.5MPa時,通常選用非平衡式結構。p值超過上述范圍時,應考慮選用平衡式結構。當p>15MPa時,一般單端面平衡式結構很 難達到密封要求,此時可選用串聯式多端面密封。
    υ是指密封面平均直徑的圓周速度,根據υ值的大小確定彈性元件是否隨軸旋轉,即采 用彈簧旋轉式或彈簧靜止式結構,一般υ<20~30m/s的可采用彈簧旋轉式,速度更高的條件下,由于旋轉件的不平衡質量易引起強烈振動,最好采用彈簧靜 止式結構。若p和υ的值都高時,可考慮選用流體動壓式結構。
    t是指密封腔內的介質溫度,根據t的大小確定輔助密封圈的材質、密封 面的冷卻方法及其輔助系統。溫度t在0~80℃范圍內,輔助密封圈通常選用丁腈橡膠O形密封圈;-50℃≤t<150℃,根據介質腐蝕性強弱,可選用氟橡 膠、硅橡膠或聚四氟乙烯成型填料密封圈:溫度<-50或t≥150℃時,橡膠和聚四氟乙烯會產生低溫脆裂或高溫老化,此時可采用金屬波紋管結構。介質濁度 高于80℃時,在密封領域中通常就要按高溫來考慮,此時必須采取相應的冷卻措施。
    2.根據介質特性選型
    腐蝕性較弱的介質,通常選用內置式機械密封,其端面受力狀態和介質泄漏方向都比外置式合理。對于強腐蝕性介質,由于彈簧選材較困難,可選用外置式或聚四氟乙烯波紋管式機械密封,但一般只適用p≤0.2~0.3MPa的范圍內。
    易結晶、易凝固和高粘度的介質,應采用大彈簧旋轉式結構。因為小彈簧容易被固體物堵塞,高粘度介質會使小彈簧軸向補償移動受阻。
    易燃、易爆、有毒介質,為了保證介質不外漏,應該采用有封液(隔離液)的雙端面結構。
    按 上述工作參數和介質特性選定的結構往往只是一個初步方案,最終確定還必須考慮主機的特征和對密封的某些特殊要求。例如,火箭發動機的密封壽命只需幾分鐘, 但要求短時間內絕對不漏。艦船上的主機有時為了獲得更有效的空間,對密封的尺寸和安裝位置往往提出十分苛刻的要求,又如潛艇上的排水泵,在潛艇沉浮過程 中,壓力變化幅度很大等。在這些情況下,就不能按常規選擇標準結構,而必須對具體工況作特殊設計,同時采取必要的輔助措施。


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