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NEWS机械密封结构型式的选择是设计环节中(zhōng)的重要步骤,必须先进行调查:①工(gōng)作(zuò)参数—介质(zhì)压力、温度、轴径和转速。②介质(zhì)特性—浓度、粘度、腐蚀性、有(yǒu)无固體(tǐ)颗粒及纤维杂质(zhì),是否易汽化或结晶等。③主机工(gōng)作(zuò)特点与环境条件—连续或间歇操作(zuò);主机安(ān)装(zhuāng)在室内或露天;周围气氛性质(zhì)及气温变化等。④主机对密封的允许泄漏量、泄漏方向(内漏或外漏)要求;寿命及可(kě)靠性要求。⑤主机对密封结构尺寸的限制。⑥操作(zuò)及生产(chǎn)工(gōng)艺的稳定性。
1.根据工(gōng)作(zuò)参数p、v、t选型
这里p是指密封腔处的介质(zhì)压力,根据p值的大小(xiǎo)可(kě)以初步确定是否选择平衡式的结构以及平衡程度。对于介质(zhì)粘度高、润滑性好的,p≤0.8MPa,或低粘度、润滑性较差的介质(zhì),p≤0.5MPa时,通常选用(yòng)非平衡式结构。p值超过上述范围时,应考虑选用(yòng)平衡式结构。当p>15MPa时,一般单端面平衡式结构很(hěn)难达到密封要求,此时可(kě)选用(yòng)串联式多(duō)端面密封。
υ是指密封面平均直径的圆周速度,根据υ值的大小(xiǎo)确定弹性元件是否随轴旋转,即采用(yòng)弹簧旋转式或弹簧静止式结构,一般υ<20~30m/s的可(kě)采用(yòng)弹簧旋转式,速度更高的条件下,由于旋转件的不平衡质(zhì)量易引起强烈振动,最好采用(yòng)弹簧静止式结构。若p和υ的值都高时,可(kě)考虑选用(yòng)流體(tǐ)动压式结构。
t是指密封腔内的介质(zhì)温度,根据t的大小(xiǎo)确定辅助密封圈的材质(zhì)、密封面的冷却方法及其辅助系统。温度t在0~80℃范围内,辅助密封圈通常选用(yòng)丁腈橡胶O形密封圈;-50℃≤t<150℃,根据介质(zhì)腐蚀性强弱,可(kě)选用(yòng)氟橡胶、硅橡胶或聚四氟乙烯成型填料密封圈:温度<-50或t≥150℃时,橡胶和聚四氟乙烯会产(chǎn)生低温脆裂或高温老化,此时可(kě)采用(yòng)金属波纹管结构。介质(zhì)浊度高于80℃时,在密封领域中(zhōng)通常就要按高温来考虑,此时必须采取相应的冷却措施。
2.根据介质(zhì)特性选型
腐蚀性较弱的介质(zhì),通常选用(yòng)内置式机械密封,其端面受力状态和介质(zhì)泄漏方向都比外置式合理(lǐ)。对于强腐蚀性介质(zhì),由于弹簧选材较困难,可(kě)选用(yòng)外置式或聚四氟乙烯波纹管式机械密封,但一般只适用(yòng)p≤0.2~0.3MPa的范围内。
易结晶、易凝固和高粘度的介质(zhì),应采用(yòng)大弹簧旋转式结构。因為(wèi)小(xiǎo)弹簧容易被固體(tǐ)物(wù)堵塞,高粘度介质(zhì)会使小(xiǎo)弹簧轴向补偿移动受阻。
易燃、易爆、有(yǒu)毒介质(zhì),為(wèi)了保证介质(zhì)不外漏,应该采用(yòng)有(yǒu)封液(隔离液)的双端面结构。
按上述工(gōng)作(zuò)参数和介质(zhì)特性选定的结构往往只是一个初步方案,最终确定还必须考虑主机的特征和对密封的某些特殊要求。例如,火箭发动机的密封寿命只需几分(fēn)钟,但要求短时间内绝对不漏。舰船上的主机有(yǒu)时為(wèi)了获得更有(yǒu)效的空间,对密封的尺寸和安(ān)装(zhuāng)位置往往提出十分(fēn)苛刻的要求,又(yòu)如潜艇上的排水泵,在潜艇沉浮过程中(zhōng),压力变化幅度很(hěn)大等。在这些情况下,就不能(néng)按常规选择标准结构,而必须对具(jù)體(tǐ)工(gōng)况作(zuò)特殊设计,同时采取必要的辅助措施。