密封設計應如何選型

機械密封結構型式的選擇是設計環(huán)節中的重要步驟，必須先進(jìn)行調查：

①工作參數介質(zhì)壓力、溫度、軸徑和轉速。

②介質(zhì)特性濃度、粘度、腐蝕性、有無(wú)機械密封固體顆粒及纖維雜質(zhì)，是否易汽化或結晶等。

③主機工作特點(diǎn)與環(huán)境條件連續或機械密封件間歇操作;主機安裝在室內或露天;周?chē)鷼夥招再|(zhì)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;壽命機械軸封及可靠性要求。

⑤主機對密封結構尺寸的限制。

⑥操作及生產(chǎn)工藝的穩定性。

1.根據介質(zhì)特性選型

腐蝕性較弱的介質(zhì)，通常選用內置式機械密封，其端面受力狀態(tài)和介質(zhì)泄漏方向都比外置式合理。對于強腐蝕性介質(zhì)，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p0.2～0.3MPa的范圍內。

易結晶、易凝固和高粘度的介質(zhì)，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(zhì)會(huì )使小彈簧軸向補償移動(dòng)受阻。

易燃、易爆、有毒介質(zhì)，為了保證介質(zhì)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(zhì)特性選定的結構往往只是一個(gè)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(fā)動(dòng)機的密封壽命只需幾分鐘，但要求短時(shí)間內絕對不漏。艦船上的主機有時(shí)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(guò)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(shí)采取必要的輔助措施。

2.根據工作參數p、v、t選型

這里p是指密封腔處的介質(zhì)壓力，根據p值的大小可以初步確定是否選擇平衡式的結構以及平衡程度。對于介質(zhì)粘度高、潤滑性好的，p0.8MPa，或低粘度、潤滑性較差的介質(zhì)，p0.5MPa時(shí)，通常選用非平衡式結構。p值超過(guò)上述范圍時(shí)，應考慮選用平衡式結構。當p>15MPa時(shí)，一般單端面平衡式結構很難達到密封要求，此時(shí)可選用串聯(lián)式多端面密封。

是指密封面平均直徑的圓周速度，根據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<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(zhì)量易引起強烈振動(dòng)，最好采用彈簧靜止式結構。若p和的值都高時(shí)，可考慮選用流體動(dòng)壓式結構。

t是指密封腔內的介質(zhì)溫度，根據t的大小確定輔助密封圈的材質(zhì)、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(zhì)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t150℃時(shí)，橡膠和聚四氟乙烯會(huì )產(chǎn)生低溫脆裂或高溫老化，此時(shí)可采用金屬波紋管結構。介質(zhì)濁度高于80℃時(shí)，在密封領(lǐng)域中通常就要按高溫來(lái)考慮，此時(shí)必須采取相應的冷卻措施。



作者：嘉善日益機械密封件廠(chǎng)

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