密封設計應如何選型

機械密封結(jié)構(gòu)型式的選擇是設計環(huán)節(jié)中的重要步驟，必須先進行調(diào)查：

①工作參數(shù)介質(zhì)壓力、溫度、軸徑和轉(zhuǎn)速。

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

③主機工作特點與環(huán)境條件連續(xù)或機械密封件間歇操作;主機安裝在室內(nèi)或露天;周圍氣氛性質(zhì)及氣溫變化等。

④主機對密封的允許泄漏量、泄漏方向(內(nèi)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(jié)構(gòu)尺寸的限制。

⑥操作及生產(chǎn)工藝的穩(wěn)定性。

1.根據(jù)介質(zhì)特性選型

腐蝕性較弱的介質(zhì)，通常選用內(nèi)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(nèi)。

易結(jié)晶、易凝固和高粘度的介質(zhì)，應采用大彈簧旋轉(zhuǎn)式結(jié)構(gòu)。因為小彈簧容易被固體物堵塞，高粘度介質(zhì)會使小彈簧軸向補償移動受阻。

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(jié)構(gòu)。

按上述工作參數(shù)和介質(zhì)特性選定的結(jié)構(gòu)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(fā)動機的密封壽命只需幾分鐘，但要求短時間內(nèi)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(guī)選擇標準結(jié)構(gòu)，而必須對具體工況作特殊設計，同時采取必要的輔助措施。

2.根據(jù)工作參數(shù)p、v、t選型

這里p是指密封腔處的介質(zhì)壓力，根據(jù)p值的大小可以初步確定是否選擇平衡式的結(jié)構(gòu)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，通常選用非平衡式結(jié)構(gòu)。p值超過上述范圍時，應考慮選用平衡式結(jié)構(gòu)。當p>15MPa時，一般單端面平衡式結(jié)構(gòu)很難達到密封要求，此時可選用串聯(lián)式多端面密封。

是指密封面平均直徑的圓周速度，根據(jù)值的大小確定彈性元件是否隨軸旋轉(zhuǎn)，即采用彈簧旋轉(zhuǎn)式或彈簧靜止式結(jié)構(gòu)，一般<20～30m/s的可采用彈簧旋轉(zhuǎn)式，速度更高的條件下，由于旋轉(zhuǎn)件的不平衡質(zhì)量易引起強烈振動，最好采用彈簧靜止式結(jié)構(gòu)。若p和的值都高時，可考慮選用流體動壓式結(jié)構(gòu)。

t是指密封腔內(nèi)的介質(zhì)溫度，根據(jù)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(tǒng)。溫度t在0～80℃范圍內(nèi)，輔助密封圈通常選用丁腈橡膠O形密封圈;-50℃t<150℃，根據(jù)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，橡膠和聚四氟乙烯會產(chǎn)生低溫脆裂或高溫老化，此時可采用金屬波紋管結(jié)構(gòu)。介質(zhì)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。



作者：嘉善日益機械密封件廠

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