論機(jī)械密封及其管路系統(tǒng)的選用(已修改)
2025-07-10 23:09 本頁面
【正文】 論機(jī)械密封及其管路系統(tǒng)的選用作者：日期：機(jī)械密封及其管路系統(tǒng)的選用一、概述隨著環(huán)境保護(hù)和人類健康要求的提高，對機(jī)器的泄漏要求也不斷提高。由于機(jī)械密封泄漏量很小，密封可靠。因此自1885年，英國產(chǎn)生第一個機(jī)械密封以來，機(jī)械密封被廣泛應(yīng)用于化工、石化和醫(yī)藥裝置中。目前70～80％的工業(yè)用泵配備機(jī)械密封。 API610《石油、重化學(xué)和天然氣工業(yè)用離心泵 》(Centrifugal Pumps for Petroleum, Heavy Chemical, and Gas Industry Services)要求泵的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期至少為3年。這就要求機(jī)械密封的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)周期也需達(dá)到3年以上。雖然近年來機(jī)械密封技術(shù)發(fā)展很快，集裝式機(jī)械密封的不斷完善及新材料的不斷應(yīng)用，使密封壽命大大延長，泄漏量也大大減少。但要滿足這一條仍相當(dāng)困難。據(jù)統(tǒng)計，密封引起的故障占全部機(jī)器故障的40％以上。 造成這一現(xiàn)象的原因，一是作為泵機(jī)組中的動密封，其本身所處的工作條件、所起的作用所決定。二是許多國內(nèi)設(shè)計單位以及工程公司(包括用戶)認(rèn)為密封選用是泵廠和密封廠的事情，往往對機(jī)械密封的選用參數(shù)、類型、結(jié)構(gòu)和原理以及管路系統(tǒng)了解不深，難以參與機(jī)械密封的選用工作，造成密封的選型不當(dāng)。 本文從選用的角度，介紹機(jī)械密封的選型參數(shù)、類型、結(jié)構(gòu)、標(biāo)準(zhǔn)和試驗，并通過選用舉例作進(jìn)一步的闡述。二、機(jī)械密封選型參數(shù)機(jī)械密封的選型參數(shù)如下：1． 輸送介質(zhì)的物理化學(xué)性質(zhì)，如腐蝕性、固體顆粒含量和大小、密度、粘度、汽化壓力，介質(zhì)中的氣體含量，以及介質(zhì)是否易結(jié)晶等。2． 安裝密封的有效空間(D與L)等。3． 工藝參數(shù)(1) 密封腔壓力P 密封腔壓力指密封腔內(nèi)的流體壓力，該參數(shù)是密封選用的主要參數(shù)。確定密封腔壓力時，除需要知道泵進(jìn)口和出口壓力外，還需了解泵的類型和結(jié)構(gòu)。對新采購的泵，最方便、可靠的辦法是向泵制造廠了解密封腔的壓力數(shù)據(jù)；對現(xiàn)場在役設(shè)備，確認(rèn)密封腔壓力最簡單的辦法是在密封腔上裝設(shè)壓力表。為方便密封選用，表1給出了供參考的密封腔壓力值Pm。表1 不同類型泵的密封腔壓力值Pm(供參考)泵的類型 估算公式 后蓋板帶背葉片、耐磨環(huán) Pm=Ps+(PdPs)，式中， Ps攫泵進(jìn)口壓力，Pd攫泵出口壓力，下同。 后蓋板帶平衡孔 Pm=Ps+(PdPs) 帶背葉片和平衡孔 Pm=Ps 后蓋板有耐磨環(huán)，無平衡孔 Pm=Ps+ 開式葉輪，無后蓋板和平衡孔 Pm=Ps+C(PdPs)注：C=(最大葉輪直徑), C=(最小葉輪直徑) 后蓋板無耐磨環(huán)，無平衡孔 Pm=Ps（大部分立式泵均如此） 雙吸泵 Pm=Ps 多級泵 根據(jù)平衡管、平衡盤和平衡鼓的布置來分析，密封腔壓力有時等于進(jìn)口壓力，有時是某一中間級出口壓力，有時是泵的出口壓力(2) 流體溫度T 指密封腔內(nèi)的流體溫度。(3) 密封圓周速度V 指密封處軸的周向速度，按下式計算。 V=πnd/60式中 d攫軸徑，m；n攫泵軸轉(zhuǎn)速，r/min。三、機(jī)械密封型式的確定1. 推壓型和非推壓型密封推壓型密封：指輔助密封沿軸或軸套機(jī)械推壓來補(bǔ)償密封面磨損的機(jī)械密封，通常就是指彈簧壓緊式密封，如圖1。非推壓型密封：輔助密封固定在軸上的機(jī)械密封，通常為波紋管密封，如圖2。圖1 推壓型機(jī)械密封 圖2 非推壓型機(jī)械密封 推壓型密封和非推壓型密封特點(diǎn)的比較見表2。表2 推壓型密封和非推壓型密封特點(diǎn)的比較 推壓型密封 非推壓型密封 壓縮單元 單彈簧或多彈簧 金屬波紋管或橡膠波紋管 軸的輔助密封 動態(tài) 靜態(tài) 商業(yè)用尺寸范圍 13～508mm 18～305mm 溫度范圍 268℃～232℃ 268℃～427℃ 壓力范圍 特點(diǎn) 尺寸范圍大高壓適宜于特殊設(shè)計適宜于采用特殊金屬 零部件少固有的平衡型結(jié)構(gòu)靜環(huán)磨損后，動環(huán)能自由前移高溫 價格 一般較低 一般較高 2. 平衡型和非平衡型密封(1) 載荷系數(shù)K 其計算公式如下：內(nèi)裝式密封：外裝式密封：式中 d2攫密封環(huán)帶的外徑；d1攫密封環(huán)帶的內(nèi)徑；db攫密封的平衡直徑，見圖3，4，5。(2) 端面比壓Pc其計算公式如下：式中 Ps攫彈簧比壓；l鵓鴟囪瓜凳?，衷撥封端面间流体膜乞滪压力Pm與密封流體壓力P的比值。對于水，l?。(3) 平衡型和非平衡型密封密封腔中的壓力作用在動環(huán)上形成了閉合力，端面間的液膜形成開啟力。載荷系數(shù)K1，密封為非平衡型密封，如圖1。一般非平衡型只能用于低壓。當(dāng)壓力大于一定的限度，密封面間的液膜就會被擠出。在喪失液膜潤滑及高負(fù)
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