【正文】 16A非平衡式結(jié)構(gòu)為例，對補償環(huán)作受力分析，其軸向力平衡見圖717。 式中db為平衡直徑，即介質(zhì)壓力在補償環(huán)輔助密封處的有效作用直徑。在目前的機械密封設(shè)計中，液膜壓力都是粗略地以液膜靜壓力為計算依據(jù)，必要時再通過實驗進(jìn)行修正。補償環(huán)向閉合方向移動時，F(xiàn)t為負(fù)值；反之，則為正直。 圖718為幾種外流式單端面機械密封結(jié)構(gòu)簡圖，其中旋轉(zhuǎn)環(huán)為補償環(huán)。 上述近似公式的計算值與實際值有一定偏差，壓力越高，偏差越大。一般根據(jù)不同的機械密封的結(jié)構(gòu)型式、介質(zhì)壓力和輔助密封圈材料等，通過實驗或經(jīng)驗確定ps值。 對于內(nèi)流式結(jié)構(gòu)，通常取ps=～，～。內(nèi)流平衡式K=～；外流平衡式K=～；外流過平衡式K=～，當(dāng)介質(zhì)壓力和pv值較小時，K可選較大值（指絕對值），反之則選較小值。 介質(zhì)粘度較低時，由于液膜的潤滑性較差，在其他條件相同的情況下，K值應(yīng)選較小值。也就是說，在邊界潤滑條件下，液膜反壓系數(shù)λ=0. 介質(zhì)壓力P。通?？砂磒=（1/3～1/5）P2進(jìn)行粗略估算，也可按以下實驗室計算：對于雙口環(huán)閉式葉輪（有平衡孔）離心泵P≈P1+P2—泵出口壓力對于無平衡孔或半開式葉輪離心泵P≈對于采用了循環(huán)或沖洗措施的機械密封，其密封腔處介質(zhì)壓力應(yīng)為循環(huán)封液或沖洗液壓力。對于內(nèi)流式結(jié)構(gòu)，當(dāng)介質(zhì)粘度較大，潤滑性和摩擦副相容性較好時，端面壓力可適當(dāng)高些，～；反之，～。以被密封介質(zhì)壓力P與密封端面平均滑動速度V之乘積表示的PV值。例如，20實際初期用于冷凍機上的機械密封的（PV）值還不到1MPam/s。極限（PcV）值是密封失效時達(dá)到的最高PcV值，因為摩擦功率及摩擦熱量均與PcV成正比。4）許用［PcV］值。顯然，要保證密封的可靠性和達(dá)到預(yù)期的使用壽命，必須滿足PcV《［PcV］表74常用摩擦副材料的［PcV］值摩擦副材料［PcV］/MPa2∏rdr此微小環(huán)帶面積上的摩擦力為dFdF=f2∏r2dr假設(shè)在密封端面上的摩擦系數(shù)為常數(shù)，則密封端面的總摩擦轉(zhuǎn)矩為實際上機械密封在持續(xù)運轉(zhuǎn)一定時間后，沿密封端面徑向不同位置的Pc值是不相同的。其環(huán)帶面上承受的載荷增大，即端面壓力Pc增大。對于普通機械密封，當(dāng)無實驗數(shù)據(jù)時，可取f=。 由式713可知，當(dāng)密封端面尺寸和潤滑狀態(tài)一定的情況下，摩擦功率主要取決于工作條件下的PcV值大小。但是這些靜（或相對靜止）密封，只要在設(shè)計和制造過程中嚴(yán)格控制質(zhì)量，一般比較容易封嚴(yán)，因此這里只討論沿徑向通過旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)端面構(gòu)成的間隙所產(chǎn)生的泄漏。當(dāng)密封處于邊界摩擦工況時，在密封縫隙中雖然存在液膜，但液膜不一定完整連續(xù)，可能有局部中斷，并且?guī)缀鯖]有壓力，因而也就沒有明顯的粘性力作用效果。實際上，機械密封在不同工作條件下或在同一條件下的整個使用過程中，密封縫隙的幾何形狀和摩擦副表面粗糙度Ra都是不斷變化的，因而泄漏量也必然要發(fā)生變化，而且影響泄漏量的因素很多，要想準(zhǔn)確地計算泄漏量是非常困難的。所謂“零泄漏”機械密封，實際上也有微量泄漏，只不過泄漏的介質(zhì)在離開密封面邊緣時，已被摩擦熱蒸發(fā)成氣相而逸出，不易觀察而已。軸（或軸套）外徑小于或等于50㎜時，泄漏量不大于3mL/h。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)。表1不同類型泵的密封腔壓力值Pm(供參考)Pm=Ps+(PdPs)，式中，Ps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d泵軸轉(zhuǎn)速，r/min。推壓型密封和非推壓型密封特點的比較見表2。一般非平衡型只能用于低壓。載荷系數(shù)K1，密封為平衡型密封。在這種情況下，要增加閉合力中的液壓的份額，以抵銷密封端面間液膜的開啟力。平衡型密封能用于各種壓力場合。無壓雙重密封(原稱為串聯(lián)密封)：有兩對摩擦副，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，需要外供封液系統(tǒng)，密封腔內(nèi)的緩沖液不加壓，工藝介質(zhì)對內(nèi)側(cè)密封起到潤滑作用。(2)高濃度的H2S。密封腔內(nèi)注滿來至封液罐的液體，未加壓。(2)采用有壓雙重密封。外側(cè)密封僅僅起到不使隔離液漏入大氣的作用。API682中明確標(biāo)準(zhǔn)型的機械密封為內(nèi)裝式密封。25m/s)，由于彈簧及其它旋轉(zhuǎn)元件產(chǎn)生的離心力較大，動平衡要求高，消耗的攪拌功率也大，應(yīng)選用靜止式機械密封。一般情況下，推薦選用多彈簧機械密封。只推薦用于清潔液體，必需保證充足的循環(huán)量以維持密封面的條件。Plan11從泵出口引出，經(jīng)孔板至密封，沖洗密封端面后進(jìn)入泵腔。Plan13從密封腔引出，經(jīng)過孔板至泵進(jìn)口。表4節(jié)流襯套、輔助密封裝置和雙重密封的管路系統(tǒng)Plan51密封腔底部封死，外部的容器提供封液。Plan53通過外部儲液器向有壓雙重密封提供隔離液。儲液器壓力大于被密封的介質(zhì)壓力。注：對于立式泵，除采用Plan13外，其它的單端面密封、雙重密封可以設(shè)置急冷型的輔助密封裝置。圖中的符號說明　一、 API682標(biāo)準(zhǔn)要點介紹美國石油協(xié)會1994年10月頒布的API682《離心泵、轉(zhuǎn)子泵用的軸封系統(tǒng)》(ShaftSealingSystemsforCentrifugalandRotaryPumps)對離心泵和轉(zhuǎn)子泵用的機械密封提出了最低限度的要求。API682標(biāo)準(zhǔn)的要點如下：(1)所有的標(biāo)準(zhǔn)型機械密封均應(yīng)為集裝式設(shè)計。壓蓋內(nèi)需設(shè)置一個優(yōu)質(zhì)石墨制成的節(jié)流襯環(huán)。壓蓋內(nèi)需設(shè)置一個優(yōu)質(zhì)石墨制成的節(jié)流襯環(huán)和一個青銅制成的防結(jié)焦檔圈。(7)對液化氣體，％。指定的5種試驗液體為水、丙烷、20％的NaOH溶液、熱和冷的礦物油。如果試驗后其磨損量很小且仍能維持試驗前的泄漏量指標(biāo)，即為通過。六、API610中有關(guān)機械密封的內(nèi)容介紹在API610(第八版)標(biāo)準(zhǔn)中指明，除另有規(guī)定外，應(yīng)當(dāng)裝設(shè)機械密封，且應(yīng)當(dāng)按API682裝設(shè)機械密封。API610(第七版)的密封箱尺寸設(shè)計取自原填料密封，其徑向尺寸小，；因此其腔內(nèi)的液體量少，密封傳熱差，因此密封面的溫度就高，導(dǎo)致密封在一些臨界使用狀況工作不穩(wěn)定。七、一般介質(zhì)的密封選型水、酸、堿等介質(zhì)的密封選用見表5，一般烴類的密封選用見表6。HF酸和發(fā)煙硝酸需要買賣雙方進(jìn)行特殊設(shè)計。專門設(shè)計的密封系統(tǒng)。175。八、特殊介質(zhì)的密封選型1．易分解的介質(zhì)對于易分解的介質(zhì)，如一些烴，當(dāng)溫度≥175℃時，和空氣接觸會碳化；溫度繼續(xù)升高，當(dāng)溫度≥260℃時，和溫度接觸時，就會聚合和裂化，形成粘性的蠟狀物和固態(tài)塑料。(2)采用靜止型的機械密封，同時采用熱蒸汽急冷，并確保蒸汽連續(xù)不斷地沖到密封端面上。對于溫度下降，容易結(jié)晶，且再加熱，不能熔化的介質(zhì)，如氨基甲酸酯和己內(nèi)酰胺等的介質(zhì)，解決的方法是選用靜止型金屬波紋管，同時加熱密封壓蓋，采取蒸汽急冷，并設(shè)置一防結(jié)焦擋板以阻止結(jié)焦。因為此種介質(zhì)在端面間形成的液膜極不穩(wěn)定，造成動、靜環(huán)受力也極不穩(wěn)定。(4)配對材料應(yīng)采用硬質(zhì)材料，如SiC對SiC，或TC動環(huán)對SiC靜環(huán)。(3)使用單端面密封，在端面間漿液易聚和。實際使用情況如下：(1)少量的聚合仍會發(fā)生，但因為端面間有大的接觸應(yīng)力，能將漿液碾出密封面，因此泄漏不會增加。(3)劇毒(空氣中的含量不能大于2ppm)。采取的措施如下：(1)考慮到健康和安全，必須采用有壓雙重密封。(5)。(3)爆炸空氣極限2～11％。(3)用氮氣作