机械密封结构的选用

机械密封结构的选用

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机械密封结构的选用

常用机械密封结构

使用条件 结构选型
介质粘度高,润滑性能好,p≤0.8MPa或低粘度,润滑性差,p≤0.5MPa 非平衡式结构
p超过上述数值 平衡式结构
v<20~30m/s 弹簧旋转式结构
v更高 弹簧静止式结构
弱腐蚀性介质 内装式结构
强腐蚀性介质 外装式或聚四氟乙烯波纹管式结构
易结晶、易凝固和高粘度介质 大弹簧旋转式结构
易燃、易爆、有毒介质 有封液的双端面结构

不同工作条件下机械密封的工作特点、要求和措施

工作条件 特点 对轴封要求 采取措施
温 度 高温 塔底热油泵、热载体泵、油浆泵等轴封 材料强度低、介质汽化、固化、结晶,密封环变形,密封圈变质,弹簧失效,橡胶老化,组合环配合松脱等 材料要求耐热耐高温(密封环与辅助密封件),需要保温与冷却,要求保证动环高温下的滑动性 考虑采用金属波纹管密封、浸金属碳石墨环和耐高温材料的辅助密封件;加强保温与冷却,采用蒸汽背冷、辅助压盖或衬套等
低温 液氨泵等轴封 温升导致介质汽化和干摩擦;低温下动环滑动性差(大气中水分进入密封造成结冰) 要求填料材料和硬质材料面低温,石墨环在低温中的滑动性,需要保冷且防止结冰 考虑采用金属波纹管密封和耐低温材料,如采用低温石墨(纯石墨、浸轴承合金、青铜等石墨),填料压盖和衬套引入干燥气体,封油耐低温
压 力 带压 由于轴封处于泵的入口压力下,压力不高,但液态烃液化气等泵的压力稍高 密封环受压变形或碎裂;密封圈容易被挤出;pcv值高,摩擦条件恶化 密封环要求有足够强度和刚度,结构上考虑防变形;要避免密封圈被挤出,注意填料结构和形状;要求材料组合的允许pcv值高,密封面存在流体膜使润滑条件良好 采用高强度石墨和防变形结构(如中间环密封,断面刚性好),使填料间隙小或加垫环;采用高pcv值材料组合(如WC-C),采用多级密封、流体动力密封等,加强冷却和润滑
真空(负压) 减压蒸馏系统泵和真空压缩机的轴封 漏入空气形成干摩擦,泄漏量大 要求防止外界空气被吸入,保持必要的真空度,避免密封面分开,保证负压工作 考虑采用金属波纹管密封、带衬套和冲洗的单端面密封;增强弹簧压力,防止负压下动环与静环分开,加防转销;提高密封压力,变负压为正压
旋 转 高速 v>20~30m/s的催化气压机、焦化气压机、加氢循环压缩机、氨压缩机等轴封 动环旋转时弹簧受离心力影响,介质受搅拌影响摩擦热高、磨损快、高速向下振动(零件的动平衡问题),pcv值高 要求端面材料的允许pcv值高;要考虑离心力和搅拌的影响,零件要经过动平衡校正,防止振动,要求冷却和润滑措施适应高速条件下运转 采用高pcv值材料组合(如WC-C,SiC-C等)和静止型结构,提高零件精度,使冷却和润滑充分,采用平衡型或流体动压型密封
正反转 开停频繁和正反转 弹簧旋向有影响、零件受冲击、密封面摩擦条件恶劣 要求零件耐磨性和耐冲击性高,注意强度设计和加强防转机构,要注意弹簧的旋向 组装套采用牙嵌式结构,驱动间隙要小,静环用防转零件;金属波纹管密封较适应或用多点布小弹簧结构

不同介质的性质、工作特点对机械密封的要求和措施

介质 性 质 特 点 对轴封要求 采取措施
易气化 沸点低 蒸气压高 摩擦热使密封面间液膜气化,容易干运转 要求材料摩擦系数低;充分冷却;防止泄漏引起密封面结冰(靠大气侧) 采用平衡型密封或两道密封,摩擦副材料用WC-C或SiC-C组合,加强冷却、冲洗和相应的背冷
易凝固 凝固点高 温度变化会引起介质固化,妨碍动环滑动 注意保温;要求冲洗,避免凝固 加强保温措施,采用蒸汽背冷(t>150℃)