機械密封按工作(zuò)條件和(hé)介質性質的不同,有(yǒu)耐高(gāo)溫、耐低(dī)溫機械密封,耐高(gāo)壓、耐腐蝕機械密封,耐顆粒介質機械密封和(hé)适應易汽化的輕質烴介質的機械密封等,應根據不同的用處選取不同結構型式和(hé)材料的機械密封。
選型的主要參數(shù)有(yǒu):密封腔體(tǐ)壓力(MPA)、流體(tǐ)溫度(℃)、工作(zuò)速度(M/S)、流體(tǐ)的特性以及安裝密封的有(yǒu)效空(kōng)間(jiān)等。
機械密封的種類及其特點分析:
1、 推壓型機械密封和(hé)非推壓型機械密封
推壓型機械密封指輔助密封沿軸或軸套機械推壓來(lái)補償密封面磨損的機械密封,通(tōng)常就是指彈簧壓緊式機械密封。
非推壓型機械密封用于輔助密封固定在軸上(shàng)的機械密封,通(tōng)常為(wèi)波紋管機械密封。
2、單端面機械密封、無壓雙重機械密封和(hé)有(yǒu)壓雙重機械密封
單端面機械密封是隻有(yǒu)一對摩擦副,結構簡單,制(zhì)造、拆裝容易,一般隻需設置沖洗系統,不需要外供封液系統。
有(yǒu)壓雙重機械密封(原稱為(wèi)雙端面機械密封)指有(yǒu)兩對摩擦副,結構複雜,需要外供封液系統,有(yǒu)壓雙重機械密封密封腔內(nèi)通(tōng)入比介質壓力高(gāo)0.5~1.5bar的隔離液,起封堵、潤滑等作(zuò)用,隔離液對內(nèi)側密封起到潤滑作(zuò)用。無壓雙重密封(原稱為(wèi)串聯密封)指有(yǒu)兩對摩擦副,結構複雜,需要外供封液系統,無壓雙重密封密封腔內(nèi)的緩沖液不加壓,工藝介質對內(nèi)側密封起到潤滑作(zuò)用。
一般情況下,應優先選用單端面機械密封,因為(wèi)單端面機械密封結構簡單,使用方便,價格低(dī)。但(dàn)在以下場(chǎng)合,優先選用雙重機械密封。
(1) 有(yǒu)毒及有(yǒu)危險性介質。
(2) 高(gāo)濃度的H2S。
(3) 易揮發的低(dī)溫介質(如液化石油氣等)。
随着社會(huì)對健康、安全和(hé)環境保護的愈來(lái)愈重視(shì),無壓雙重機械密封的使用量逐年上(shàng)升,該無壓雙重機械密封密封可(kě)廣泛用于氯乙烯、一氧化碳、輕烴等有(yǒu)毒、易揮發、危險的介質。無壓雙重機械密封的內(nèi)側密封(第一道(dào)密封)是主密封,相當于一個(gè)單端面內(nèi)裝式機械密封,單端面機械密封潤滑由被密封的介質擔當。密封腔內(nèi)注滿來(lái)至封液罐的液體(tǐ),未加壓。無壓雙重機械密封內(nèi)側密封一旦失效,導緻密封腔的壓力提高(gāo),即能由封液罐的壓力表顯示、記錄或報警。同時(shí)無壓雙重機械密封外側密封就能在維修前起到密封和(hé)容納洩漏液體(tǐ)的作(zuò)用。
對一些(xiē)有(yǒu)毒、含顆粒介質(或腐蝕性相當厲害的介質),一般可(kě)考慮以下方法:
(1) 采用合适的環境控制(zhì)措施,如外沖洗+帶旋風分離器(qì)的管路沖洗系統。
(2) 采用有(yǒu)壓雙重機械密封。
有(yǒu)壓雙重機械密封隔離液的壓力高(gāo)于介質壓力,因而泵送介質不會(huì)進入密封腔。有(yǒu)壓雙重機械密封內(nèi)側密封起到阻止隔離液進入泵腔的作(zuò)用。因此當輸送諸如粘性、磨蝕性及高(gāo)溫介質時(shí),有(yǒu)壓雙重機械密封內(nèi)側密封由于沒有(yǒu)暴露在介質中,因此可(kě)以不用昂貴的合金制(zhì)作(zuò)。有(yǒu)壓雙重機械密封外側密封僅僅起到不使隔離液漏入大(dà)氣的作(zuò)用。
3、平衡型機械密封和(hé)非平衡型機械密封
機械密封密封腔中的壓力作(zuò)用在動環上(shàng)形成了閉合力,端面間(jiān)的液膜形成開(kāi)啓力。載荷系數(shù)K>1,密封為(wèi)非平衡型機械密封。一般非平衡型機械密封隻能用于低(dī)壓。當壓力大(dà)于一定的限度,密封面間(jiān)的液膜就會(huì)被擠出。在喪失液膜潤滑及高(gāo)負荷的作(zuò)用下,機械密封的密封端面會(huì)很(hěn)快損壞。非平衡型機械密封不能平衡液體(tǐ)對端面的作(zuò)用,端面比壓随流體(tǐ)壓力的上(shàng)升而上(shàng)升。
載荷系數(shù)K<1,密封為(wèi)平衡型機械密封。平衡型機械密封內(nèi)裝式密封軸上(shàng)的台階使密封端面延徑向內(nèi)移但(dàn)不減少(shǎo)密封面的寬度。密封的開(kāi)啓力不變,但(dàn)由于動環有(yǒu)較大(dà)的面積暴露在液體(tǐ)中,因此,閉合力被平衡了相當一部分。平衡型機械密封外裝式密封的平衡方法除作(zuò)用力方向恰好相反外,其餘與內(nèi)裝式機械密封相同。在這種情況下,要增加閉合力中的液壓的份額,以抵銷機械密封端面間(jiān)液膜的開(kāi)啓力。平衡型機械密封能部分平衡液體(tǐ)對端面的作(zuò)用,端面比壓随流體(tǐ)壓力的上(shàng)升而緩慢上(shàng)升。一般非平衡型機械密封隻能用于低(dī)壓,但(dàn)對潤滑性能差,低(dī)沸點,易汽化介質及高(gāo)速工況,即使在低(dī)壓下,也應選用平衡型機械密封。因為(wèi)對于非平衡型機械密封, 當機械密封腔壓力上(shàng)升時(shí),會(huì)将密封端面間(jiān)的液膜擠出,使機械密封的密封面很(hěn)快損壞。平衡型機械密封能用于各種壓力場(chǎng)合。
4、內(nèi)裝式機械密封和(hé)外裝式機械密封
內(nèi)裝式機械密封:指機械密封安裝在密封腔內(nèi)。
外裝式機械密封:指機械密封安裝在密封腔外。
由于內(nèi)裝式機械密封的受力情況好,比壓随介質壓力的增加而增加,內(nèi)裝式機械密封的洩漏方向與離心力方向相反,因此一般情況均選用內(nèi)裝式機械密封。隻有(yǒu)當介質腐蝕性極強時(shí),且又不想考慮用有(yǒu)壓雙重機械密封時(shí),才考慮選用外裝式機械密封。
5、旋轉式機械密封和(hé)靜止式機械密封
旋轉式機械密封指補償環随軸一起轉動的機械密封。
靜止式機械密封指補償環不随軸一起轉動的機械密封。
一般情況下均選用旋轉式機械密封,但(dàn)在軸徑較大(dà),轉速較高(gāo)(密封圓周速度25m/s),由于彈簧及其它旋轉元件産生(shēng)的離心力較大(dà),動平衡要求高(gāo),消耗的攪拌功率也大(dà),應選用靜止式機械密封。此外如果介質受強烈攪動易結晶時(shí),也推薦采用靜止式機械密封。
6、單彈簧機械密封和(hé)多(duō)彈簧機械密封
單彈簧機械密封,結構簡單,彈簧可(kě)兼起傳動作(zuò)用,但(dàn)端面比壓不均勻,不适用于高(gāo)速運轉。
多(duō)彈簧機械密封,結構複雜,彈簧不能兼起傳動作(zuò)用,但(dàn)端面比壓均勻,适用于高(gāo)速運轉。