机械密封 技术.ppt

* 热量的传递有三种方式：对流、间壁导热、辐射。显然机械密封端面的摩擦热就是以这三种方式传递出去的。如果密封环向周围散失的热量与产生的摩擦热相平衡，则可得到一个稳定的温度值。 对于普通机械密封，泄漏量较小，它带走的热量可以忽略，那么摩擦热主要是由轴导入动静环，再由动静环传给周围介质，即： △T------环端面温度与周围介质温度差 l------温度降方向的壁厚，轴向为环厚h，径向为端面宽度b。 显然，λ越小，传出的热量就少，温升越高，PV值就越大；反之，λ越大，传出的热量就多，温升越低，PV值就越小。因此要选择导热系数大的材料。 * 二、冷却、冲洗方法及系统设计 如果密封环材料的导热性差，介质温度又高，或PV值比较高的情况下，端面间的大量热量不能及时导出，必然引起端面温度急剧上升。其结果可能造成端面间液膜汽化，恶化润滑条件，甚至完全处于干摩擦状态，这不仅使磨损加剧，还会导致密封环的热裂、变形等等。因此只是依靠选择耐高温、导热性好的密封环材料或仅从结构上考虑，都很难达到预期的效果。合理的方法就是强化冷却，使端面摩擦热及时导出。 使端面冷却的方式主要有三种： * 1、端面直接冷却 将密封介质从系统中高于密封腔压力处引出，通过接管引入密封腔，对于密封介质的温度高或含固体粒子的场合，可在管路上设置冷却器或过滤器，使进入密封腔内的介质净化并降低温度。 (1)闭路自冲洗（图3-24，a） * 1、端面直接冷却 将密封腔内的介质引入 主机低压侧，使介质通过密 封腔进行自循环而带走摩擦 热（图3-24，b），这种方法 适用于密封腔压力与主机工 作压力比较接近的场合。 (2)反向自冲洗 * 1、端面直接冷却 将介质从高压侧引出， 流经密封腔进行冲洗后流回 主机吸入侧（图3-24,c），这 种冲洗冷却效果优于前两种。 (3)贯通自冲洗 * 1、端面直接冷却 利用其它压力源将冲洗冷却液注入密封腔内（图3-24，d）。冲洗液应为低温、清洁液体，并且少量内漏与密封介质相混在工艺上必须是允许的，冲洗液压力应比密封介质压力大0.05~0.1Mpa。对于高温或含固体颗粒的介质，效果较好。 (4)内冲洗 * 1、端面直接冷却 在密封腔内的一段轴上装上小型动力元件（图3-25），使密封腔内介质进行局部循环，或在旋转环外周开槽同样能直到泵送作用。 (5)局部循环冲洗 * 2、静环背部冷却 从静止环背部将清水、油等冷却液直接引入密封环内表面的一种冷却方法（图3-26），又称为急冷法、外冲洗法。冷却效果好，但冷却水硬度高时产生的无机物水垢在轴上沉 积，会影响动环密封圈的浮动性，可能会引起密封失效。 * 3、间接冷却 冷却液不直接与密封面接触，其效果没有直接冷却效果好，但对冷却液要求不高。常用 静环外周冷却（图3-27，b）夹套冷却（图3-27，a） 轴套冷却（图3-27，c）蛇管冷却（图3-28） * 三、机械密封的安装 1、安装前的准备及注意事项 检查机械密封的型号、规格是否符合设计图纸的要求，所有零件有无损伤、变形、裂纹等现象，若有缺陷，必须更换或修复。 检查机械密封各零件之配合尺寸、粗糙度、平行度是否符合要求。 使用小弹簧机械密封时，须检查小弹簧的长短和刚性是否相同。使用并圈弹簧时，须注意旋向是否与轴的旋向一致，其判别方法是：面向旋转环端面，视转轴为顺时针方向旋转者用右旋弹簧；反之，用左旋弹簧。 * 三、机械密封的安装 1、安装前的准备及注意事项 检查主机轴的窜动量、摆动量和挠度是否符合技术要求。 安装过程中应保持清洁，特别是旋转环和静止环密封面及辅助密封圈表面应无杂质、灰尘。不允许用不清洁的布擦试密封面。 安装中不允许用工具敲打密封元件。 * 三、机械密封的安装 2、安装顺序 确定安装位置 静止件的安装 旋转组件的安装。 * * 第五节 特殊工况下机械密封的设计要点 在石油、化工生产中，由于所处理的介质非常复杂，介质的特性、温度、压力、轴径、轴的转速等各有差别。因此，机械密封必须从结构、材料以及附加装置等方面加以考虑，以适应各种使用条件的要求，尤其在苛刻条件下工作的机械密封，在设计时必须对这些问题提出相应的解决措施。 * 一、高温条件 当温度大于120℃时，即认为是高温。 高温介质不但不能带走端面摩擦热，还可能对密封环起加热作用，使密封端面温度过高，造成端面液膜汽化，出现干摩擦；密封环还可能发生热变形和热裂。 当高温超过一定限度时，浸树脂石墨中的树脂碳化析出的硬粒划伤密封面；浸金属石墨中的金属熔化渗出，使密封失效。 高温条件下的橡胶、塑料等辅助密封圈材料易老化，分解变质。 在腐蚀性介质中，高温会加剧金属密封件的腐蚀。 * 要解决以上问题。一般是采取积极的冷却措施和耐高温的材料。也可以从结构上采取措施，如工作温度在25