高压高速机械密封.pptx

高压密封，高速密封的应用;一、概述;普通密封大多采用弹簧式密封，通过对密封结构，尺寸，设计参数及其它相关因素进行调整，提高密封的使用参数（如压力，转速），拓展密封的使用范围。采用弹簧式高压高速密封具有成本低，互换性好，通用性强的特点，弹簧式高压高速密封在现代密封领域占有重要地位。;高压密封常用于热水循环泵、锅炉给水泵、丙烷泵、甲醇泵、乙二醇泵，或炭黑洗涤水，灰水，汽包水，除氧水，醋酸乙烯，聚丙烯介质的密封，以及原油管道输送等。 ;1.技术关键 （1）机械密封结构的确定 高压机械密封的结构形式非常关键，如果设计不合理，其它的细节部分再怎么考虑，也只能达到事倍功半的效果。因此，结构型式设计好了，密封性能就好了一半。结构形式包括两部分：密封结构型式，零件结构型式。设计结构形式重点要考虑压力的平衡问题，以避免力不平衡造成密封移位或变形，从而导致密封失效。 ;（2）传动机构的设计 机械密封属于动密封，传动机构提供和维持机械密封的工作运转状态。处于高压中的所有密封零件都受到高的压力作用，其中承力的最薄弱环节当属传动机构，因为传动机构常常是一些小零件，杆细、壁薄是它的特点。传动机构一旦失效，密封肯定失效。因此要考虑可靠的传动方式，需按起动扭矩来校核强度。起动扭矩比工作扭矩大得多，可以估算为工作扭矩的四倍。 ;（3）密封端面型式的确定 机械密封的主要零件是摩擦副。密封端面承受着最恶劣的工作环境，因此，端面要求很高：既要求有很高的平面度、粗糙度、和轴的垂直度，又要求材料具有很高的强度、刚度、耐磨性、耐蚀性和耐高温性。因为在高压下，端面摩擦热更高，端面更容易产生热变形，同时端面也更容易产生力变形，所以，高压机械密封的端面，必须要考虑合理的形式，以利于导热，减小温升，平衡作用力，抑制端面变形。;（4）载荷系数的确定 载荷系数为密封重要设计参数，其取值的大小直接影响端面比压，影响密封端面的贴合状态。在高压下，其取值尤为重要，载荷系数只要有微小变动，就会引起端面比压发生很大的变化，而且可供参考的取值极为有限。高压机械密封载荷系数与密封结构、介质性质有关，其值的确定必须通过大量的试验获得。 ;（5）材料的选取原则 高压机械密封零件材料选取原则考虑的内容和通用型机械密封一样，不同的是，对机械强度、刚度、耐热性和导热性、摩擦性能和气密性要求更高。同时，材料的其他性能（通常要降低）也要满足工况要求。 ;（6）密封辅助系统的设计 机械密封离不开辅助系统，对于高压密封更是如此。合理地设计辅助系统，对于改善密封的工作环境，提高密封的可靠性和使用寿命意义重大。 ;2.采取的措施;（2）采用合理的结构型式 1）密封结构型式 密封结构形式需具体情况具体分析，通常的方式是平衡轴向力（如采用对称结构，静环背部设立平衡腔等），采用串联式或三端面结构，采用平衡型密封。 2）零件结构型式 对于密封中各零件，应设计成有利于对称受力、抑制变形的的结构形式。采用圆弧过渡避免零件断面面积突变，增大零件截面，提高零件加工精度。 ;3）密封端面形式 ;密封端面可以采用流体动压槽形式，这种形式是在动环或静环端面上开数个均布的流体动压槽，深度1mm左右。槽形多种多样，如图1。根据工况，主要是使用PV值来设计，通过试验来确立。这是一种新型的流体动压式密封，专门为在高压和高摩擦热的情况下，改善密封端面润滑膜稳定性而研制的。当密封环旋转时，槽能使液体强烈地冷却距它较远的密封端面（见图2）。进行这种冷却时，在密封环的初始表面上形成与槽数相等的流体动力楔和高压区。由于切向流和压力降，在每一槽后形成慧星状润滑楔。因此，随着密封面上载荷和滑动速度的增加，摩擦系数反而减小。 ; 图2 流体动压槽端面 图3 流体动压式密封端面 压力场和润滑场 摩擦系数曲线 1—承载区 2—密封区 试验条件 介质：锅炉水 温度：30~60℃ 密封轴经：Φ30 ;这种密封的热流体动力效应就是在密封端面缝隙高度为0.2～1.5μm的情况下，在非槽环带密封区2上主要为边界摩擦，这时密封的泄漏量极小。 ;（3）采取冷却措施 对于高压机械密封，应设置介质冲洗和静环背部急冷装置。对于双密封和多端面密封，应设置缓冲阻塞液循环系统。与通用型密封比，应加快循环，增大缓冲阻塞液的循环量，并在循环管路中安装换热器。循环可以通过密封腔内部的泵送环来实现。 ;（4）合理选取零件材质 高压密封摩擦副中碳石墨的强度及刚度是设计中的关