平衡和非平衡式密封 機(jī)械密封的平衡對接觸面的密封壓力有很大影響。這一密封壓力取決于密封本身的有效截面以及填料盒內(nèi)的壓力。 非平衡型密封的旋轉(zhuǎn)面相反一側(cè)的截面完全暴露于填料盒的壓力范圍之下,這種情況會使密封面之間產(chǎn)生很高的密封壓力,從而會使工作溫度提高,加快磨損速度。在高溫工作條件下或液體具有較大腐蝕性和磨擦性的情況下,會大大降低機(jī)械密封的使用壽命。 對機(jī)械密封加以平衡,可降低密封壓力,延長密封的使用壽命。一般采用帶有臺階的主軸和軸套,降低旋轉(zhuǎn)面的有效截面,就可達(dá)到上述目的。不過千萬別將凈密封壓力調(diào)節(jié)到接近零的水平,因?yàn)檫@樣做的結(jié)果可能會造成密封面之間的工作狀況不穩(wěn)定,并可能會因突然的變故而將密封吹開。 解決這些密封問題的答案也許是采用非平衡式密封,對于某些服務(wù)來說,也許采用非平衡式密封能達(dá)到更好的效果。例如,在某些應(yīng)用領(lǐng)域,與密封的使用壽命相比,也許更強(qiáng)調(diào)對液體泄漏造成的安全性問題。在這種情況下,對密封的選用也許可理解為更希望選擇具有較高的密封壓力。同樣,在選用較冷液體的密封時(shí),操作溫度的增加也許是微不足道的。
機(jī)械密封是靠一對相對運(yùn)動的環(huán)的端面 (一個(gè)固定,另一個(gè)與軸一起旋轉(zhuǎn)) 相互貼合形成的微小軸向間隙起密封作用,這種裝置稱為機(jī)械密封。
機(jī)械密封通常由動環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封元件組成。其中動環(huán)和靜環(huán)的端面組成一對摩擦副,動環(huán)靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上,并在兩環(huán)端面上產(chǎn)生適當(dāng)?shù)谋葔汉捅3忠粚訕O薄的液體膜而達(dá)到密封的目的。壓緊元件產(chǎn)生壓力,可使泵在不運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)下,也保持端面貼合,保證密封介質(zhì)不外漏,并防止雜質(zhì)進(jìn)入密封端面。密封元件起密封動環(huán)與軸的間隙、靜環(huán)與壓蓋的間隙的作用,同時(shí)對泵的振動、沖擊起緩沖作用。機(jī)械密封在實(shí)際運(yùn)行中不是一個(gè)孤立的部件,它是與泵的其它零部件一起組合起來運(yùn)行的,同時(shí)通過其基本原理可以看出,機(jī)械密封的正常運(yùn)行是有條件的,例如:泵軸的竄量不能太大,否則摩擦副端面不能形成正常要求的比壓;機(jī)械密封處的泵軸不能有太大的撓度,否則端面比壓會不均勻等等。只有滿足類似這樣的外部條件,再加上良好的機(jī)械密封自身性能,才能達(dá)到理想的密封效果。
主軸的軸向和徑向運(yùn)動需要與彈簧之間保持一定的靈活性,以保證接觸面之間的密封。然而,只能提供一定程度的靈活性。液泵的機(jī)械狀況及其長度直徑比(一種主軸的直徑與其延伸長度之比的衡量方式,比值越低越好)對密封的可靠性起著重要的作用。密封的靈活性一般由一個(gè)大型主彈簧和一系列小彈簧或波紋密封裝置提供保證。 化學(xué)工業(yè)所采用的傳統(tǒng)密封設(shè)計(jì),其密封壓力施加于旋轉(zhuǎn)面上,這種密封稱之為旋轉(zhuǎn)密封,因?yàn)閺椈苫虿y密封裝置與主軸一起旋轉(zhuǎn)。比較新穎的設(shè)計(jì),其彈簧或波紋密封裝置安裝于靜止面上。在現(xiàn)在的機(jī)械密封上,上述兩種密封方式都有非常普遍的應(yīng)用,這樣對于安裝具有一定的靈活性。