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实验室反应釜密封原理和新结构特点

     传统高压釜用双端面机械密封的缺陷,实验室反应釜">实验室反应釜搅拌轴一般为单支承悬臂轴,轴上带有搅拌器。旋转时由于物料阻力大,轴在低速重载下旋转产生的摆动很大,这样严重影响了机械密封的性能。特别是当反应釜工作压力大于2.5MPa时,釜用机械密封在设计制造上存在较大难度。

  常用双端面机械密封在实际使用中常常效果不理想,这种结构的机械密封在反应釜上使用主要存在以下缺点反应釜搅拌轴一般摆动大,该结构机械密封不能很好地解决这一问题,导致密封容易失效。

  轴的摆会使动静环O形圈被挤烂;传动销被扭弯或扭断;动环由于轴的偏摆被卡死失去浮动性;动环密封面被过早拉伤;

  实验室反应釜工作压力大于2.5MPa时,弹簧座紧定螺钉容易打滑导致密封失效;为此该结构机械密封还必须设置轴套,否则主轴容易被紧定螺钉打滑划伤报废。另不设置轴套,轴的摆动使轴被动环O形圈磨损;从A入口必须输入高于介质压力的冷却液。因此,该机构机械密封必须配置高压冷却循环系统,增大了投资。一般都配高压油液冷却循环系统;由于冷却液压力高,对整个密封腔体要求提高。

  密封腔体、轴套及机封组件必须设计成集装式,增大了成本;该结构机械密封载荷系数k不能调整得太小,端面比压P=Ps+(k-0.5)Pi,该结构k一般不小于0.6,由于介质压力Pi大,因此端面比压超高,第一级密封摩擦副磨损严重,导致机械密封寿命短;该结构机械密封结构复杂,安装拆卸困难。

  为了提高机械密封的浮动性,需要特别重视密封各部位间隙的调整。如果动环与轴套的间隙太大,动环密封圈容易被挤烂或挤断。如果间隙太小,容易出现动环被卡死。动环与弹簧座、上静环与轴套的间隙等都必须严格控制。反应釜设备庞大,接管众多,影响安装质量的因素增加,对安装工人技术水平要求高。对反应釜以及机械密封配合部分的要求安装机械密封部位的轴制造公差为h8,光洁度为1.6。

  安装动环密圈的轴(轴套)端部应做成角并修光。轴的静向晃动量不得大于 0.5mm。轴的静环下的径向摆动不得大于0.5mm。釜用机械密封的安装要求部件内各另件符合图纸符合设计要求。平衡型机械密封动环密封圈与动环密封腔应有3-5mm间隙。安装静环时,端面需用千分表找正并保证端面与轴线下垂直度允许0.05mm。弹簧的压缩量按图纸要求允许误差 2mm。安装完毕后将螺母松开才可开车。机械密封安装后应有24小时以上的空车跑合运转。机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力(或磁力)作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。

  常用机械密封结构由静止环(静环)1、旋转环(动环)2、弹性元件3、弹簧座4、紧定螺钉5、旋转环辅助密封圈6和静止环辅助密封圈8等元件组成,防转销7固定在压盖9上以防止静止环转动。旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿还。

  机械密封中流体可能泄漏的途径有A、B、C、D四个通道。C、D泄漏通道分别是静止环与压盖、压盖与壳体之间的密封,二者均属静密封。B通道是旋转环与轴之间的密封,当端面摩擦磨损后,它仅仅能追随补偿环沿轴向作微量的移动,实际上仍然是一个相对静密封。

  因此,这些泄漏通道相对来说比较容易封堵。静密封元件蕞常用的有橡胶O形圈或聚四氟乙烯V形圈,而作为补偿环的旋转环或静止环辅助密封,有时采用兼备弹性元件功能的橡胶、聚四氟乙烯或金属波纹管的结构。  

  A通道则是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封,它是机械密封装置中的主密封,也是决定机械密封性能和寿命的关键。因此,对密封端面的加工要求很高,同时为了使密封端面间保持必要的润滑液膜,必须严格腔制端面上的单位面积压力,压力过大,不易形成稳定的润滑液膜,会加速端面的磨损;压力过小,泄漏量增加。所以,要获得良好的密封性能又有足够寿命,在设计和安装机械密封时,一定要保证端面单位面积压力值在蕞适当的范围。 

  机械密封与软填料密封比较,有如下优点:①密封可靠在长周期的运行中,密封状态很稳定,泄漏量很小,按粗略统计,其泄漏量一般仅为软填料密封的1/100;②使用寿命长在油、水类介质中一般可达1~2年或更长时间,在化工介质中通常也能达半年以上;③摩擦功率消耗小机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的10%~50%。 
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