[科普中國(guó)]-單端面機(jī)械密封

單端面機(jī)械密封的典型結(jié)構(gòu)

潛水電泵常用的單端面機(jī)械密封的典型結(jié)構(gòu)如下圖所示。

這種機(jī)械密封只有一道密封端面，即所謂“單端面”。單端面機(jī)械密封在潛水電泵中可一套單獨(dú)使用，也可按照需要安裝兩套單端面機(jī)械密封正向串聯(lián)使用。兩套單端面機(jī)械密封串聯(lián)使用時(shí)，每套機(jī)械密封的作用基本上與雙端面機(jī)械密封每道的作用類似，但機(jī)械密封整體的密封承壓能力提高。當(dāng)水泵的揚(yáng)程較高時(shí)，機(jī)械密封的承壓能力提高、泄漏量減少。1

單端面機(jī)械密封的主要材料一套單端面機(jī)械密封單獨(dú)使用于充油式電動(dòng)機(jī)時(shí)，既要防止機(jī)外雜質(zhì)、砂粒和水進(jìn)入，又要防止機(jī)內(nèi)油液外泄，密封要求較高，密封環(huán)材料要求較好，常采用碳化鎢或碳化硅材料制作；如安裝于充水式電動(dòng)機(jī)軸伸端，一般只要求起防砂作用，可用氧化鋁陶瓷、氮化硅或其他較硬的材料制作密封環(huán)，成本相對(duì)較低廉。

單端面機(jī)械密封問題分析對(duì)高含固體顆粒介質(zhì)，選用普通的單端面機(jī)械密封會(huì)出現(xiàn)下列問題：

①摩擦副早期磨損；

②造成滑動(dòng)補(bǔ)償機(jī)構(gòu)堵塞，不能作軸向位移；

③堵塞加載機(jī)構(gòu)，使彈性元件失效；

④造成旋轉(zhuǎn)組件的磨損。2

機(jī)械密封設(shè)計(jì)改進(jìn)為解決上述問題，需要詳細(xì)了解密封介質(zhì)的特性和操作條件，并進(jìn)行專門設(shè)計(jì)，從設(shè)計(jì)上確保其結(jié)構(gòu)、材質(zhì)或密封系統(tǒng)都能符合要求。

(1)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

在設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)采用防止介質(zhì)顆粒堵塞的結(jié)構(gòu)，如外裝式機(jī)械密封；采用內(nèi)裝式密封時(shí)，應(yīng)將彈簧與介質(zhì)隔離。一般情況下．應(yīng)優(yōu)先考慮采用單端面機(jī)械密封，因?yàn)槠滟M(fèi)用低，占用空間小。但在以下場(chǎng)合必須采用雙端面機(jī)械密封：

①固體顆粒雜質(zhì)質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過10%；

②高度濃縮的介質(zhì)；

③有危險(xiǎn)性及有毒介質(zhì)；

③為避免在強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中使用昂貴材料的情況等。

(2)摩擦副材料

當(dāng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和循環(huán)系統(tǒng)不能完全提供對(duì)密封的保護(hù)時(shí)，所選用的摩擦副材料的硬度必須高于磨粒的硬度。通常選用抗磨粒磨損性能好的材料組對(duì)，如硬質(zhì)合金對(duì)硬質(zhì)合金、碳化硅對(duì)硬質(zhì)合金、碳化硼對(duì)硬質(zhì)合金等。采用雙端面機(jī)械密封時(shí)，大氣側(cè)的端面材料可與普通機(jī)械密封所用材料相同。

(3)密封循環(huán)系統(tǒng)

采用單端面機(jī)械密封時(shí)，為了避免顆粒雜質(zhì)的危害，需根據(jù)不同情況分別采取沖洗、過濾、分離、隔離、保溫和加熱等措施。

采用雙端面機(jī)械密封時(shí)，要求封液在密封腔內(nèi)產(chǎn)生相對(duì)高壓，進(jìn)行封堵、潤(rùn)滑和冷卻循環(huán)等。2