混流泵用机械密封应设计为内流式,颗粒介质在密封环外侧,离心力和惯性力的作用使颗粒、杂质向外运动,抛离密封面。
与一般机械密封不同,轴套与密封环之间的间隙应较大,当有物料泄漏时,能及时排出,避免颗粒的堆积和阻塞。密封腔的设计必须有适当的空间,使密封腔的物料能流动,不堆积沉淀,并易冷却和润滑密封。为了减少泵内介质压力对密封端面比压的影响,采用平衡型机械密封结构。
端面比压是影响密封性能和使用寿命的最重要因素之一。为了防止颗粒介质进入密封端面,泄漏量增大,端面磨损加剧,导致密封的失效,应使端面比压比一般的要大些。但端面比压过大,将造成摩擦面发热和磨损加剧,功率消耗增加。设计时,端面比压为0.3MPa左右。
采用单端面机械密封(图1)时,为了避免颗粒杂质的危害,需根据不同情况分别采取冲洗、过滤、分离、隔离、保温和加热等措施。冲洗液的可靠性和质量是密封成败的关键。若从外部注入清洁冲洗液,密封的工作环境可得到改善,但必须损耗冲洗液,而且,其先决条件是所输送的液体允许被冲洗液微量稀释。
采用双端面机械密封(图2)时,要求封液在密封腔内建立压力,进行封堵、润滑和冷却循环。双端面密封可靠性高,但制造成本和安装费用较高。大多数双端面密封组对材料的选择已标准化。在实际使用中,位于介质端的摩擦副使用硬质合金组对或碳化硅组对;位于大气端的选用碳石墨与镍铬钢组对。
山西铝厂目前使用的B173-125型(图3)机械密封的选用就考虑了以上几个方面。其工作参数如下。
介质:含少量氢氧化铝固体微粒
压力:0.5MPa
转速:480r/min
温度:120~150℃
B173-125型机械密封是单端面、内流式机封。采用外冲洗液(图3)。
摩擦副材料选用碳化钨对碳化钨。其性能参数如下。
牌号:YG6
线膨胀系数:4.5~5.0×10-6/℃
温度范围:-10~450℃
硬度:89.5HRA
比重:14.6~15g/cm3
抗弯强度:1421MPa
碳化钨的特点是具有较高的硬度和强度,良好的耐磨性、耐高温性。
该机械密封是集装式机封,成套组装后,放入密封腔,安装并无特殊要求。运转时,先将冲洗液阀门打开,再打开介质阀门,然后开机运行。由于该机械密封在选型时,综合考虑了上述的条件,因此,使用过程中是非常简单的,仅仅要求保证外冲洗冷却的延续性,而且使用效果良好。
|