針對(duì)液環(huán)真空泵的機(jī)械密封泄漏嚴(yán)重、檢修頻繁等現(xiàn)象,通過(guò)分析其機(jī)械密封存在的問(wèn)題,提出了將密封形式改造為雙端面干氣密封的方案。文章介紹了干氣密封的基本結(jié)構(gòu)和工作原理,指出了使用注意事項(xiàng),將改造后的干氣密封和輔助控制系統(tǒng)成功應(yīng)用到液環(huán)真空泵中。通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行驗(yàn)證,解決了原密封存在的問(wèn)題。干氣密封無(wú)介質(zhì)泄漏,維護(hù)簡(jiǎn)單,使檢修次數(shù)得到大幅減少,延長(zhǎng)了使用壽命,并極大地提高了設(shè)備運(yùn)行的安全性和穩(wěn)定性。氣源氮?dú)庠趧?dòng)靜環(huán)側(cè)密封之間通入,一旦密封發(fā)生泄漏,泄漏介質(zhì)會(huì)被氮?dú)廒s至液環(huán)真空泵中,這樣可保證輸送介質(zhì)和工作液環(huán)的零泄漏和零逸出。干氣密封的設(shè)計(jì)可定制,在特殊工況壓縮機(jī)中滿足個(gè)性化需求。福建雙端面干氣密封定制
工作原理:干氣密封環(huán)的密封面如圖2所示。泵軸旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)靜環(huán)、動(dòng)環(huán)進(jìn)行相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),密封面動(dòng)壓槽內(nèi)會(huì)吸入密封氣體,通過(guò)密封堰的節(jié)流作用,密封面內(nèi)的氣體會(huì)被壓縮,使得氣體壓力升高,密封面在氣體壓力作用下被推開,達(dá)到非接觸狀態(tài)。此時(shí)密封面內(nèi)氣體壓力與工作介質(zhì)作用力、彈簧力形成的閉合力達(dá)到平衡,因此,密封氣體在兩個(gè)密封面間形成一層穩(wěn)定的薄氣膜。通過(guò)理論研究與實(shí)踐證明,此氣膜厚度一般在3 μm左右,變化微小,具有良好的氣膜剛度,能夠保證干氣密封運(yùn)轉(zhuǎn)可靠穩(wěn)定。福建雙端面干氣密封定制干氣密封能承受短時(shí)間壓力波動(dòng),在間歇運(yùn)行設(shè)備中穩(wěn)定性好。
干氣密封的典型結(jié)構(gòu):對(duì)于不同的工況條件,可采用不同的干氣密封總體結(jié)構(gòu)形式。實(shí)際應(yīng)用中,用于離心壓縮機(jī)的干氣密封主要有下面四種結(jié)構(gòu)形式:1、單端面密封:?jiǎn)味嗣婷芊庵饕糜诓粚儆谖kU(xiǎn)性的氣體,即允許少量介質(zhì)氣體泄漏到大氣環(huán)境中的場(chǎng)合。密封所用氣體為工藝氣本身。國(guó)內(nèi)引進(jìn)機(jī)組中的二氧化碳?jí)嚎s機(jī)多用此種類型。2、串聯(lián)密封:串聯(lián)式干氣密封是一種操作可靠性較高的密封結(jié)構(gòu),典型應(yīng)用是允許少量介質(zhì)氣體泄漏到大氣中的工況。在石油化工企業(yè)的引進(jìn)機(jī)組中使用較多。
由于密封腔與工藝氣腔有壓差,對(duì)于串聯(lián)式結(jié)構(gòu)來(lái)講大部分經(jīng)除濕、過(guò)濾的密封氣流經(jīng)工藝氣拉別令密封進(jìn)入壓縮機(jī),只有一小部分密封氣流經(jīng)密封面之間,成為泄漏氣體;對(duì)于并聯(lián)式雙端面密封來(lái)講,密封氣流經(jīng)兩個(gè)密封面之間,成為泄漏氣體。串聯(lián)式結(jié)構(gòu)主密封氣又分一級(jí)主密封氣(內(nèi)側(cè)端面)、二級(jí)主密封氣(外側(cè)端面),內(nèi)側(cè)端面起主要密封作用,外側(cè)端面是個(gè)安全密封,當(dāng)內(nèi)側(cè)主密封突然失效時(shí),危險(xiǎn)介質(zhì)不會(huì)發(fā)生大量外泄,造成安全事故。一級(jí)主密封氣使用工藝介質(zhì)或氮?dú)?,二?jí)主密封氣只能使用惰性氣體(氮?dú)?。干氣密封在氨氣壓縮機(jī)中,防介質(zhì)泄漏污染,符合環(huán)保排放標(biāo)準(zhǔn)。
在動(dòng)力平衡條件下,作用在密封上的力如圖3所示。閉合力Fc,是氣體壓力和彈簧力的總和。開啟力Fo是由端面間的壓力分布對(duì)端面面積積分而形成的。在平衡條件下Fc=Fo,運(yùn)行間隙大約為3微米,如果由于某種干擾使密封間隙減小,則端面間的壓力就會(huì)升高,這時(shí),開啟力Fo大于閉合力Fc,端面間隙自動(dòng)加大,直至平衡為止。如圖4所示。類似的,如果擾動(dòng)使密封間隙增大,端面間的壓力就會(huì)降低,閉合力Fc大于開啟力Fo,端面間隙自動(dòng)減小,密封會(huì)很快達(dá)到新的平衡狀態(tài),這種機(jī)制將在靜環(huán)和動(dòng)環(huán)組件之間產(chǎn)生一層穩(wěn)定性相當(dāng)高的氣體薄膜,使得在一般的動(dòng)力運(yùn)行條件下端面能保持分離、不接觸、不易磨損,延長(zhǎng)了使用壽命。干氣密封的維護(hù)人員培訓(xùn)簡(jiǎn)單,在中小型企業(yè)中易操作管理。福建雙端面干氣密封定制
在化工設(shè)備中,干氣密封常用于反應(yīng)釜,以確保反應(yīng)過(guò)程中的安全與穩(wěn)定。福建雙端面干氣密封定制
機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)出多樣化,但其中一種常見的結(jié)構(gòu)如上圖所示。該機(jī)械密封裝置被安裝在旋轉(zhuǎn)軸上,其內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括緊定螺釘、彈簧座、彈簧以及動(dòng)環(huán)輔助密封圈和動(dòng)環(huán),這些部件隨軸一同旋轉(zhuǎn)。而靜環(huán)、靜環(huán)輔助密封圈和防轉(zhuǎn)銷則被安裝在端蓋內(nèi),端蓋與密封腔體通過(guò)螺栓相連結(jié)。軸通過(guò)緊定螺釘、彈簧座和彈簧的協(xié)同作用,帶動(dòng)動(dòng)環(huán)進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。由于防轉(zhuǎn)銷的作用,靜環(huán)則保持靜止?fàn)顟B(tài),位于端蓋之內(nèi)。在彈簧力和介質(zhì)的作用下,動(dòng)環(huán)緊密貼合靜環(huán)的端面,并產(chǎn)生相對(duì)滑動(dòng),從而有效阻止了介質(zhì)通過(guò)端面間的徑向泄露(即泄漏點(diǎn)1),實(shí)現(xiàn)了機(jī)械密封的主功能。福建雙端面干氣密封定制