廣一水泵機械密封端面沖洗的作用有二:一是帶走密封腔中機械密封的摩擦熱、攪拌熱等,以降低密封端面溫度,保證密封端面上流體膜的穩(wěn)定;二是阻止固體雜質(zhì)和油焦淤積于密封腔中,使密封能在良好、穩(wěn)定的工作環(huán)境中工作,并減少磨損和密封零件失效的可能。
廣一水泵廠實踐證明,合適的端面沖洗是提高
廣一水泵機械密封耐久性的重要輔助措施之一,對煉油廠中熱油泵軸密封的效果更為明顯。此外,對于那些潤滑性差、易揮發(fā)的液態(tài)烴軸封,為迅速帶走熱量防止液膜汽化,則不得不采用沖洗措施。一般來說,當PsV>7.0(MPa.S).(m/s)時,就應(yīng)采用沖洗措施。對于那些端面溫度不高,輔助元件的溫度又不超過耐熱極限的,一般可不采用沖洗措施。近年來,從國外引進的一些生產(chǎn)裝置來看,沖洗已經(jīng)成為機械密封的組成部分,甚至把沖洗管路也系列化了。
沖洗液量
沖洗液量是基于摩擦副產(chǎn)生的熱量被沖洗液帶走的熱平衡原理確定的。摩擦副產(chǎn)生的熱量Q,可由下式確定:
Q1=fPbVa
式中pb——端面比壓,Pa;
f——密封面摩擦系數(shù),與摩擦狀態(tài)、材料及介質(zhì)有關(guān),一般f=O.05~0.12;
A——摩擦副面積,m2;
V——摩擦副線速度,m/s。
沖洗液帶走的熱量Q2為:
Q2=C△tρgW
式中 C——沖洗液比熱容,J/(kg.K)
△t——沖洗液溫升,K,對于油來說At=10℃(10K),水和液化氣取At=2~3K;
ρ——沖洗液的密度,kg/m3;
W—一沖洗量,m3/s。
由Q1=Q2可得沖洗量的計算公式:
W= fPbVa/ C△tρgW
廣一水泵廠實驗證明,沖洗液的多少取決于摩擦生熱、介質(zhì)溫度和介質(zhì)性質(zhì),詳見表1。
表1 不同介質(zhì)工作作條件下的合適沖洗液量
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機油
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柴油
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煤油
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水
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Pb V/(MPa.m/s)
沖洗液量W(L/min)
沖洗溫度/℃
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4.3~8.4
3~5
2~5
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4.2~8.4
2~3
1~3
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3.4~6.8
2~3
5~8
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3.4~6.8
1~2
1~4
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沖洗液量的控制,在實際工作中一般用限流孔板來控制沖洗液量。其大小取決于孔板的孔徑、兩端壓差及孔板數(shù)量。一般孔板孔徑為2.5~4.5mm,孔板數(shù)量為1~2個。
對于潔凈液體,流速應(yīng)控制在5m/s以下;對于含固體顆粒的漿液,必須控制在3m/s以下。
用計算法也可求出孑L板的直徑,根據(jù)介質(zhì)性質(zhì)和壓差,由流量公式來確定。
Q=0.0125Cd2(△p/ρg)0.5m3/h
式中 C——流量系數(shù),與孔板孔徑和管徑之比有關(guān);
△p——孔板前后壓差,Pa;
ρ——液體密度,kg/m3。
該式同樣也可用來校核軸箱的沖洗孔直徑,孔板孔徑可以根據(jù)給定流速和沖洗量來確定:
d=0.8(Q/V)0.5m
式中 p——沖洗量,m3/s;
y——沖洗液流速,m/s。