วิธีการเลือกการออกแบบซีลเชิงกล

03 ส.ค. 2564

การเลือกประเภทโครงสร้างซีลเชิงกลเป็นขั้นตอนสำคัญในกระบวนการออกแบบ ซึ่งต้องตรวจสอบก่อน:
1. พารามิเตอร์การทำงาน - ความดันของสื่อ, อุณหภูมิ, เส้นผ่านศูนย์กลางเพลาและความเร็ว
2. คุณลักษณะปานกลาง – ความเข้มข้น ความหนืด การกัดกร่อน โดยมีหรือไม่มีอนุภาคของแข็งและสิ่งเจือปนในเส้นใย ไม่ว่าจะทำให้กลายเป็นไอหรือตกผลึกได้ง่ายก็ตาม
3. ลักษณะการทำงานของโฮสต์และสภาพแวดล้อม – การทำงานต่อเนื่องหรือไม่ต่อเนื่อง โฮสต์ที่ติดตั้งในห้องหรือเปิดโล่ง คุณสมบัติของบรรยากาศโดยรอบและการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ
4. โฮสต์ของซีลเพื่อให้รั่วไหล, ทิศทางการรั่วไหล (การรั่วไหลภายในหรือการรั่วไหลภายนอก) ข้อกำหนดชีวิตและความน่าเชื่อถือ
5. โฮสต์เกี่ยวกับขนาดของข้อจำกัดของโครงสร้างตราประทับ
6. เสถียรภาพของการดำเนินงานและกระบวนการผลิต
ประการแรกตามพารามิเตอร์การทำงาน P, V, T การเลือก:

โดยที่ P คือแรงดันปานกลางที่ช่องผนึกขึ้นอยู่กับขนาดของค่า P สามารถกำหนดได้ในเบื้องต้นว่าจะเลือกโครงสร้างที่สมดุลและระดับของความสมดุลหรือไม่ สำหรับความหนืดสูงปานกลาง, การหล่อลื่นที่ดี, p ≤ 0.8MPa หรือความหนืดต่ำ, การหล่อลื่นต่ำของตัวกลาง p ≤ 0.5MPa มักใช้โครงสร้างที่ไม่สมดุล เมื่อค่า p เกินช่วงข้างต้น ควรพิจารณาโครงสร้างที่สมดุล เมื่อ P ≥ 15MPa โครงสร้างสมดุลแบบปลายด้านเดียวทั่วไปจะยากต่อการตอบสนองข้อกำหนดการซีล คราวนี้ สามารถใช้กับซีลหลายขั้วแบบอนุกรมได้
U คือความเร็วเส้นรอบวงของเส้นผ่านศูนย์กลางเฉลี่ยของพื้นผิวการซีล และพิจารณาว่าองค์ประกอบยืดหยุ่นหมุนตามแกนตามค่าของค่า U ที่ใช้โครงสร้างสปริงแบบหมุนหรือสปริงโหลดหรือไม่ โดยทั่วไป U การหมุนแบบสปริงสามารถใช้น้อยกว่า 20-30m / s เงื่อนไขความเร็วสูงเนื่องจากคุณภาพที่ไม่สมดุลของชิ้นส่วนที่หมุนได้ง่ายทำให้เกิดการสั่นสะเทือนที่รุนแรง ควรใช้โครงสร้างแบบคงที่ของสปริงถ้าค่าของ P และ U สูงทั้งคู่ พิจารณาการใช้โครงสร้างอุทกพลศาสตร์
T หมายถึงอุณหภูมิของตัวกลางในห้องปิดผนึก ตามขนาดของ T เพื่อกำหนดวัสดุแหวนปิดผนึกเสริม วิธีระบายความร้อนพื้นผิวปิดผนึก และระบบเสริม อุณหภูมิ T ในช่วง 0-80 ℃ แหวนเสริมคือ มักจะเลือกยางไนไตรล์โอริง T ระหว่าง -50 — +150 ℃ ตามความแข็งแรงกัดกร่อนของสื่อ สามารถเลือกยางฟลูออรีน ยางซิลิโคน หรือวงแหวนฟิลเลอร์บรรจุ PTFE เมื่ออุณหภูมิต่ำกว่า -50 หรือสูงกว่า 150 ℃ ยางและโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีนจะทำให้เกิดการเปราะที่อุณหภูมิต่ำหรือการเสื่อมสภาพที่อุณหภูมิสูง เวลานี้สามารถใช้โครงสร้างแบบเป่าลมโลหะได้ เมื่อความขุ่นของตัวกลางสูงกว่า 80 ℃ มักจะจำเป็นต้องพิจารณาว่าสูง อุณหภูมิในช่องปิดผนึกและต้องใช้มาตรการระบายความร้อนที่สอดคล้องกัน

รองเลือกตามลักษณะของสื่อ:
ปานกลางที่มีฤทธิ์กัดกร่อนต่ำ มักใช้ซีลเชิงกลในตัว การสิ้นสุดของสถานะแรงและทิศทางของการรั่วไหลของสื่อมีความสมเหตุสมผลมากกว่าเมื่อเทียบกับประเภทภายนอก สำหรับสื่อที่มีฤทธิ์กัดกร่อนแรง เนื่องจากการเลือกวัสดุสปริงนั้นยากกว่า คุณสามารถใช้ ซีลเชิงกลภายนอกหรือโพลีเตตระฟลูออโรเอทิลีนเบลโลว์ แต่โดยทั่วไปใช้ได้เฉพาะช่วง P ≤ 0.2-0.3MPa เท่านั้น ตกผลึกง่าย แข็งตัวง่าย และตัวกลางที่มีความหนืดสูง ควรใช้โครงสร้างแบบหมุนสปริงเดี่ยว เนื่องจากสปริงขนาดเล็กอุดตันได้ง่ายด้วยของแข็ง ตัวกลางที่มีความหนืดสูง จะทำให้การเคลื่อนไหวชดเชยแกนสปริงขนาดเล็กถูกปิดกั้น สื่อไวไฟ ระเบิดได้ เป็นพิษ เพื่อให้แน่ใจว่าสื่อไม่รั่วไหล ควรใช้โครงสร้างสองด้านที่มีสารกันรั่ว (ของเหลวแยก)
ตามพารามิเตอร์การทำงานข้างต้นและลักษณะสื่อของโครงสร้างที่เลือกมักจะเป็นเพียงโปรแกรมเบื้องต้น การกำหนดขั้นสุดท้ายต้องคำนึงถึงลักษณะของโฮสต์และข้อกำหนดพิเศษสำหรับการปิดผนึกด้วย ตัวอย่างเช่น โฮสต์บนเรือบางครั้งใน เพื่อให้ได้พื้นที่ที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น ขนาดของซีลและตำแหน่งของการติดตั้งมักมีข้อกำหนดที่เข้มงวดมาก อีกตัวอย่างหนึ่งคือเรือดำน้ำบนปั๊มระบายน้ำ ในการขึ้นและลงของเรือดำน้ำ ความดันจะแตกต่างกันอย่างมาก ในกรณีเหล่านี้ , ไม่สามารถเลือกโครงสร้างมาตรฐานเป็นประจำได้ แต่ต้องได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษสำหรับสภาพการทำงานเฉพาะและใช้มาตรการที่จำเป็น