メカニカルシールの設計の選び方

2021 年 8 月 3 日

メカニカル シール構造タイプの選択は設計プロセスの重要なステップであり、最初に調査する必要があります。
1.作業パラメータ - 媒体圧力、温度、シャフト直径および速度。
2. 中間特性 - 濃度、粘度、腐食性、固体粒子や繊維不純物の有無、蒸発しやすいか結晶化しやすいか。
3. ホストの動作特性と環境条件 - 連続動作または断続動作。ホストが室内に設置されているか露出されています。周囲の雰囲気の特性と温度が変化します。
4. 漏れを許容するシールのホスト、漏れ方向 (内部漏れまたは外部漏れ) 要件、寿命および信頼性要件。
5. シール構造のサイズ制限に関するホスト。
6. 操業と生産プロセスの安定性。
まず、動作パラメータ P、V、T の選択に従って:

ここで P はシールキャビティにおける媒体圧力です。P 値の大きさに応じて、バランスのとれた構造を選択するかどうか、およびバランスの度合いを最初に決定できます。中高粘度で潤滑性が良好な媒体の場合は p ≤ 0.8MPa、または低粘度で潤滑性が低い媒体の場合は、 p ≤ 0.5MPa の場合、通常は非平衡構造を使用します。 p 値が上記の範囲を超える場合は、平衡構造を検討する必要があります。 P ≧ 15MPa の場合、一般的な片端平衡構造ではシール要件を満たすことが困難になります。多端子シールを直列に使用できます。
Uはシール面の平均直径の周速度であり、Uの値に応じて弾性要素が軸とともに回転するか、つまりバネ式回転構造を使用するか、バネ式構造を使用するかを決定します。一般にU 20〜30m/s未満のスプリング式回転は使用できますが、より高速な条件では、回転部分の品質がアンバランスであるため、強い振動が発生しやすいため、スプリング静的構造を使用するのが最適です。PとUの値が適切な場合は、両方とも高い場合は、流体力学構造の使用を検討してください。
Tは密閉チャンバー内の媒体の温度を指し、Tのサイズに応じて補助シールリングの材質、シール面の冷却方法およびその補助システムを決定します。温度Tは0〜80℃の範囲で、補助リングは通常はニトリルゴムOリングを選択します。Tは-50〜+150℃の間で、媒体の腐食強度に応じて、フッ素ゴム、シリコーンゴムまたはPTFEパッキンフィラーリングの選択が可能です。温度が-50未満の場合は、 150℃以上の場合、ゴムやポリテトラフルオロエチレンは低温脆化や高温老化を生じますが、この場合は金属ベローズ構造を使用できます。媒体の濁度が80℃を超える場合、通常は濁度が高いと考える必要があります。シール領域の温度に応じて冷却措置を講じる必要があります。

メディアの特性に応じた二次選択:
腐食性の弱い媒体では、通常は内蔵メカニカルシールを使用します。力の終了状態と媒体の漏れ方向は、外部タイプに比べてより合理的です。腐食性の強い媒体では、ばね材料の選択がより難しいため、使用できます。外部またはポリテトラフルオロエチレンベローズメカニカルシールが使用されますが、一般的には P ≤ 0.2-0.3MPa の範囲にのみ適用されます。結晶化しやすく、固化しやすく、高粘度の媒体にはシングルスプリングロータリー構造を使用してください。小さなスプリングは固形物で詰まりやすいため、高粘度の媒体は可燃性、爆発性、有毒な媒体の場合、媒体が漏れないようにシール剤（隔離液）を使用した二重構造にしてください。
上記の動作パラメータおよび選択された構造の媒体特性によれば、多くの場合、予備的なプログラムにすぎません。最終的な決定には、ホストの特性およびシールに関するいくつかの特別な要件も考慮する必要があります。たとえば、船上のホストは、場合によっては、より効率的なスペースを確保するために、シールのサイズと設置場所には非常に厳しい要件が設けられることがよくあります。別の例としては、潜水艦の排水ポンプが挙げられます。潜水艦の浮き沈みでは、圧力が大きく変化します。このような場合には、排水ポンプの圧力が大きく変化します。 、標準構造を定期的に選択することはできませんが、特定の作業条件に合わせて特別に設計し、必要な措置を講じる必要があります