一種適用于旋轉(zhuǎn)或往復(fù)運動主軸的碟簧自緊高溫高壓密封裝置,該裝置在工作壓力為2.0~20.0 MPa,溫度為200~650℃時,可以起到密封效果,保 證設(shè)備的正常工作。
該高溫高壓密封裝置,在靠近高壓側(cè)的主軸上先裝背環(huán),背環(huán)靠近高壓一側(cè)開有環(huán)隙(背環(huán)的環(huán)隙深度是0.5mm.),環(huán)隙直徑小于填料的安裝直徑,使高壓側(cè)產(chǎn)生的壓力可進入的環(huán)隙,環(huán)隙內(nèi)的壓力與容器內(nèi)壓力相等,這樣對主軸上填料產(chǎn)生一定推力,可起到自密封的作用,而且隨壓力的上升,密封效果更好。背環(huán)裝完后裝支撐環(huán),支撐環(huán)的材質(zhì)是高強度碳纖維盤根,低模量碳纖維具有較高的韌性和較高的強度,克服了傳統(tǒng)碳密封材料脆而易碎的缺點,支撐環(huán)不僅可以起到支撐作用,還對主軸起到密封作用。
支撐環(huán)裝完后裝壓環(huán),壓環(huán)一側(cè)具有一定錐度,所述錐度θ為150°,其作用在于:當(dāng)密封材料被壓緊時,力作用在壓環(huán)上,壓環(huán)上的錐度將力分解,使密封填料向主軸方向壓緊,起到很好的密封效果。
壓環(huán)裝完后裝石墨盤根填料,采用ChestertonTwo超級石墨盤根,在非氧化環(huán)境下,使用溫度2760℃,承受轉(zhuǎn)速23m/s,耐化學(xué)腐蝕pH0~14。該盤根是由交叉編織的純凈優(yōu)質(zhì)石墨線制成,能夠把密封劑鎖定在盤根間,可防止氣體或液體透過盤根,再經(jīng)過特殊的高溫磨合潤滑劑處理。采用這些特殊的犧牲型多溫潤滑劑可輕松地完成磨合過程,并迅速達到令人滿意的泄漏率。一旦磨合潤滑劑消耗完畢,所剩的超級石墨產(chǎn)品具有幾乎能抵擋所有化學(xué)品的耐化學(xué)性能。這種盤根的高傳導(dǎo)率及自動自潤滑性能使其在使用中基本對主軸不產(chǎn)生劃痕。
石墨盤根填料裝完后裝氣體分布環(huán),該環(huán)周圍開有均布的6個圓孔,6個圓孔使氣體分布均勻作用在填料與主軸上。氣體分布環(huán)上接充氣氣管,充氣的壓力一般高于容器內(nèi)的壓力0.1~0.5kPa。如果容器內(nèi)溫度高于400℃時,一般充的氣體為惰性氣體,該氣體的作用主要在于:一是對填料有冷卻效果;二是使填料周圍處于無氧環(huán)境,保護填料不被氧化;三是阻止容器內(nèi)氣體外泄,起到輔助密封作用。
氣體分布環(huán)裝完后裝支撐環(huán)和壓環(huán),再裝石墨盤根填料和球面壓環(huán)。球面壓環(huán)相配對的是球面壓蓋,它們的接觸面采用球面形式,保證壓蓋的作用力完全分布在球面壓環(huán)上,讓被壓填料均勻受壓,起到更好的密封效果。
另外球面壓蓋上采用碟簧的壓緊螺栓,主要承受機械沖擊、壓力波動或熱脹冷縮,通過碟簧的彈性來補償,確保填料受擠壓,減小填料與主軸之間的間隙,提高密封效果。如圖所示:
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