¿Por qué los sellos mecánicos de alta velocidad requieren una gran perpendicularidad entre las caras de los extremos de la cara giratoria y la línea central del eje del sello mecánico?

2023-08-01
La capacidad de seguimiento del sello mecánico de alta velocidad es deficiente, lo que conduce a un aumento de las fugas del sello. Para reducir las fugas, ¿podemos comenzar nuestro trabajo mejorando la capacidad de seguimiento del asiento estacionario del sello mecánico? El conjunto de asiento estacionario del sello mecánico de alta velocidad se considera un sistema resonante, es decir, se ignora el efecto de amortiguación en el proceso de potencia vibratoria. Según el principio de vibración, su frecuencia circular es:
Para aumentar la frecuencia circular, existen dos métodos, uno es aumentar la rigidez del resorte iC; el otro es reducir la masa m del conjunto de asiento estacionario del sello mecánico. Para la estructura de sellado específica, es factible reducir la masa del conjunto de asiento estacionario, pero no tendrá un efecto mayor. Otro método que se ha considerado es aumentar la rigidez del resorte. El aumento de la rigidez del resorte está limitado por la presión específica del resorte y la cantidad de compresión del sello mecánico. Cada sello mecánico tiene una cierta cantidad de compresión residual, que es de al menos 3 a 5 mm, y hay otra compresión después de la instalación, que es equivalente a la compresión residual, por lo que la compresión total es de 6 a 8 mm. Bajo el pretexto de la cantidad constante de compresión, si la rigidez del resorte aumenta, la fuerza del resorte y la presión específica del resorte del sello mecánico aumentarán. De la fórmula de la sección anterior, podemos ver que para mejorar la capacidad de seguimiento, la frecuencia circular del conjunto del asiento estacionario debe aumentarse de 3 a 4 veces. Dado que la rigidez y la frecuencia circular tienen una relación de raíz cuadrada, la rigidez debe aumentarse entre 9 y 16 veces el valor existente. Es decir, cuando la cantidad de compresión es constante, la presión específica del resorte aumenta a 9~16 veces el valor existente. Dado que la presión específica del resorte existente es de 0,2~0,3 MPa, sin mencionar un múltiplo tan grande, es imposible duplicarla. Por lo tanto, es imposible reducir la fuga del cierre mecánico mejorando la capacidad de seguimiento del asiento estacionario del cierre mecánico. Para lograr este objetivo, debemos comenzar con la reducción de la amplitud de vibración de la cara giratoria del sello mecánico. Después de instalar la cara giratoria en el eje, su verticalidad se controla dentro de los 5 μm, y el método de fijación debe ser confiable y no se cambiará durante la operación. De esta forma, cuando la capacidad de seguimiento del conjunto de asiento estacionario es deficiente, el espesor de la película líquida formada es pequeño y la fuga puede ser pequeña. Esta es la razón por la que los sellos mecánicos de alta velocidad requieren una alta perpendicularidad entre las caras de los extremos de la cara giratoria y la línea central del eje del sello mecánico.