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水泵密封基础知识


8)先将静环密封圈套在静环背部后,再装入密封 端盖内。注意保护静环断面,保证静环断面与端 盖中心线的垂直度,且将静环背部的防转槽对准 防转销, 但勿使其中互相接触。
9)安装过程中决不允许用工具直接敲打密封元件, 需要敲打时,必须使用专用工具进行敲打,以防 密封元件的损坏。
机械密封的密封失效原因分析
➢ 结构复杂、拆装不便。与其它密封比较,机械端面 密封的零件数目多,要求精密,结构复杂。特别是 在装配方面较困难,拆装时要从轴端抽出密封环, 必须把机器部分(联轴器)或全部拆除。现在已多 采用集装式机械密封来解决这类问题。
机械密封的分类
机械密封按结构型式分类, 其基本类型有: (1)平衡 式和非平衡式机械密封
一、泵用机械密封种类繁多,型号各异,但泄漏点 主要有五处:
(l)轴套与轴间的密封; (2)动环与轴套间的密封; (3)动、静环间密封; (4)对静环与静环座间的密封; (5)密封端盖与泵体间的密封。
二、失效原因 1、由于腐蚀而引起的机械密封失效 ➢密封面点蚀,甚至穿透。 ➢由于碳化钨环与不锈钢座等焊接,使用中不锈钢 座易产生晶间腐蚀。 ➢焊接金属波纹管、弹簧等在应力与介质腐蚀的共 同作用下易发生破裂。
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浮环密封的缺点:
密封件的制造精度要求高,环的不同心度和端面 的不垂直度和表面不粗糙度对密封性能有明显的影 响。此外,这种密封对液体不能做到封严不漏。对 气体虽然可做到封严,但需要一套复杂而昂贵的自 动化供油系统。
5、迷宫密封
迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排 列的环行密封齿,齿与齿之间形成一系列 截流间隙与膨胀空腔,被密封介质在通过 曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻 漏的目的。
➢ 平衡式机械密封:适用于 高压密封,结构复杂,成 本高。
➢ 非平衡式机械密封:适用 于低压密封,介质压力小 于0.7MPa时广泛作用, 结 构简单,成本低。
平衡式与平衡式机械密封 a)平衡式;b)非平衡式
(2)单弹簧式和多弹簧式机 械密封 ➢单弹簧式机械密封。机械密 封端面上的弹簧压力分布不 够均匀,常用于较小轴径( d≯80-150mm轴径)。 ➢多弹簧式机械密封。弹力簧 压力分布则相对比较均匀, 适用于大轴径高速密封 。
3、由于密封端面的磨损而造成的密封失效: ➢摩擦副所用的材料耐磨性差、摩擦系数大、端面比压(包 括弹簧比压),过大等,都会缩短机械密封的使用寿命, ➢对于含有固体颗粒介质,密封面进入固体颗粒是导致使密 封失效的主要原因 。固体颗粒进入摩擦副端面起研磨剂作 用,使密封发生剧烈磨损而失效。密封面合理的间隙,以及 机械密封的平衡程度,还有密封端面液膜的闪蒸等都 是造 成端面打开而使固体颗粒进入的主要原因。 ➢机械密封的平衡程度β也影响着密封的磨损。
6)弹簧压缩量要按规定进行,不允许有过大或过小 的现象,要求误差±2.00 毫米,过大会增加断面 比压,加速断面磨损。过小会造成比压不足而不能 起到密封作用,弹簧装上后在弹簧座内要移动灵活 。用单弹簧时要注意弹 簧的旋向,弹簧的旋向应 与轴的转动方向相反。 7)动环安装后须保持灵活移动,将动环压向弹簧后 应能自动弹回来。
6)能用于10000~20000r/min的高速旋转流体机 械,尤其使用于气体压缩机,其许用速度高达 100m/s以上,这是其他密封所不能比拟的。
7)只要采用耐腐蚀金属材料或里衬耐腐蚀的非金属 材料(如石墨)作浮动环,可以用于强腐蚀介质的 密封。
8)因密封间隙中是液膜,所以摩擦功率极小,在、 使机器有较高的效率。
二、水泵的密封装置
水泵的密封装置分为外密封和内密封。 内密封包括密封环(也称口环和卡圈);外密封 包括填料密封、机械密封、浮动环密封、迷宫密 封和螺旋密封。
1、密封环:
由于离心泵叶轮出口的液体是高压,入口是低 压,高压液体经过叶轮与泵体之间的间隙泄漏而 流回吸入处,所以需要安装密封环。其作用是减 小叶轮与泵体之间的泄漏损失;另一方面可保护 叶轮,避免与泵体摩擦。
➢ 泵在停一段时间后再启动时发生泄漏,这主要是因为摩擦 副附近介质的凝固、结晶,摩擦副上有水垢、弹簧腐蚀、 阻塞而失弹。
➢ 泵轴扰度太大。
4、浮动环密封
靠浮动金属圆环与轴或壳体间的极小间隙限制 流体泄漏的非接触式动密封。浮环可在壳体内自由 浮动,因此轴高速旋转和产生振动时对密封的影响 较小,摩擦、磨损也很小。浮环密封是一种高速密 封,可用以密封气体和液体。密封气体时,浮环装 置中应充满润滑油,以利密封和润滑。
填料密封材料特性 : ➢ 有一定的弹性。在压紧力作用下能产生一定的径
向力并紧密与轴接触。 ➢ 有足够的化学稳定性。不污染介质,填料不被介
质泡胀,填料中的浸渍剂不被介质溶解,填料本 身不腐蚀密封面。 ➢ 自润滑性能良好。耐磨、摩擦系数小。 ➢ 轴存在少量偏心的,填料应有足够的浮动弹性。 ➢ 制造简单、装填方便。
➢设备在运转中,机械密封发生泄漏的原因主要有: 1)泵叶轮轴向窜动量超过标准,转轴发生周期性振动及工艺 操作不稳定,密封腔内压力经常变化等均会导致密封周期性 泄漏; 2)摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏; 3)密封圈材料选择不当,溶胀失弹; 4)大弹簧转向不对; 5)设备运转时振动太大; 6)动、静环与轴套间形成水垢使弹簧失弹而不能补偿密封面 的磨损; 7)密封环发生龟裂等。
机械密封的作用 1.提高机器效率、降低能耗。 2.节约原材料。 3.提高机器可靠性。 4.安全和环境保护。
机 械 密 封 原 理 图
机械密封特点 ➢ 泄漏量可以限制到很少。我国《机械密封技术条件》
中规定,常温清水试验,平均泄漏量轴(或轴套) 外径大于50mm时不超过5mL/h,轴(或轴套)外 径不大于50mm时,泄漏量不大于3mL/h。
2、安装时注意事项 1)安装前要认真检查集结密封零件数量是否足够, 各元件是否有损坏,特别是动、静环有无碰伤、裂 纹和变形等缺陷。如果有问题,需进行修复或更换 新备件。 2)检查轴套或压盖的倒角是否恰当,如不符合要求 则必须进行修整。 3)检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙(及同心度 ),必须保证四周均匀,用塞尺检查各点允差不大 于0.10毫米。
3、机械密封 机械密封工作原理:
机械密封是由一对或数对动环与静环组成的平 面摩擦副构成的密封装置。它是靠弹性构件(如 弹簧或波纹管,或波纹管及弹簧组合构件)和密 封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面 (端面)上产生适当的压紧力,使这两个端面紧 密贴合,端面间维持一层极薄的液体膜而达到密 封的目的。这层液膜具有流体动压力与静压力, 起着润滑和平衡压力的作用。
4)机械密封各元件及其有关的装配接触面,在安装 前必须用丙酮或无水酒精清洗干净。安装过程中应 保持清洁,特别是动、静环及辅助密封元件应无杂 质、灰尘。动、静环表面涂上一层清洁的机油或透 平油。
5)上紧压盖应在联轴器找正后进行。螺栓应均匀上 紧,防止压盖断面偏斜,用塞尺或专用工具检查各 点,其误差不大于0.05毫米。
6、螺旋密封
用螺纹阻止液体泄漏的非接触式动密封,又称 螺纹密封(见图)。通常是在密封部位的旋转轴上 加工出螺纹,工作时泄漏的液体充满螺纹和壳体所 包含的空间,形成“液体螺母”。轴上螺纹的方向 使“液体螺母”在轴旋转时产生轴向运动,促使液 体不断地返回高压端。螺旋密封适用于液体粘度较 大、压差较小和中等转速的场合。基本不受液体的 温度限制。
2、由于高温效应而产生的机械密封失效 ➢热裂是高温油泵,如油渣泵、回炼油泵、常减压塔底泵等最 常见的失效现象,在密封面处由于干摩擦、冷却水突然中断, 杂质进入密封面、抽空等情况下,都会导致环面出现径向裂纹 ➢石墨炭化是使用碳—石墨环时密封失效的主要原因之一。由 于在使用中,如果石墨环一旦超过面会析出树脂,摩擦面附近树脂会发生炭化 ,当有粘结剂时,会发泡软化,使密封面泄漏增加,密封失效 ➢辅助密封件(如氟橡胶、乙丙橡胶、全橡胶)在超过许用温 度后,将会迅速老化、龟裂、变硬失弹。现在所使用的柔性石 墨耐高温、耐腐蚀性较好,但其回弹性差。而且易脆裂,安装 时容易损坏。
浮环密封有下列优点: 1)密封结构简单,只有几个形状简单的环、销、
弹簧等零件。多层浮动环也只有这些简单零件的 组合,比机械密封零件少。 2)对机器的运行状态并不敏感,有稳定密封性能。 3)的密封件不产生磨损,密封可靠,维护简单、 检修方便。 4)因密封件材料为金属,固耐高温。
5)浮环可以多个并列使用,组成多层浮动环,能有 效的密封10MPa以上的高压。
单弹簧式和多弹簧式机械密封 a)单弹簧式;b)多弹簧式
机械密封拆卸、装配应注意的事项
1、拆卸时注意事项 1)在拆卸机械密封时,严禁动用手锤和扁铲,以免损害密 封元件。 2)如果在泵两端都有机械密封时,则在拆卸过程中必须小 心谨慎,防止顾此失彼。 3)对工作过的机械密封,如果压盖松动时密封面发生移动 的情况,则应更换动静环零件,不应重新上紧继续使用。因 为在松动后,摩擦副原来运转轨迹会发生改变,接触面的密 封性就很容易遭到破坏。 4)如密封元件被污垢或凝聚物粘结,应清除凝结物后再进 行机械密封的拆卸。
密封环的形式
2、填料密封:又称为压紧填料密封,俗称盘根。填料装入 填料腔以后,经压盖螺丝对它作轴向压缩,当轴与填料有 相对运动时,由于填料的塑性,使它产生径向力,并与轴 紧密接触。与此同时,填料中浸渍的润滑剂被挤出,在接 触面之间形成油膜。为此,需要经常对填料的压紧程度进 行调整,以便填料中的润滑剂在运行一段时间流失之后, 再挤出一些润滑剂,同时补偿填料因体积变化所造成的压 紧力松弛。显然,这样经常挤压填料,最终将使浸渍剂枯 竭,所以定期更换填料是必要的。此外,为了维持液膜和 带走摩擦热,有意让填料处有少量泄漏也是必要的。
4、因安装、运转或设备本身所产生的误差而造成机械 密封泄漏
➢由于安装不良,造成机械密封泄漏。主要表现在以 下几方面 1)动、静环接触表面不平,安装时碰伤、损坏; 2)动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧; 3)动、静环表面有异物; 4)动、静环V型密封圈方向装反,或安装时反边; 5)轴套处泄漏,密封圈未装或压紧力不够; 6)弹簧力不均匀,单弹簧不垂直,多弹簧长短不一; 7)密封腔端面与轴垂直度不够;
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