机械密封全面讲解
在国家有关标准中的定义:由至少一对垂直于旋转轴 线的端面组成,在流体压力及补偿机构弹力(或磁力)共同作 用下,以及辅助密封圈的配合下, 该对端面保个密封点(亦称4个泄漏点,如图1-1)
泄漏点1—摩擦端面泄漏点,依靠弹力和介质压力保持贴和(动密封点, 两个摩擦副之间有相对转动) 泄漏点2—补偿环密封圈,静密封点,密封圈与轴或轴套之间有微动; 泄漏点3—非补偿环密封圈,静密封点,密封圈与相配合件之间相对静止; 泄漏点4—压盖与腔体间的密封圈,静密封点,密封圈与相配合件之间相 对静止.
(十一)补偿机构形式
(1)磁力:系统压力较低时用 (2)波片弹簧、锥形弹簧、螺旋圆柱大弹簧、小弹簧 (3)橡胶波纹管、聚四氟乙烯波纹管、金属波纹管
(十二)双端面机械密封(图1-4)
两套密封面对面或背对背安装在一起。
用于工作介质有毒、易燃、易爆、易挥发、易结晶、高温、低温, 或气体、高真空度等场合。
(1)足够的强度和刚度 保证在工作条件(如压力,温度,滑动速度等)下不损坏,变形小,
工作条件波动时影响小。 (2)端面有足够的硬度、耐腐蚀性能确保使用寿命。 (3)耐热冲击力 高的导热系数,低的线膨胀系数。 (4)较小的摩擦系数,良好的自润滑性,材料与介质有很好的浸润性
短时间干摩擦,不损伤端面。 (5)易加工,材料成本低
(5)动环和轴(轴套)间隙A11(0·4~0·6)以利补偿
静环和轴(轴套)间隙1~3mm以免摩擦
目 录
一、机械密封原理 二、机械密封的基本零件 三、机械密封的计算 四、机械密封用材料 五、机械密封辅助系统 六、机械密封性能的影响因素 七、石化行业典型泵的密封 八、机械密封的安装和使用 九、机械密封故障分析 十、补充内容
一、机械密封原理
(一)定义与组成(图1-1)
组成:
1.密封端面: 动环、静环─摩擦副
2、传动关系
轴或轴套───紧固螺钉5──弹簧座4──弹簧3─补偿环1 压盖──防转销8─非补偿环6
3、原理
通过一系列零件将径向密封转化为轴向密封,在弹簧和介质压力 共同作用下,对由于设备运行所造成的轴向磨损可以及时补偿,使轴 向密封面始终保持贴合。由于机械密封(轴向密封)在运行中可以对 轴向磨损进行补偿,而填料密封(径向密封)不能对径向磨损进行补 偿,故机械密封比填料密封寿命长。
(四)辅助设施
通过冲洗、冷却、过滤、分离等方式进行冷却 和润滑,从而改善密封的工作环境,减少密封的泄 漏量,延长使用寿命。应当把它看作机械密封的组 成部分。
(五)机械密封的种类
1、 按使用条件分类 (1)高速密封(ZBJ22-001-88:线速度25~100m/s)和普通密封 (2)高压和低压密封 (3)高温、常温和低温密封 (4)泵用、釜用和压缩机用密封 (5)耐腐蚀、抗颗粒机械密封 2、 通常按结构分类 多弹簧、单弹簧密封 旋转式、静止式密封 外装式、内装式密封 外流式、内流式密封
(九)多弹簧和单弹簧机械密封 (1)多弹簧:(又叫小弹簧,轴向尺寸小,轴向弹力均
匀)宜用于高速,不宜用于腐蚀性介质。 (2)单弹簧:(又叫大弹簧,轴向尺寸大,轴向弹力不
均匀)不宜用于高转速的场合。
(十)平衡型和非平衡型机械密封 (1)平衡型:载荷系数K<1.0 (用于高压场合) (2)非平衡型:载荷系数K≥1.0 (用于普通压力场合)
(用于温度、压力较高,腐蚀性不强的场合) (2) 外装式:静环装在压盖外侧,静环端面背向工作腔。
(用于低压、腐蚀性强的场合)
(八)内流式和外流式机械密封 (一般和内装式、外装式一致) (1)内流式:泄漏方向朝向轴心。(一般密封都采用这 种结构) (2)外流式:泄漏方向朝向离心力方向。(泄漏量大, 只有在压力、温度都不高的腐蚀性介质中用)
(六)旋转式和静止式机械密封(图1-2)
(1)旋转式:补偿机构(弹性元件)随轴旋转。) (由于安装方便,普 通密封大多采用,但易产生不平衡,不能用于高速, 且消耗搅拌功率 (2)静止式:补偿机构(弹性元件)不随轴旋转。(用于高速)
(七)内装式和外装式机械密封(图1-3)
(1) 内装式:静环装在压盖内侧,静环端面面向工作腔。
❖避免了补偿环密封圈因轴串、振动所产生的磨损。 ❖金属波纹管用于高温介质 ❖聚四氟乙烯波纹管用于腐蚀性介质。
(十五)集装式机械密封(图1-6)
❖将机械密封、轴套、压盖组合成一个整体。 ❖安装时只需固定压盖、轴套,取下定位挡块即可。 ❖安装方便,排除了安装不良的影响。
二、机械密封的基本零件
摩擦副密封环是机械密封的主要元件,它在很大程度 上决定了机械密封的性能和寿命。因此,对它有一些基本 要求。
(二)摩擦副匹配要考虑的因素
(1)一般选择一软一硬的材料配对,软环作窄环,如 YG6/M106K,只有介质含固体颗粒、易结晶、粘度高 时才选用硬对硬。
(2)尽量采用内装、内流式结构,防止机械杂质进入密封 端面,减少泄漏量。
(3)选导热性良好材料作动环。
以利散热,降低端面温度。
(4)环的壁厚不可太薄,以保证整体强度、刚度,也利散 热(导热欠佳的材料,可薄一些)。
2.缓冲补偿机构:
由弹性元件(圆柱弹簧、 圆锥弹簧、波片弹簧、 波纹管等)构成。—使 贴合; 3.辅助密封圈: 包括动环密封圈、静环 密封圈等,有各种形式: 如O型圈、V型圈、楔形 圈等
机械密封是一种用于旋转流体机械的轴封装置。(用 于离心泵、离心机、反应釜、压缩机等设备,轴和设备腔 体间存在一个圆周间隙,设备介质从中泄漏,因此必须设 一道阻漏装置。因机械密封具有泄漏少、寿命长等优点, 成为了主要的轴密封方式,又叫端面密封。)
两套密封之间形成一个密封腔,在密封腔中引入封液:堵封、润 滑、冷却,选洁净、润滑性好的封液介质。
(十三)串联式机械密封(图1-5)
❖两套密封沿同一方向布置,密封腔压力逐级降低, ❖用于高压场合。
(十四)波纹管机械密封
❖去 掉 了 补 偿 环 密 封 圈 及 其 摩 擦 阻 力 , 补 偿 环 密 封 圈 改 至 弹 簧 座 处 , 补偿环追随性提高.