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机械密封的基本结构工作原理和常见形式

文章来源:江苏新丰流体机械科技有限公司公司网址:http://www.huiermi.com.cn发表时间:2018-9-27

核心提示:机械密封是由一对或者数对动环与静环组成的平面摩擦副构成的密封装置。 依靠弹性构件和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面,产生适当的压紧力,使这两个端面紧密贴合,密封端面之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,起润滑和平衡压力的作用。
一.基本原件,结构
 
1.端面密封副(静、动环)
端面密封副的作用是使密封面紧密贴合,防止介质泄漏。
它要求静、动环具有良好的耐磨性,动环可以轴向灵活地移动,自动补偿密封面磨损,使
之与静环良好地贴合;静环具有浮动性,起缓冲作用。为此密封面要求有良好的加工质量,保证密封副有良好的贴合性能。
2.弹性元件(弹簧、波纹管、隔膜)
它主要起预紧、补偿和缓冲的作用,要求始终保持足够的弹性来克服辅助密封和传动件的摩擦和动环等的惯性,保证端面密封副良好的贴合和动环的追随性,材料要求耐腐蚀、耐疲劳。
3.辅助密封(& 形圈、. 形圈、/ 形圈、楔形圈和异形圈)
它主要起静环和动环的密封作用,同时也起到浮动和缓冲作用。要求静环的密封元件能保证静环与压盖之间的密封性和静环有一定的浮动性,动环的密封元件能保证动环与轴或轴套之间的密封性和动环的浮动性。材料要求耐热、耐寒并能与介质相容。
4.传动件(传动销、传动环、传动座、传动键、传动突耳或牙嵌式联结器)
它起到将轴的转矩传给动环的作用。材料要求耐磨和耐腐蚀。
5.紧固件(紧定螺钉、弹簧座、压盖、组装套、轴套)
它起到静、动环的定位、紧固的作用。要求轴向定位正确,保证一定的弹簧压缩量,使密封副的密封面处于正确的位置并保持良好的贴合。同时要求拆装方便、容易就位、能重复利用。与辅助密封配合处,安装密封圈要有导向倒角和压弹量,应特别注意动环辅助密封件与轴套配合处要求耐磨损和耐腐蚀,有必要时与轴套配合处可采用硬面覆层。
6.防转件(防转销)
它起到防止静环转动和脱出的作用。要求有足够的长度,防止静环在负压下脱出,并要求正确定位,防止静环随动环旋转。材料上要求耐腐蚀,在必要时中间可加四氟乙烯套,以免损坏碳石墨静环。
 
 
二.工作原理,基本动作
机械密封是由一对或者数对动环与静环组成的平面摩擦副构成的密封装置。
依靠弹性构件和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面,产生适当的压紧力,使这两个端面紧密贴合,密封端面之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,起润滑和平衡压力的作用。
1. 当旋转轴(或轴套)9旋转时,通过紧定螺丝10和弹簧2带动动环3旋转。
2. 防转销6固定在静止的压盖4上,防止静环7转动。
3. 当密封端面磨损时,动环3连同动环密封圈8在弹簧2推动下,沿轴向产生微小移动,达到一定的补偿能力,所以称为补偿环。
静环通常不具有补偿能力,称为非补偿环,通过不同的结构设计,补偿环可由动环承担,也可由静环承担。由补偿环,弹性原件和副密封等机构组成的组件为补偿环组件
 
密封面定位情况
典型接触式集装机械密封有4个密封部位:
A.  为端面密封,也叫主密封,决定机械密封摩擦、磨损和密封性能的关键,也决定了机械密封的寿命。机械密封的泄漏80%-95%由于密封端面密封副造成的。要求接触面保持平行,表面粗糙度要求高Ra=0.05-0.20微米,平面度<0.9微米。对于不同戒指,要求用合适的密封副材料组合,注意耐磨损,耐腐蚀,选用合适的几何参数,主要指面积比和宽径比,还有性能参数,指的是比压,弹簧载荷等。
 
B.  静环7与压盖4之间的密封,决定机械密封密封性和动环追随性的关键。
 
C.  动环3与旋转轴(或轴套)9过盈面之间的密封,因为能随补偿环轴向的移动并其到密封作用,所以又称副密封。此密封面要防止因锈蚀,水垢,结焦或化学反应物料堆积而造成动环不工作。
 
D.   压盖4与泵壳11端面之间的密封。应根据密封介质选用相容材料的密封垫或其他相应的配合。
 
B,D,C三处是静止密封,一般不易发生泄漏,A处为端面相对旋转密封,只要设计合理即可达到减少泄漏的目的
 
基本形式:
一. 接触式和非接触式密封
  接触式: 密封面微凸体接触的机械密封,密封面间隙h=0.5—1微米
  非接触式: 封气体
 
 
二. 内装式和外装式密封
   内装式:静环装在压盖内侧
   外装式:静环装在压盖外侧
 

 
三. 内流式和外流式密封
内流式:密封流体在密封端面间的泄露方向和离心力方向相反的机械密封
外流式:反之为外流式
 
 
 
四. 旋转式和静止式
   旋转式:弹性元件随轴旋转的机械密封称为旋转式机械密封
   静止式:反之为静止式
 
      
五. 平衡性和非平衡性
   平衡性:面积比B<1的机械密封为平衡式机械密封
  非平衡性: 面积比大于等于1为非平衡式机械密封。
(载荷面积/接触面积=B)


六. 单弹簧式和多弹簧式
单弹簧式:只有一个,集中大弹簧的机械密封
   多弹簧式:有多个点布小弹簧的机械密封为多弹簧式机械密封
 

  
七. 卧式和立式
跟机械密封在所属设备的工作位置有关。例如,如果泵是卧式的,则泵轴也是水平放置的,那么就把密封安装成卧式的,称为卧式密封。同样,立式泵用立式密封。
在搅拌器和反应釜设备上,更常见的装置是立式的(轴顶部进料)和卧式的(轴侧位进料)。这种设备存在第3种安装类型,即另一种立式安装(轴底部进料
 
八. 单密封,双密封及多密封
 顾名思义

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