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機械密封的基本結構工作原理和常見形式

文章來源:江蘇新豐流體機械科技有限公司公司網址:http://www.shstsmotor.com發表時間:2018-9-27

核心提示:機械密封是由一對或者數對動環與靜環組成的平面摩擦副構成的密封裝置。 依靠彈性構件和密封介質的壓力在旋轉的動環和靜環的接觸表面,產生適當的壓緊力,使這兩個端面緊密貼合,密封端面之間維持一層極薄的液體膜而達到密封的目的。這層液膜具有流體動壓力與靜壓力,起潤滑和平衡壓力的作用。
一.基本原件,結構
 
1.端面密封副(靜、動環)
端面密封副的作用是使密封面緊密貼合,防止介質泄漏。
它要求靜、動環具有良好的耐磨性,動環可以軸向靈活地移動,自動補償密封面磨損,使
之與靜環良好地貼合;靜環具有浮動性,起緩沖作用。為此密封面要求有良好的加工質量,保證密封副有良好的貼合性能。
2.彈性元件(彈簧、波紋管、隔膜)
它主要起預緊、補償和緩沖的作用,要求始終保持足夠的彈性來克服輔助密封和傳動件的摩擦和動環等的慣性,保證端面密封副良好的貼合和動環的追隨性,材料要求耐腐蝕、耐疲勞。
3.輔助密封(& 形圈、. 形圈、/ 形圈、楔形圈和異形圈)
它主要起靜環和動環的密封作用,同時也起到浮動和緩沖作用。要求靜環的密封元件能保證靜環與壓蓋之間的密封性和靜環有一定的浮動性,動環的密封元件能保證動環與軸或軸套之間的密封性和動環的浮動性。材料要求耐熱、耐寒并能與介質相容。
4.傳動件(傳動銷、傳動環、傳動座、傳動鍵、傳動突耳或牙嵌式聯結器)
它起到將軸的轉矩傳給動環的作用。材料要求耐磨和耐腐蝕。
5.緊固件(緊定螺釘、彈簧座、壓蓋、組裝套、軸套)
它起到靜、動環的定位、緊固的作用。要求軸向定位正確,保證一定的彈簧壓縮量,使密封副的密封面處于正確的位置并保持良好的貼合。同時要求拆裝方便、容易就位、能重復利用。與輔助密封配合處,安裝密封圈要有導向倒角和壓彈量,應特別注意動環輔助密封件與軸套配合處要求耐磨損和耐腐蝕,有必要時與軸套配合處可采用硬面覆層。
6.防轉件(防轉銷)
它起到防止靜環轉動和脫出的作用。要求有足夠的長度,防止靜環在負壓下脫出,并要求正確定位,防止靜環隨動環旋轉。材料上要求耐腐蝕,在必要時中間可加四氟乙烯套,以免損壞碳石墨靜環。
 
 
二.工作原理,基本動作
機械密封是由一對或者數對動環與靜環組成的平面摩擦副構成的密封裝置。
依靠彈性構件和密封介質的壓力在旋轉的動環和靜環的接觸表面,產生適當的壓緊力,使這兩個端面緊密貼合,密封端面之間維持一層極薄的液體膜而達到密封的目的。這層液膜具有流體動壓力與靜壓力,起潤滑和平衡壓力的作用。
1. 當旋轉軸(或軸套)9旋轉時,通過緊定螺絲10和彈簧2帶動動環3旋轉。
2. 防轉銷6固定在靜止的壓蓋4上,防止靜環7轉動。
3. 當密封端面磨損時,動環3連同動環密封圈8在彈簧2推動下,沿軸向產生微小移動,達到一定的補償能力,所以稱為補償環。
靜環通常不具有補償能力,稱為非補償環,通過不同的結構設計,補償環可由動環承擔,也可由靜環承擔。由補償環,彈性原件和副密封等機構組成的組件為補償環組件
 
密封面定位情況
典型接觸式集裝機械密封有4個密封部位:
A.  為端面密封,也叫主密封,決定機械密封摩擦、磨損和密封性能的關鍵,也決定了機械密封的壽命。機械密封的泄漏80%-95%由于密封端面密封副造成的。要求接觸面保持平行,表面粗糙度要求高Ra=0.05-0.20微米,平面度<0.9微米。對于不同戒指,要求用合適的密封副材料組合,注意耐磨損,耐腐蝕,選用合適的幾何參數,主要指面積比和寬徑比,還有性能參數,指的是比壓,彈簧載荷等。
 
B.  靜環7與壓蓋4之間的密封,決定機械密封密封性和動環追隨性的關鍵。
 
C.  動環3與旋轉軸(或軸套)9過盈面之間的密封,因為能隨補償環軸向的移動并其到密封作用,所以又稱副密封。此密封面要防止因銹蝕,水垢,結焦或化學反應物料堆積而造成動環不工作。
 
D.   壓蓋4與泵殼11端面之間的密封。應根據密封介質選用相容材料的密封墊或其他相應的配合。
 
B,D,C三處是靜止密封,一般不易發生泄漏,A處為端面相對旋轉密封,只要設計合理即可達到減少泄漏的目的
 
基本形式:
一. 接觸式和非接觸式密封
  接觸式: 密封面微凸體接觸的機械密封,密封面間隙h=0.5—1微米
  非接觸式: 封氣體
 
 
二. 內裝式和外裝式密封
   內裝式:靜環裝在壓蓋內側
   外裝式:靜環裝在壓蓋外側
 

 
三. 內流式和外流式密封
內流式:密封流體在密封端面間的泄露方向和離心力方向相反的機械密封
外流式:反之為外流式
 
 
 
四. 旋轉式和靜止式
   旋轉式:彈性元件隨軸旋轉的機械密封稱為旋轉式機械密封
   靜止式:反之為靜止式
 
      
五. 平衡性和非平衡性
   平衡性:面積比B<1的機械密封為平衡式機械密封
  非平衡性: 面積比大于等于1為非平衡式機械密封。
(載荷面積/接觸面積=B)


六. 單彈簧式和多彈簧式
單彈簧式:只有一個,集中大彈簧的機械密封
   多彈簧式:有多個點布小彈簧的機械密封為多彈簧式機械密封
 

  
七. 臥式和立式
跟機械密封在所屬設備的工作位置有關。例如,如果泵是臥式的,則泵軸也是水平放置的,那么就把密封安裝成臥式的,稱為臥式密封。同樣,立式泵用立式密封。
在攪拌器和反應釜設備上,更常見的裝置是立式的(軸頂部進料)和臥式的(軸側位進料)。這種設備存在第3種安裝類型,即另一種立式安裝(軸底部進料
 
八. 單密封,雙密封及多密封
 顧名思義

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