密封型式簡介課件

1、密封型式介紹2012年5月珠海密封型式介紹 一、密封的分類二、填料密封介紹三、迷宮密封介紹四、機械密封介紹五、干氣密封介紹六、各類密封型式在高欄終端設(shè)備中的 選用情況內(nèi)容簡介 一、密封的分類二、填料密封介紹三、迷宮密封介紹一、密封分類1、密封可分為靜密封和動密封兩大類。1.1靜密封主要有墊密封，密封膠密封和直接接觸密封三大類。 根據(jù)工作壓力，靜密封又可分為中、低壓靜密封和高壓靜密封。中、低壓靜密封通常采用材質(zhì)較軟、接觸較寬的墊密封，高壓靜密封則采用材質(zhì)較硬，接觸寬度很窄的金屬墊片或復合墊片。3一、密封分類1、密封可分為靜密封和動密封兩大類。3一、密封分類1.2動密封按不同的形式可分為以下幾種：

2、 按運動形式可分為旋轉(zhuǎn)密封和往復密封兩種基本類型； 按密封件與和其作相對運動的零部件是否接觸，動密封可分為接觸式密封和非接觸式密封； 按密封件和被密封物體接觸位置可分為圓周密封和端面密封(又稱機械密封)。4一、密封分類1.2動密封按不同的形式可分為以下幾種：4二、填料密封簡介：填料密封又稱壓蓋填料密封，俗稱盤根，主要用于過程機器和設(shè)備運動部分的密封，如離心泵、真空泵、攪拌機、反應(yīng)釜等的轉(zhuǎn)軸和往復泵、往復壓縮機的柱塞或活塞桿，以及做螺旋運動閥門的閥桿與固定機體之間的密封。歷史：它是最古老的一種密封結(jié)構(gòu)，中國古代的提水機械，就是用填塞棉花的方法堵住泄漏的。世界上最早出現(xiàn)的蒸汽機也是采用這種密封形式

3、。而19世紀石油和天然氣開來技術(shù)的產(chǎn)生與發(fā)展，使填料密封的材料有了新的發(fā)展。到了20世紀，填料密封因其結(jié)構(gòu)比較簡單、價格不貴、來源廣泛而獲得許多工業(yè)部門青睬。發(fā)展：然而，隨著現(xiàn)代工業(yè)，尤其是宇航、核電、大型石油化工等工業(yè)的發(fā)展，對密封的要求越來越高，在許多苛刻的工況下，填料密封被其他密封形式所代替。盡管如此，由于填料密封本身固有的特點，至今在較多場合仍是普遍使用的密封形式，特別是近年來許多新材料和新結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，賦予了填料密封新的生機，獲得了新的發(fā)展。5二、填料密封簡介：填料密封又稱壓蓋填料密封，俗稱盤根，主要用盤根的密封原理盤根之所以能起到密封的作用，其原理主要在于軸承效應(yīng)和迷宮效應(yīng)。盤根的軸

4、承效應(yīng)是指在盤根填料和軸之間，會因為張力的作用形成一層液膜，使盤根填料和軸形成類似于滑動軸承的關(guān)系，這樣盤根填料和軸就不會因為過度摩擦而出現(xiàn)磨損。盤根的迷宮效應(yīng)則是指，軸的表面平整程度無法達到理想水平，盤根和軸只能部分貼合而做不到完全貼合，在盤根和軸之間永遠存在著極為微小的間隙，這些間隙就形成了迷宮帶，介質(zhì)在其中被多次節(jié)流，而達到密封的作用。二、填料密封6盤根的密封原理盤根之所以能起到密封的作用，其原理主要在于軸承二、填料密封 填料密封是首先將某種軟質(zhì)材料1填塞軸2與填料函3的內(nèi)壁之間，然后預緊壓蓋4上的螺栓，使填料沿填料函軸向壓緊，由此產(chǎn)生的軸向壓縮變形引起填料沿徑向內(nèi)外擴脹，形成其對軸和填

5、料函內(nèi)壁表面的貼緊，從而阻止內(nèi)部流體向外泄漏。為了使填料起更可靠的密封作用，或?qū)μ盍线M行潤滑或冷卻，以延長填料的壽命，有在填料函中間放置液封環(huán)5，通過它向環(huán)內(nèi)注人有壓力的中性介質(zhì)、潤滑劑或冷卻液。有時在填料頂部和 (或)底部加裝襯套，使它與軸保持較小的間隙，以防止填料擠出。此外，也有在各段填料之間放置隔離環(huán)，起傳遞壓緊載荷的作用等結(jié)構(gòu)。盤根密封的基本結(jié)構(gòu)7二、填料密封 填料密封是首先將某種軟質(zhì)材料1填塞軸2與填料函盤根填料對材料的要求 盤根填料所選擇的制造材料，決定了盤根的密封效果，一般來說盤根制造材料要受工作介質(zhì)溫度、壓力及酸堿度的限制，且盤根所工作的機械設(shè)備的表面粗糙程度、偏心及線速度等，

6、也會對盤根的材質(zhì)選擇有所要求。 盤根材料無論如何選擇，都會具備一些基本的材質(zhì)特點。盤根的制造材料應(yīng)具備較好的化學穩(wěn)定性、耐溫性和不滲透性，以適應(yīng)大部分的工作介質(zhì)。同時，盤根材料要有較好的彈性及自潤滑能力，且盤根的材料應(yīng)價格適當、便于制造。二、填料密封8盤根填料對材料的要求 盤根填料所選擇的制造材料，決定了盤根的潤滑與冷卻： 延長密封壽命， 增設(shè)液封杯。優(yōu)點： 結(jié)構(gòu)簡單 加工方便 拆裝容易 價格便宜 使用范圍廣缺點：摩擦和磨損較大材料和功率消耗大措施：允許有一定泄漏帶走容量，降低磨損，延長壽命。使用情況不適于轉(zhuǎn)速高、密封要求嚴、壽命要求長的場合。 二、填料密封9潤滑與冷卻：缺點：二、填料密封9

7、填料密封的分類： 功能： 閥門、離心泵、往復壓縮機用填料等 材料： 橡膠、天然纖維、合成纖維和金屬填料 加工方法： （軟填料分為）絞合填料、編結(jié)填料、層疊填料和膜壓填料 二、填料密封10 填料密封的分類：二、填料密封10二、填料密封11二、填料密封111212三、迷宮密封 迷宮密封簡介 迷宮密封是在轉(zhuǎn)軸周圍設(shè)若干個依次排列的環(huán)行密封齒，齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹空腔，被密封介質(zhì)在通過曲折迷宮的間隙時產(chǎn)生節(jié)流效應(yīng)而達到阻漏的目的。 由于迷宮密封的轉(zhuǎn)子和機殼間存在間隙，無固體接觸，毋須潤滑，并允許有熱膨脹，適應(yīng)高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速頻率的場合，這種密封形式被廣泛用于汽輪機、燃汽輪機、壓縮機、鼓

8、風機的軸端和級間的密封，其他的動密封的前置密封。13三、迷宮密封 13一、迷宮密封的密封機理流體通過迷宮產(chǎn)生阻力并使其流量減少的機能稱為“迷宮效應(yīng)”。對液體 ，有流體力學效應(yīng)，其中包括水力磨阻效應(yīng)、流束收縮效應(yīng)；對氣體，還有熱力學效應(yīng)，即氣體在迷宮中因壓縮或者膨脹而產(chǎn)生的熱轉(zhuǎn)換；此外，還有“透氣效應(yīng)”等。而迷宮效應(yīng)則是這些效應(yīng)的綜合反應(yīng)，所以說，迷宮密封機理是很復雜的。二、 迷宮密封的結(jié)構(gòu)型式迷宮密封按密封齒的結(jié)構(gòu)不同，分為密封片和密封環(huán)兩大類型。密封片結(jié)構(gòu)緊湊，運轉(zhuǎn)中與機殼相碰，密封片能向兩側(cè)彎曲，減少摩擦，且拆換方便。密封環(huán)由68塊扇形塊組成，裝入機殼與轉(zhuǎn)軸中，用彈簧片將每塊環(huán)壓緊在機殼上

9、，彈簧片壓緊力約60100N，當軸與齒環(huán)相碰時，齒環(huán)自行彈開，避免摩擦。這種結(jié)構(gòu)尺寸較大，加工復雜，齒磨損后將整塊密封環(huán)調(diào)換，因此應(yīng)用不及密封圈結(jié)構(gòu)廣泛。三、迷宮密封14一、迷宮密封的密封機理流體通過迷宮產(chǎn)生阻力并使其流量減少的三、迷宮密封15三、迷宮密封15 直通型迷宮的特性由于在軸表面加工溝槽或各種形狀的齒要比孔內(nèi)加工容易，因此常把孔加工成光滑面，與帶槽或帶齒的軸組成迷宮，這就是直通型迷宮，因制作方便，所以直通型迷宮應(yīng)用最廣。但是，直通型迷宮存在著透氣現(xiàn)象，其泄露量大于理想迷宮的泄露量。16 直通型迷宮的特性由于在軸表面加工溝槽或各種形狀的齒要比孔a)鑲嵌曲折型密封b)整體平滑型密封c)臺

10、階型密封三、迷宮密封17a)鑲嵌曲折型密封b)整體平滑型密封c)臺階型密封三三、迷宮密封18三、迷宮密封18 迷宮特性的影響因素：1) 齒的影響：齒距一定時，齒數(shù)越多，泄露量越少。齒距改變時，齒距越大，泄露量會急劇下降，同時還可以減少透氣現(xiàn)象的影響。2) 膨脹室的影響：國外對膨脹室深度的影響進行過試驗研究，結(jié)論是淺的膨脹室對減少泄露量有利。根據(jù)對膨脹室流動狀態(tài)的觀察，認為淺膨脹室中的旋渦是不穩(wěn)定的。由于旋渦能很快地把能量耗盡，所以膨脹室的漸近速度減小，起到減小泄露的效果。3) 副室的影響：所謂 “副室”是指直通型迷宮光滑面上開的附屬槽，開槽后迷宮中的流動狀態(tài)立即發(fā)生明顯的變化。試驗證明，只要副

11、室的位置恰當，泄露量的減少率是相當大的。三、迷宮密封19 迷宮特性的影響因素：1) 齒的影響：齒距一定時，齒數(shù)越多迷宮密封的技術(shù)要求：檢查各級密封齒，應(yīng)無污垢、銹蝕、毛刺、裂紋、彎曲、缺口變形以及折斷等缺陷，密封損壞及間隙超差時應(yīng)更換，密封裝配后應(yīng)無松晃或過緊現(xiàn)象，密封齒頂端應(yīng)尖銳。對小機泵來說，密封齒只有一個，且較大，密封齒不與軸配合，而與軸承定位蓋配合。油環(huán)厚度35mm。迷宮密封的特點：迷宮密封在高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速條件下有良好的密封性，不需要潤滑，沒有摩擦，使用壽命長，不需其它密封材料；但加工精度高，裝配較難，不能完全阻止氣體的泄漏。常因機組運轉(zhuǎn)不良而磨損，磨損后密封性能大大下降。三、迷宮

12、密封20迷宮密封的技術(shù)要求：檢查各級密封齒，應(yīng)無污垢、銹蝕、毛刺、裂四、機械密封一、密封原理和特點（1）組成 1.結(jié)構(gòu) 21四、機械密封一、密封原理和特點（1）組成 1.結(jié)構(gòu) 21（2）固定 緊定螺釘把彈簧固定在軸上靜環(huán)的周向固定：靜環(huán)上開槽，然后通過防轉(zhuǎn)銷與靜環(huán)座固定。而靜環(huán)座又與設(shè)備聯(lián)在一起。四、機械密封22（2）固定 緊定螺釘把彈簧固定在軸上四、機械密封22機械密封主要是將較易泄漏的軸向密封改為不易泄漏的端面密封。如圖所示，當軸轉(zhuǎn)動時，帶動了彈簧座、彈簧壓板、動環(huán)等零件一起轉(zhuǎn)動，由于彈簧力的作用使動環(huán)緊緊壓在靜環(huán)上。軸旋轉(zhuǎn)時，動環(huán)與軸一起旋轉(zhuǎn)，而靜環(huán)則固定在座架上靜止不動，這樣動環(huán)與靜環(huán)

13、相接觸的環(huán)形密封面阻止了介質(zhì)的泄漏。2.密封原理 四、機械密封23機械密封主要是將較易泄漏的軸向密封改為不易泄漏的端面密封。如機械密封一般有四個密封處：A、動環(huán)與靜環(huán)之間的密封動密封B、動環(huán)與軸或軸套之間的密封相對靜密封C、靜環(huán)與靜環(huán)座之間的密封靜密封D、靜環(huán)座（壓蓋）與設(shè)備之間的密封靜密封 四、機械密封24四、機械密封24（1）動環(huán)和靜環(huán)材料較好的耐磨性，能有減摩作用（即f要?。┝己玫膶嵝?，把摩擦熱及時傳出孔隙率小，結(jié)構(gòu)緊密，以免介質(zhì)在壓力下有滲透。動、靜環(huán)是一對摩擦副，它們的硬度各不相同。一般動環(huán)的硬度比靜環(huán)的硬度大。動環(huán)的材料可用鑄鐵、硬質(zhì)合金、高合金鋼等，在有腐蝕介質(zhì)的條件下可用不銹

14、鋼或不銹鋼表面（端面）堆焊硬質(zhì)合金、陶瓷等；靜環(huán)的材料可用鑄鐵、磷青銅、巴氏合金等，也常用浸漬石墨或填充聚四氟乙烯。3.基本構(gòu)件 四、機械密封25（1）動環(huán)和靜環(huán)材料一般動環(huán)的硬度比靜環(huán)的硬度大。動環(huán)的材料作用：產(chǎn)生壓緊力，保持動、靜環(huán)端面緊密接觸，且是一個緩沖元件，可以補償軸的跳動及加工誤差而引起的摩擦面不貼合。再進一步，如果我們把彈簧施加到密封環(huán)帶單位面積上的壓緊力稱為彈簧比壓ps，那么ps的作用有兩點：起動停車或介質(zhì)壓力波動時，使密封面維持足夠的比壓；克服密封圈與軸的摩擦力，保持動環(huán)沿軸向移動，以補償端面的磨損。因此有人把機械密封定義為：機械密封是一種帶有緩沖機構(gòu)，并通過與旋轉(zhuǎn)軸大體垂直

15、并做相對轉(zhuǎn)動的密封端面進行密封的裝置。（2）彈簧加荷裝置 四、機械密封26作用：產(chǎn)生壓緊力，保持動、靜環(huán)端面緊密接觸，且是一個緩沖元件優(yōu)點密封可靠，在一個較長的使用期中，不會泄漏或很少泄漏；使用壽命長，正確選擇摩擦副材料和比壓的機械密封可用25年，最長的達9年；維修周期長，在正常工作的情況下，不需要維修；摩擦功率消耗少；軸或軸套不受磨損；對旋轉(zhuǎn)軸的振擺和軸對殼體孔的偏斜不敏感；適用范圍廣，能用于低溫、高溫、高真空、高壓、各種轉(zhuǎn)速以及各種腐蝕、易燃、易爆、有毒介質(zhì)的密封。4.機械密封的優(yōu)缺點：（與軟填料密封比較） 四、機械密封27優(yōu)點密封可靠，在一個較長的使用期中，不會泄漏或很少泄漏；4.結(jié)構(gòu)較

16、復雜，對制造加工要求高；安裝與更換比較麻煩，要求工人有一定的安裝技術(shù)水平；發(fā)生偶然事故時，處理比較困難；一次性投資高。缺點四、機械密封28結(jié)構(gòu)較復雜，對制造加工要求高；缺點四、機械密封28二、按結(jié)構(gòu)分類四、機械密封按介質(zhì)泄漏方向分為內(nèi)流式和外流式。 內(nèi)流式：介質(zhì)沿半徑方向從端面外周向內(nèi)泄者稱為內(nèi)流式。外流式：介質(zhì)沿半徑方向從端面內(nèi)周向外泄者稱為外流式。內(nèi)流式的泄漏方向與離心力方向相反，離心力阻礙著流體的泄漏，因而內(nèi)流式泄漏比外流式泄漏量小。于是，有固體顆粒的情況尤其應(yīng)該采用內(nèi)流式。這樣可防止固體顆粒進入摩擦面。1、內(nèi)流式和外流式29二、按結(jié)構(gòu)分類四、機械密封按介質(zhì)泄漏方向分為內(nèi)流式和外流式。按

17、彈簧是否與介質(zhì)接觸分為內(nèi)裝式和外裝式。內(nèi)裝式是彈簧置于工作介質(zhì)之內(nèi)，外裝式是彈簧置于工作介質(zhì)之外。2、內(nèi)裝式和外裝式（如圖3-3）四、機械密封30按彈簧是否與介質(zhì)接觸分為內(nèi)裝式和外裝式。2、內(nèi)裝式和外裝式（四、機械密封外裝式特點：一般來說大部分機械密封零件不與介質(zhì)接觸，且暴露在設(shè)備外，便于觀察及維修安裝。但是由于外裝式結(jié)構(gòu)的介質(zhì)作用與彈簧力相反（指常用結(jié)構(gòu)）。當介質(zhì)壓力有波動或升高的情況下，彈簧力余量又不大時，會出現(xiàn)密封不穩(wěn)定的情況以致產(chǎn)生泄漏。當介質(zhì)壓力降低時，因彈簧力不變，在摩擦面上受負荷增大，特別在低壓起動時，摩擦副的表面間尚未構(gòu)成液膜，此時比壓又是最大，容易擦傷端面。 內(nèi)裝式特點：受力

18、情況比較好，剛開車時介質(zhì)壓力較低，由不太大的彈簧力即可對摩擦面構(gòu)成初始的密封，此時因端面比壓較小，容易形成液膜。內(nèi)裝式端面比壓隨介質(zhì)壓力增在而增大，因而增加了密封的可靠性。 一般情況下內(nèi)裝式的介質(zhì)泄漏方向與離心力方向相反，泄漏情況較外裝式好。所以在介質(zhì)無腐蝕以及不影響彈簧機能時，應(yīng)盡可能采用內(nèi)裝式結(jié)構(gòu)。31四、機械密封外裝式特點：一般來說大部分機械密封零件不與介質(zhì)接四、機械密封3、旋轉(zhuǎn)式與靜止式按彈簧的運轉(zhuǎn)狀態(tài)分為旋轉(zhuǎn)式與靜止式。旋轉(zhuǎn)式：即是彈簧裝置及軸的結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸較小。高轉(zhuǎn)速情況下，彈簧及其它轉(zhuǎn)動零件產(chǎn)生的離心力很大，動平衡要求高，有的介質(zhì)經(jīng)強烈攪拌后易結(jié)晶，對于這種情況宜采用靜止式較適宜。32四、機械密封3、旋轉(zhuǎn)式與靜止式按彈簧的運轉(zhuǎn)狀態(tài)分為旋轉(zhuǎn)式與靜4、單彈簧與多彈簧單彈簧又稱大彈簧，即是在密封裝置中僅有一個彈簧與軸同中心安裝。 多彈簧又稱小彈簧，即是在密封裝置中有數(shù)個彈簧沿圓周均勻分布。 一般說負荷較輕而且大量生產(chǎn)的密封采用單彈簧為佳，小量生產(chǎn)且在嚴格的條件下使用時，則都采用多彈簧。四、機械密封334、單彈簧與多彈簧單彈簧又稱大彈簧，即是在密封裝置中僅有一個按摩擦面對數(shù)分為單端面、雙端面和多端面。單端面：指在密封機構(gòu)中僅有一對摩擦副。雙端面：指在密封機構(gòu)中有兩對摩擦副，且兩對摩擦副處于相同封液壓力下（圖3-5）。密封機構(gòu)