機械密封分類及原理

1、機泵常用動密封及其分類：2、機械密封的結(jié)構(gòu)及組成原理：

機械密封，準(zhǔn)確的說，旋轉(zhuǎn)機械端面密封是一種靠彈性元件對動、靜環(huán)端面摩擦副的預(yù)緊和介質(zhì)壓力與彈性元件的壓緊達到密封的軸向密封裝置。

組成機械密封主要元件有:端面摩擦副（靜環(huán)1和動環(huán)2），彈性元件（彈簧4），輔助密封件（O型圈8、9），傳動件（傳動銷3、傳動螺釘6、7），防轉(zhuǎn)件（彈簧5和壓蓋11）。

輔助設(shè)施：通過沖洗、冷卻、過濾、分離等方式進行冷卻和潤滑，從而改善密封的工作環(huán)境，減少密封的泄漏量，延長使用壽命。

機械密封基本元件的作用如下:

（1）端面摩擦副(動靜環(huán))保持緊密貼合組成密封面防止介質(zhì)泄露。

（2）彈性元件（彈簧、波紋管等）主要起補償、預(yù)緊及緩沖作用，也是對密封端面產(chǎn)生合理比壓的因素。

（3）輔助密封(O型環(huán)、V型圈)主要起到靜環(huán)和動環(huán)的密封作用，同時也起到浮動性和緩沖的作用。

（4）傳動件其作用是將軸的轉(zhuǎn)動傳給動環(huán)。材料要求耐腐蝕和耐磨損。

（5）緊固件起著動靜環(huán)的定位、緊固作用。3、機械密封可能泄露的途徑有：（1）端面摩擦副的密封面處泄露A。（2）靜環(huán)與壓蓋的靜密封點B。（3）壓蓋與泵蓋的靜密封C（4）動環(huán)與軸套的靜密封D（5）軸套與軸的靜密封E4、機械密封的分類:1）、按使用條件分類：（1）高速密封和普通密封。（2）高壓和低壓密封。（3）高溫、常溫和低溫密封。（4）泵用、釜用和壓縮機用密封。（5）耐腐蝕、抗顆粒機械密封。2）、機封按結(jié)構(gòu)分類：（1)密封端面組合分類可分為單端面、雙端面、多端面機械密封，其中雙端面有軸向雙端面和徑向雙端面兩種。（2)按密封端面接觸與否分類可分為接觸式、非接觸式機械密封，其中非接觸式機械密封又分為流體動壓式和流體靜壓式兩種。（3)按密封端面承受載荷分類可分為非平衡型、部分平衡型、過平衡型機械密封。如上圖所示，介質(zhì)壓力作用面積與端面面積的比值決定密封的平衡類型。

介質(zhì)壓力作用面積≦端面面積，平衡型

介質(zhì)壓力作用面積﹥端面面積，非平衡型（4)按密封是否裝在腔體內(nèi)側(cè)或外側(cè)可分為內(nèi)裝式和外裝式機械密封。（5)按彈性元件分類可分為單彈簧、多彈簧、金屬波紋管機械密封。（6)按密封流體在密封端面的流向可分為內(nèi)流式、外流式機械密封按補償環(huán)是否隨軸旋轉(zhuǎn)可分為旋轉(zhuǎn)式、非旋轉(zhuǎn)式機械密封。（7)按波紋管材料分類可分為金屬波紋管、橡膠波紋管、聚四氟乙烯波紋管機械密封。(8)按密封補償力分類可分為彈性元件和磁性元件機械密封。5、機械密封的選型

機械密封的選型主要考慮以下幾個方面：1)密封的工作參數(shù)，如工作壓力介質(zhì)溫度工作轉(zhuǎn)速2)密封的介質(zhì)性質(zhì)，如介質(zhì)粘度、潤滑性、揮發(fā)性、腐蝕性3)密封安裝空間，如軸向尺寸、徑向尺寸、內(nèi)裝、外裝等4)密封的工作條件，如有無沖洗等條件。5)根據(jù)工作壓力確定采用平衡型還是非平衡型結(jié)構(gòu)。工作壓力﹤1公斤，選用非平衡型；其余，平衡型。6)根據(jù)密封介質(zhì)的性質(zhì)，如易燃、易爆、有毒、貴重等確定選用雙端面還是單端面機械密封。7)根據(jù)工作轉(zhuǎn)速確定采用補償環(huán)旋轉(zhuǎn)式還是非旋轉(zhuǎn)式。8)根據(jù)現(xiàn)場使用條件確定是否需要或選用哪種密封輔助系統(tǒng)。9)根據(jù)介質(zhì)的腐蝕性等確定機械密封使用的材料。6、常用機械密封材料：

摩擦副材料：

（1）碳石墨。碳石墨是機械密封摩擦副軟面材料中應(yīng)用量最大、使用范圍最廣的基本材料。

（2）硬質(zhì)合金。硬質(zhì)合金是機械密封摩擦副硬面材料中應(yīng)用量最大、使用范圍最廣的基本材料。

（3）工程陶瓷。如碳化硅。

（4）工程塑料。

常用輔助密封材料：

（1）橡膠。常用的有丁腈橡膠、氟橡膠、硅橡膠。

丁腈橡膠。是常用的耐油橡膠。丁腈橡膠不耐撓屈，抗撕裂性也較差。

氟橡膠。耐高溫、耐油、耐腐蝕。

硅橡膠。有很高的熱穩(wěn)定性，但它有極性，易在酸堿作用下發(fā)生離子型裂解，因此耐腐性差。

（2）聚四氟乙烯材料。聚四氟乙烯有優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性和耐油、耐溶劑、抗老化、耐溫（-150℃～250℃），并有相當(dāng)?shù)偷哪Σ料禂?shù)和一定的強度、彈性、柔性和不黏著性，因此廣泛的用作各種溫度、壓力、腐蝕性介質(zhì)條件下的輔助密封圈。7、機封工作應(yīng)注意問題：1）、安裝時注意事項a、要十分注意避免安裝中所產(chǎn)生的安裝偏差（1）上緊壓蓋應(yīng)在聯(lián)軸器找正后進行，螺栓應(yīng)均勻上支，防止壓蓋端面偏斜，用塞尺檢查各點，其誤差不大于0．05毫米。（2）檢查壓蓋與軸或軸套外徑的配合間隙（即同心度），四周要均勻，用塞尺檢查各點允差不大于0．01毫米。b、彈簧壓縮量要按規(guī)定進行，不允許有過大或過小現(xiàn)象，要求壓縮量2．00毫米。過大會增加端面比壓，加速端面磨損。過小會造成比壓不足而不能起到密封作用。c、動環(huán)安裝后髯保證能在軸上靈活移動，將動環(huán)壓向彈簧后應(yīng)能自動彈回來。2）、拆卸時注意事項a、在拆卸機械密封時要仔細(xì)，嚴(yán)禁動用手錘和扁鏟，以免損壞密封元件?？勺鲆粚︿摻z勾子，在對自負(fù)盈虧方向伸入傳動座缺口處，將密封裝置拉出。如果結(jié)垢拆卸不下時，應(yīng)清洗干凈后再進行拆卸。b、如果在泵兩端都用機械密封時，在裝配，拆卸過程中互相照顧，防止顧此失彼。c、對運行過的機械密封，凡有壓蓋松動使密封發(fā)生移動的情況，則動靜環(huán)零件必須更換，不應(yīng)重新上緊繼續(xù)使用。因為在之樣楹動后，摩擦副原來運轉(zhuǎn)軌跡會發(fā)生變動，接觸面的密封性就很容易遭到破壞。8、機封正常運行和維護問題：1）、啟動前的準(zhǔn)備工作及注意事項a、全面檢查機械密封，以及附屬裝置和管線安裝是否齊全，是否符合技術(shù)要求。b、機械密封啟動前進行靜壓試驗，檢查機械密封是否有泄漏現(xiàn)象。若泄漏較多，應(yīng)查清原因設(shè)法消除。如仍無效，則應(yīng)拆卸檢查并重新安裝。一般靜壓試驗壓力用2~3公斤/平方厘米。c、按泵旋向盤車，檢查是否輕快均勻。如盤車吃力或不動時，則應(yīng)檢查裝配尺寸是否錯誤，安裝是否合理。2）、安裝與停運a、啟動前應(yīng)保持密封腔內(nèi)充滿液體。對于輸送凝固的介質(zhì)時，應(yīng)用蒸氣將密封腔加熱使介質(zhì)熔化。啟動前必須盤車，以防止突然啟動而造成軟環(huán)碎裂。b、對于利用泵外封油系統(tǒng)的機械密封，應(yīng)先啟動封油系統(tǒng)。停車后最后停止封油系統(tǒng)。c、熱油泵停運后不能馬上停止封油腔及端面密封的冷卻水，應(yīng)待端面密封處油溫降到80度以下時，才可以停止冷卻水，以免損壞密封零件。3）、運轉(zhuǎn)a、泵啟動后若有輕微泄漏現(xiàn)象，應(yīng)觀察一段時間。如連續(xù)運行4小時，泄漏量仍不減小，則應(yīng)停泵檢查。b、泵的操作壓力應(yīng)平穩(wěn)，壓力波動不大于1公斤/平方厘米。c、泵在運轉(zhuǎn)中，應(yīng)避免發(fā)生抽空現(xiàn)象，以免造成密封面干摩擦及密封破壞。

d、密封情況要經(jīng)常檢查。運轉(zhuǎn)中，當(dāng)其泄漏超過標(biāo)準(zhǔn)時，重質(zhì)油不大于5滴/分，輕質(zhì)油不大于10/分，如2-3日內(nèi)仍無好轉(zhuǎn)趨勢，則應(yīng)停泵栓查密封裝置。9、機械密封的端面沖洗與冷卻：（1）機械密封的沖洗

機械密封沖洗的作用：一是帶走密封腔中機械密封的摩擦熱，以降低端面溫度，保證密封端面上流體膜的穩(wěn)定；二是阻止固體雜質(zhì)和油焦淤積于密封腔中，使密封能在良好、穩(wěn)定的環(huán)境中工作，并能減少磨損和密封零件失效的可能。沖洗方式：外沖洗是利用外來沖洗液注入密封室內(nèi)進行沖洗。

正沖洗是利用內(nèi)部壓力較高處的液體作為沖洗液來沖洗密封室。反沖洗是利用密封腔液體返回泵出口進行沖洗。

全沖洗是從泵出口到密封腔又到泵入口進行的沖洗。（2）機械密封的冷卻

沖洗實際上起直接冷卻的作用，此外，在機械密封中還采取換熱器或夾套的間接冷卻。間接冷卻的方式有夾套冷卻和突熱器冷卻。

下圖為各種間接冷