機械密封的基本結構工作原理和常見形式
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核心提示:機械密封是由一對或者數(shù)對動環(huán)與靜環(huán)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(huán)和靜環(huán)的接觸表面,,產生適當?shù)膲壕o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(huán))
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(huán)具有良好的耐磨性,,動環(huán)可以軸向靈活地移動,,自動補償密封面磨損,使
之與靜環(huán)良好地貼合,;靜環(huán)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(huán)等的慣性,,保證端面密封副良好的貼合和動環(huán)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(huán)和動環(huán)的密封作用,,同時也起到浮動和緩沖作用。要求靜環(huán)的密封元件能保證靜環(huán)與壓蓋之間的密封性和靜環(huán)有一定的浮動性,,動環(huán)的密封元件能保證動環(huán)與軸或軸套之間的密封性和動環(huán)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(huán)、傳動座、傳動鍵,、傳動突耳或牙嵌式聯(lián)結器)
它起到將軸的轉矩傳給動環(huán)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(huán)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(huán)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(huán)轉動和脫出的作用,。要求有足夠的長度,,防止靜環(huán)在負壓下脫出,并要求正確定位,,防止靜環(huán)隨動環(huán)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(huán),。
二.工作原理,基本動作
機械密封是由一對或者數(shù)對動環(huán)與靜環(huán)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(huán)和靜環(huán)的接觸表面,,產生適當?shù)膲壕o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(huán)3旋轉。
2. 防轉銷6固定在靜止的壓蓋4上,,防止靜環(huán)7轉動,。
3. 當密封端面磨損時,,動環(huán)3連同動環(huán)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(huán)。
靜環(huán)通常不具有補償能力,,稱為非補償環(huán),,通過不同的結構設計,補償環(huán)可由動環(huán)承擔,,也可由靜環(huán)承擔,。由補償環(huán),彈性原件和副密封等機構組成的組件為補償環(huán)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(shù),,主要指面積比和寬徑比,還有性能參數(shù),,指的是比壓,,彈簧載荷等。
B. 靜環(huán)7與壓蓋4之間的密封,,決定機械密封密封性和動環(huán)追隨性的關鍵,。
C. 動環(huán)3與旋轉軸(或軸套)9過盈面之間的密封,因為能隨補償環(huán)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(huán)不工作,。
D. 壓蓋4與泵殼11端面之間的密封。應根據(jù)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(fā)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(huán)裝在壓蓋內側
外裝式:靜環(huán)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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