机械密封比压选用原则 《液气压世界》2008年第3期阅读次数：370 【关键词】机械密封,载荷,承载能力,比载荷,流体膜压,微凸体接,触比压 【摘要】对各种不同密封型式、摩擦状态、密封面形状和流体相态的密封面载荷和承载能力作了具体分析，有利于对密封面比压的深入了解。对一些不切实际的选用原则和密封面比压的概念与数据进行了讨论分析，并给出明确的密封面比压新概念，以及如何验算密封面比压的具体计算方法。介绍了相关算例和数据资料。 为了保证机械密封可靠、长寿命运转，长期以来许多密封工作者千方百计地努力设确选用密封面比压，并以此来反映密封是否能够正常工作。由于设计时所用的计算方法不够完善，所以在使用过程中形成的密封面比压的平均值，可能与设计时确定的计算值相差很大。究其原因是对密封面比压的概念、用法和依据了解有些不全面，或混淆不清，甚至不正确。因此，有必要用摩擦学有关的新观点、新概念、新技术和新知识，对密封面的比压作一系统、完整及全面的研讨，以便得出正确的看法和计算方法，特别是下面关于比压选用原则，可供机械密封的设计、制造、使用和维护人员参考。 1、密封面载荷和承载能力 在机械密封的使用实践中，对机械密封的密封面比压有许多叫法。过去称作密封端面上单位面积所受的力，或作用在密封环带上单位面积上净剩的闭合力。近来有密封面微凸体接触比压(简称密封面比压)、单位接触压力和平均接触压力等叫法。为了便于对密封面比压有所了解，首先来分析密封面载荷和承载能力的轴向平衡。机械密封密封面的轴向载荷和承载能力示意，见图1。
图1 密封面轴向载荷和总承载能力示图 1.1 轴向载荷和总承载能力的平衡 机械密封轴向作用在密封面上的总载荷P g，包括流体压力作用载荷Pf和弹簧预加载荷P sp,即： P g=P f+P sp (1) 承受这一密封面载荷的是总承载能力W，它包括流体膜承载能力W f和微凸体承载能力W c。流体膜承载能力包括流体膜静压承载能力W st和流体膜动压承载能力W dyn，即： W=W f+W c=W st+W dyn+W c (2) 在稳定工况下两者是相互平衡的，即： P g≡W (3) 1.2 载荷和比载荷 通常在密封系统压差p s较低时，虽然由于结构关系流体作用面积A s大于密封面面积A f，但轴向总载荷不大，密封面的流体膜和微凸体的承载能力是足够的。则流体压力作用载荷为： P f=p s A s
机械密封主要参数
端面液膜压力 为了保证端面间有一层稳定的液膜（半液体润滑或边界润滑膜），就必须控制端面承受的载荷W，而W值究竟多大合适，是与液膜承载能力密切相关的。与平面轴承类似，机械密封端面间隙液膜的承载能力，称为端面液膜的压力，它包括了液膜的压力和液膜动压力两部分。 液膜静压力 当密封间隙有微量泄漏时，由于密封环内、外径处的压差促使流体流动，而流体通过缝隙受到密封面的节流作用，压力将逐步降低。假设密封端面间隙内流体流动的单位阻力沿半径方向是不变的，则流体沿半径r的压力降呈线性分布（图7-11）。例如中等粘度的流体（如水），其沿径向的压力就近似于三角形分布，低粘度液体（如液态丙烷等）则呈凹形，高粘度液体（如重油）压力缝补呈凸形。
端面间的液膜静压力是力图使端面开启的力，设沿半径方向r处，宽度为dr的环面积上液膜静压力为pr，设密封流体压力为p，则作用于密封面上的开启力R为
液膜动压力 机械密封环端面即使经过精细的研磨加工，在微观上仍然存在一定的波度，当两个端彼此相对滑动时，由于液膜作用会产生动压效应。有纳威斯托克斯(Novier-Stokes)方程：
如图7-13，设二平面间存在一定的斜楔，随着间隙减小，液压增大，而斜楔的进出口处压差为零，故有—液压最大值，对应该处的液膜厚度为h0，则流量 关于机械密封液体动压效应的形成和分析，有许多不同的观点和力学模型。由于密封面微观状态的影响因素很多，以及实验技术的困难，目前还不能提出能直接用于设计计算的公式。但对于机械密封设计的正确分析，具有一定的理论指导意义。 载荷系数 机械密封的载荷系数是在摩擦副轴向力平衡下，各项轴向力与密封上最大介质压力的比值，它反应了各种轴向力的作用和大小。载荷系数也可以用面积比来表示：介质压力作用在补偿环上使之与非补偿环趋于闭合的有效作用面积A e与密封端面面积A之比为载荷系数K.
浅谈双端面机械密封 摘要：在石化行业流体离心泵密封以机械密封应用最为广泛。在对密封要求较高的场合，双端面机械密封更受青睐。本文以单端面机械密封为基础，对双端面机械密封的原理、结构及日常维护做简单的分析与论述。 关键词：双端面机械密封原理结构维护 Simple Discussion Of Double Mechanical Seal Abstract: Mechanical seal is most widely used for centrifugal pump in the petrochemical industry. Double mechanical seal is more popular in the situation that seal is strictly required. In this paper, double mechanical seal is briefly analyzed and discussed in the theory, structure and routine maintenance on the basis of single mechanical seal. Key words: Double mechanical seal Theory Construction Maintain 1、前言 与单端面机械密封相比，双端面机械密封密封性能好，适用于强腐蚀、高温、带悬浮颗粒及纤维介质、气体介质、易燃易爆、易挥发低黏度介质，高真空度工况的密封。我车间烷基苯装置泵用机械密封为单端面机械密封。新建的硫磺装置因为对MDEA等介质高的密封要求，故采用双端面机械密封。双端面机械密封不仅仅是单端面机械密封的重复，在化工一些重点场合，可有效地防止危险、有毒、易燃、易爆物质的泄漏，具有高性能保险作用。在密封高压介质时，可以合理的分配每个密封的两端压差，提高密封的工作压力范围。对一些自润滑性差、易凝结、汽化介质，通过在密封腔体注入密封液改善密封的工况，大大提高密封的效率和使用寿命。 2、密封原理 双端面机械密封原理与单端面机械密封基本相同，都是靠垂直于旋转轴线的端面（摩擦副）在流体压力和补偿机构弹力的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。双端面机械密封结构如图2-1所示。 工作时，由流体压力（介质压 力）和弹性元件的弹力等引起的 合力作用下，在密封环的端面上 产生一个适当的比压（压紧力）， 使两个接触端面（动环、静环端 面）相互紧密贴合，并在两端面 间极小的间隙中维持一层极薄的 液膜，从而达到密封的目的。双 端面机械密封有两道端面密封， 若一级密封失效，二级密封仍然 可密封，防止泄露。一般双端面
机械密封比压选用原则 顾永泉 摘要：对各种不同密封型式、摩擦状态、密封面形状和流体相态的密封面载荷和承载能力作了具体分析，有利于对密封面比压的深入了解。对一些不切实际的选用原则和密封面比压的概念与数据进行了讨论分析，并给出明确的密封面比压新概念，以及如何验算密封面比压的具体计算方法。介绍了相关算例和数据资料。 关键词：机械密封；载荷；承载能力；比载荷；流体膜压；微凸体接触比压 分类号：TH 136； TB 42文献标识码：A 文章编号：1000-7466(2000)02-0021-04 Principles for selecting seal face mean contact pressure of mec hanical seals GU Yong-quan (The University of Petroleum,Dongying 257062, China) Abstract：Seal face mean contact pressure of mechanical fac e seals is discussed in detail. Concrete analysis on seal face load and load carrying capacity in v arious types, friction modes,seal face geometry and fluid phase states is given , which are useful for understanding seal face mean ,concepts and contact pressure pr actical principles for selecting p c data are discussed and an alyzed . The clear concepts, concrete and check calculation abo ut it are presented. calculation of p c Key words：mechanical seals;seal face load;load carr y ing capacity; unit load;fluid film pressure;aspiraties mean contact pressure▲
机械密封端面比压的确定 润滑油作业部 许松涛 2007年11月2日
机械密封端面比压的确定 摘要：泵是石油化工企业最主要和常见的机械设备，由于工艺条件的要求，以及人们经济意识和环保意识的提高，近年来泵密封的泄漏越来越受到关注。泵的密封是防止介质从泵轴周围的间隙处泄漏，或空气从间隙处侵入泵体。机械密封作为石化企业泵最常见的密封形式，占重要地位，机械密封的端面比压是影响密封性能和使用寿命的最主要因素之一。文章结合实际工作中机械密封的安装及维修情况，对密封的端面比压在计算、校核中的一些问题进行分析，以便于确定压缩量，能对机械密封的使用情况有所改善。 关键词：机械密封端面比压分析
1.机械密封工作原理及常见结构型式 机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。 1、静止环（静环） 2、旋转环（动环） 3、弹性元件 4、弹簧座 5、紧定螺钉 6、旋转环辅助密封圈 7、防转销 8、静止环辅助密封圈 9、固定压盖 图1——机械密封结构示意图 常用机械密封结构如图1所示。旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿环。 机械密封中流体可能泄漏的途径有如图1中的A、B、C、D四个通道。 C、D泄漏通道分别是静止环与压盖、压盖与壳体之间的密封，二者均属静密封。B通道是旋转环与轴之间的密封，当端面摩擦磨损后，它仅仅能追随补偿环沿轴向作微量的移动，实际上仍然是一个相对静密封。因此，这些泄漏通道相对来说比较容易封堵。静密封元件
最常用的有橡胶O形圈或聚四氟乙烯V形圈，而作为补偿环的旋转环或静止环辅助密封，有时采用兼备弹性元件功能的橡胶、聚四氟乙烯或金属波纹管的结构。 A通道则是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封，它是机械密封装置中的主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键。因此，对密封端面的加工要求很高，同时为了使密封端面间保持必要的润滑液膜，必须严格控制端面上的单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面的磨损；压力过小，泄漏量增加。所以，要获得良好的密封性能又有足够寿命，在设计和安装机械密封时，一定要保证端面单位面积压力值即端面比压在最适当的范围。 机械密封的结构型式很多,分类方法也各有差别,通常是根据结构特点进行分类。机械密封的分类主要是根据摩擦副的对数，弹簧与介质接触与否，介质在端面上引起的比压情况，弹簧的个数，弹簧的运转和静止，以及介质的泄漏方向等来加以区别，以便合理的选择机械密封的结构型式，最大限度的发挥其结构特点和工作特性，满足长期稳定、安全、可靠的密封性能。机械密封的结构型式有以下几种： ①单端面与双端面。单端面系在密封结构中仅有一对摩擦副，双端面即在密封结构中有两对摩擦副，且两对摩擦副处于相同封液压力作用下。双端面适用范围比较广，适用于强腐蚀、高温、带悬浮颗粒及纤维的介质、气体介质、易燃易爆介质、易挥发粘度低的介质、高真空、贵重物料及要求介质与空气隔绝切允许内漏的情况；单端面
机封、双端面干汽密封、与单端面机封的对比双端面干汽密封 双端面机封 单端面机封 使用标准 API 682 Plan74 API 682 Plan54\53\53A\53B\53C API 682 Plan11或Plan12等 构造 由两组磨擦副构成,造成一个充满带压氮汽的密封腔,密封在运作时,磨擦副间造成3微米左右的汽膜，磨擦副非触碰运作.从而不会发生磨坏,也不会发生热量。 密封系统简单，有压头开关，低压报警。【选配】 由两组磨擦副构成,造成一个充满带压介质的密封腔,密封在运作时,磨擦副触碰运作,有磨擦并发生热量,需要散热设备。
其中54方案系统简单，但只能用于危险性不大液体，其他方案系统复杂。通常需配有液位开关与压头开关来报警 一、一组磨擦副构成 二、无辅助系统。其他单端面机封冲洗方案会带有过滤或散热等系统。 安全环保层面高。 一、密封汽使用对环境污染的氮汽，安全环保。 二、使用汽体阻塞工作原理。在密封腔中加入有压头高于液体压头的汽体，达到工艺液体的零逸出。仅有微量的汽体泄露到环境。 三、由于汽膜的刚性与弹簧力的补偿用处，使干汽密封有更强的抗干扰性，对机械性能需求不高。干汽密封可以干运作。 四、由于密封汽应用管网氮汽，不会有人为操控失误导致的安全隐患。 一、使用甲醇、润滑油、脱盐水、无离子水等成本较高且对环境有一定影响的密封介质。经济环保性销差。
二、使用介质阻塞工作原理，在密封腔体中加入压头高于液体压头的密封介质，达到工艺液体的零逸出，但有密封介质泄露到现场。 三、由于磨擦副触碰运作，磨擦副刚性触碰，对机械的跳动与串动量需求高。务必有介质润滑，不然磨擦发生的热量会烧坏密封。 四、由于系统复杂，需要对密封液提供单独的动力，人为操控失误导致的安全隐患大。 液体直接泄露到环境中，对环境导致直接污染，当密封失效时，容易导致大量液体反喷到现场，给设备的安全带来巨大的隐患。 维护层面 使用管网氮汽做密封汽，几乎不需要任何维护。 维护量大。由于出现密封油的泄露，导致现场脏，对现场的维护增大难度；另，密封油的减少，需定时为油罐加油。 维修频繁 装配层面
釜用双端面机械密封带平衡罐辅助装置使用说明 一、安装前先检查轴的轴向窜动不大于,径向摆动不大于，安装机械密封的法兰与轴线不垂直度不大 于 mm，安装机械密封部位的轴公差为h8 ，光洁度为。 二、该装置采用隔离式活塞自动推进式平衡罐。具有自动平衡密封腔内封液压力，自动补充封液功能。 三、该装置适用于所有釜内正压工况，当工作压力在以上一律要配置平衡罐。也可用于负压工况，但是负压 工况要求在平衡罐封液出口D处增装一只单向阀，即在负压时能自动关闭，防止封液回流。 四、工作原理： 1. 釜内压力由A至平衡罐B，推动平衡罐活塞底部，压迫活塞上升，推压平衡罐封液，由平衡罐出液处D 至机械 密封E，进入密封腔，至使封液产生压力，达到与釜内压力相平衡之目的，十分可靠的起到密封作用。 2. 机封在长期使用中，封液会不同程度的消耗，由于平衡罐活塞作用能不断自动补充封液，从而保证密封 内封液始终处于饱满状态。随着密封罐封液减少，活塞会自动上升，一般活塞标杆上升至三分之二时应在腔釜
内无压力工况下人工将活塞压至底，通过平衡罐注油螺栓C处补充封液，同时拧开放气螺栓，补液完毕，再 拧紧注油及放气螺栓。 3. 平衡罐补液除了人工补液外，还可另行设计电动，手动泵补液，只要在平衡罐补液螺栓处安装一套补液系 统即可。用电动，手动泵补液，可在工作状态下强行补液，从而保证机械密封绝对不会失效。 五、系统安装完毕，在试车时要检查各总成及连接处是否完好，不能有漏气，漏油现象。在釜内压力大 于时，适度松开平衡罐出液处D，观察活塞标杆是否上升，否则说明活塞过紧或卡死，可利用工具往上撬活塞标 杆螺栓，使其上升即可。 六、注意机械密封放气螺栓处放气。 七、机械密封安装后应用水试运转24小时后再正式投料生产。
单端面机械密封改造 1 基本情况 醋酸装置机泵输送介质大多为醋酸、丙酸等易燃、易爆、有毒、有害高危介质，一旦泄露，将会造成泵碳钢部分材质和周围环境及其它设施的腐蚀，甚至造成环境污染和人身伤害。特别是机泵都在泵房内，更要求达到零泄漏。单端面机械密封有5ml/h的允许泄漏量，不能保证输送的（易燃、易爆、有毒、有害）液体无泄漏，会造成设备碳钢部分的腐蚀、环境的污染，最重要的是会造成人身伤害，存在安全隐患。 2 单端面机械密封的改造 2.1改造方案 在不改变原泵壳、叶轮、轴、轴承体等部件的基础上，将单端面机械密封改造为双端面机械密封或串联式机械密封。 2.2改造前机械密封形式及冲洗方案 2..2.1密封形式 单端面机械密封（图2-1） 单端面机械密封由端面密封副（静环和动环）、弹性元件（如弹簧）、辅助密封（如O型圈）、传动件（如传动销和传动螺钉）、防转件（如防转销）和紧固件（如弹簧座、推环、压盖、紧定螺钉与轴套）构成。 为了保证具有良好的密封性能和平稳的运转，在两个密封环（动环和静环）间必须保持—液体薄膜，因此所输送的介质应满足下列条
件： ●足够的润滑特性； ●汽化温度大于工作温度； ●在密封环区域的介质不含杂质和颗粒； 图2-1 单端面机械密封结构2.2.2冲洗方案API PLAN 11（图2-2） 类型：用排出物料注满密封（带孔板） 理由：冲洗润滑 适用范围：通用
图2-2 API PLAN 11冲洗方案 2.2.3单端面机械密封的维护，主要包括对辅助系统、泄漏量和密封温度的监控。在正常循环冲洗情况下，冲洗液温度不得高于接近泵体处的温度。 缺点：单端面机械密封有5ml/h允许泄露量，不能保证输送的（易燃、易爆、有毒、有害）液体无泄漏，影响安全生产。 当泄漏量较大（≥50cm3/h）时，可断定密封件已损坏，应立即检修。如果磨损的密封环（动环或静环）不可能再次抛光，则必须换新。在每次拆装密封环时，静密封件（如O形圈）须更新。 2.3改造后密封形式及冲洗方案 2.3.1 双端面机械密封密封形式及冲洗方案 1）双端面机械密封（图2-3） 轴封由两个（一个内和一个外）背靠背布置的机械密封组成，在两密封之间的空间里必须输入密封液，密封液的压力应高于靠近密封处输送介质的压力（最小高0.1～0.3MPa，最大高0.7～1.0MPa。
s m v /238.81025360229703=???= -π金属波纹管机械密封端面比压计算如下： 某聚酯公司生产时热媒泵使用工况： 进口压力P 1=5.24bar=0.524MPa 出口压力P 2=11.9bar=1.19MPa 介质温度：320℃，轴的转速n=2970r/min ，流量：253m 3/h 实测该泵的机械密封数据如下： 表1：机械密封数据实测值 符号 名称 实测值/mm d 1 接触端面内径 61 d 2 接触端面外径 69 d 3 波纹管内径 56 d 4 波纹管外径 70 据《流体动密封》查得[1]，波纹管机械密封的端面比压计算公式如下： p c =()s p k p λ+- 其中，p c 为端面比压，MPa ； p s 为弹簧比压，MPa ； k 为载荷系数（平衡系数）； λ为液膜反压系数； p 为介质压力，MPa 现对上述公式中各项的取值进行分析或计算如下： 1）λ：为密封面间的平均液膜压力与密封介质压力之比，λ值的大小与介质性质、转速、压力以及密封表面状态等有关。当液膜静压力近似地按三角形分布考虑时，则可取λ=0.5。但在高速条件下，液膜动压效应不能忽略，须通过实验确定λ值[1]。 根据本设计初始参数，实测轴外径为53mm ，近似认为轴外径为动环内径，则估算出端面平均线速度：
即v=8.238<30，不属于高速，因此取λ=0.5 2) p: 密封腔处的介质压力[1] 212.0p p p += 即p=0.762 MPa 3）k ：对于内流式： k=21222e 2 4d -d d -d 其中，d 2为接触端面外径，d 2=69mm ； d 1为接触端面内径，d 1=61mm 锯齿型金属波纹管有效直径d e 计算公式如下： d e =2231d d +d d 3 +434（） 式中，d 4为波纹管外径，d 4=70mm ； d 3为波纹管内径，d 3=56mm 4）弹簧比压Ps 端面平均线速度 v=8.238 m/s 根据密封端面平均线速度的不同，弹簧比压的选择范围也不同，其范围可参考下表[2]。 由有关文献[2]介绍 表2 机械密封弹簧比压选择参考表 机械密封类型 密封端面平均线速度（m/s) 弹簧比压Ps （MPa ） 高速机械密封 >30 0.05--0.2 中速机械密封 10～30 0.15--0.3 低速机械密封 <10 0.15--0.6 本机械密封为低速，p s 为0.15~0.6， 分别取p s =0.15，0.45, 0.6
第3章机械密封主要性能参数 55、什么是机械密封的端面比压？ 作用在密封环上单位面积上净剩的闭合力称为端面比压，以Pa表示，单位为MPa端面比压大小是否合适，对机械密封的性能和使用寿命影响很大。比压过大，会加剧密封端面的磨损，破坏流体膜，降低使用寿命；比压过小会使密封泄漏增加，降低密封性能。 56、机械密封受力情况是怎样？ 分析密封受力情况，是分析密封环在工作状态下的受力种类、大小、在此基础上计算机械密封的端面比压。密封的受力情况与密封的设计结构有关。图3-1所示 图3-1受力分析图 动环受的力有弹簧 F t介质力Fp和液膜压力Fm，此外还有密封圈的摩擦阻力R,在这些力中介质力和弹簧力的方向是一致的，
称为闭合力。液膜压力Fm 为推开力，摩擦阻力R 的实际力是很小的可以忽略，这样密封的合力为 F=F t + F p - F m 。 57、弹簧力的测试有几种方法？ 弹簧力的测试有一般有两种方法，弹簧力是密封闭合力的主要因素，该力可用计算方法获得但是有一定的误差，实际上是以实测比较准确，在现场测量方法是在弹簧加重物，并记录压缩的高度，同样可测得弹簧力。还有就是利用弹簧测试机测得 ，弹簧测试机有机械指针显示方法和电子数显法两种，目前基本采用这两种方法它测试手段都比较准确。 58、什么是弹簧比压？怎样计算？ 弹簧比压就是单位密封面上的弹簧力，单位是MPa ，，计算方法是总的弹簧力除以密封断面的的面积。内装式机械密封一般弹簧比压在0.1～0.2 MPa 。外装式机械密封，介质力小于0.1 MPa 时，弹簧比压取0.3～04 MPa ，介质压力小于0.25时，弹簧比压取0.4～06 MPa 。 59、载荷系数是怎样定义的？意义是什么？ 密封介质压力作用在补偿环上（动环）对于非补偿环（静环）的闭合力的有效面积与密封环带面积之比称为载荷系数。例如一个内装式机械密封，令为密封介质的有效作用面积Ae ，A 为密封环带的面积，于是载荷系数从 图3-2可得 A Ae K
机械密封和密封文件编码（GHTU-UITID-GGBKT-POIU-WUUI-8968）
API标准——API是美国石油协会（AmericanPetroleumInstitute）的英文缩写。API 建于1919年，是美国第一家国家级的商业协会，也是全世界范围内最早、最成功的制定标准的商会之一。 API会标是美国石油学会的学会产品标志，始于1924年，目的是为了鉴定生产的设备、材料，并提供能符合API质量体系和产品标准的生产企业。该标志经美国注册登记，未经许可任何人不得使用。API的一项重要任务，就是负责石油和天然气工业用设备的标准化工作，以确保该工业界所用设备的安全、可靠和互换性。制定协调标准是API最早和最成功的项目之一，自1924年发布第1个标准开始，API现在已发布了500个标准。API是ANSI认可的标准制定机构，其标准制定遵循ANSI的协调和制定程序准则，API还与ASTM联合制定和出版标准，此外，API积极参加适合全球工业的ISO标准的制定工作，是ISO/TC671SC9井口设备和管线阀门的秘书处。 API标准经常被认为是“安全和可靠性”的同义词。 API682标准——针对机械密封和密封供应系统的，一直以来被广泛应用，同时还在工业应用范围以外被引用。新版API682标准的编写者指出，新标准从来没有考虑工业外的应用范围，并明确了API682标准适用范围，这些标准仅适用于泵机的密封系统，而不适用于搅拌机或压缩机。而且此标准适用于石油天然气以及（石油）化工行业，而不适用于供水或者食品行业。 API682规范的目标在于确保密封系统能够连续运行至少三年的时间、提高运行可靠性并简化维护流程。 机械密封件的要求 一般分为两个部分：液封（本期重点解析）和气封（即干气密封，后期会专门总结再推送给大家） 液封是专为密封液体而设计的机械密封件。实际上，密封端面之间的液膜非常小-相当于百万分之二十英寸或半微米。该液膜有助于隔离和润滑密封端面。当考虑到密封件能够承受的压力、温度和速度时，我们就会明白这是一项令人难以置信的技术成就。只有当我们拥有优质液膜时，这才会成为可能。 如何才能成为优质液膜？ 1.液体在操作条件下必须稳定且不会崩溃 2.液体必须是性能较好的润滑剂 3.液体在密封腔内必须保持液态，并且不会发生闪蒸或蒸发 4.液体应比较干净，不含污染物或固体颗粒
机械密封的主要参数 核心提示：端面液膜压力为了保证端面间有一层稳定的液膜（半液体润滑或边界润滑膜），就必须控制端面承受的载荷W，而W值究竟多大合适，是与液膜承载能力密切相关的。与平面轴承……
端面液膜压力 为了保证端面间有一层稳定的液膜（半液体润滑或边界润滑膜），就必须控制端面承受的载荷W，而W值究竟多大合适，是与液膜承载能力密切相关的。与平面轴承类似，机械密封端面间隙液膜的承载能力，称为端面液膜的压力，它包括了液膜的压力和液膜动压力两部分。 液膜静压力 当密封间隙有微量泄漏时，由于密封环内、外径处的压差促使流体流动，而流体通过缝隙受到密封面的节流作用，压力将逐步降低。假设密封端面间隙内流体流动的单位阻力沿半径方向是不变的，则流体沿半径r的压力降呈线性分布（图7-11）。例如中等粘度的流体（如水），其沿径向的压力就近似于三角形分布，低粘度液体（如液态丙烷等）则呈凹形，高粘度液体（如重油）压力缝补呈凸形。
端面间的液膜静压力是力图使端面开启的力，设沿半径方向r处，宽度为dr的环面积上液膜静压力为pr，设密封流体压力为p，则作用于密封面上的开启力R为 液膜动压力 机械密封环端面即使经过精细的研磨加工，在微观上仍然存在一定的波度，当两个端彼此相对滑动时，由于液膜作用会产生动压效应。有纳威斯托克斯(Novier-Stokes)方程：
如图7-13，设二平面间存在一定的斜楔，随着间隙减小，液压增大，而斜楔的进出口处压差为零，故有—液压最大值，对应该处的液膜厚度为h0，则流量 关于机械密封液体动压效应的形成和分析，有许多不同的观点和力学模型。由于密封面微观状态的影响因素很多，以及实验技术的困难，目前还不能提出能直接用于设计计算的公式。但对于机械密封设计的正确分析，具有一定的理论指导意义。 载荷系数 机械密封的载荷系数是在摩擦副轴向力平衡下，各项轴向力与密封上最大介质压力的比值，它反应了各种轴向力的作用和大小。载荷系数也可以用面积比来表示：介质压力作用在补偿环上使之与非补偿环趋于闭合的有效作用面积A e与密封端面面积A之比为载荷系数K.
将双端面机械密封改为单机封应注意什么？ 1楼 我厂有几台大泵，输送介质为硫铵母液，介质易结晶，以前有双端面带外部冷却水的密封形式，密封较好，但耗水量大，领导近来要求该为单机封的，取消冷却水，可是改完以后密封几天就漏了，拆下发现密封的动环碎了，第二次发现动静环都碎了，请教各位是何原因呢？这种密封改动应该注意什么呢？谢谢 首先，该介质易结晶，改为单端面密封后取 消了外供冲洗水，这样介质极易在密封面处 结晶，导致机械密封快速损坏！如果通入外 冲洗水情况会有所改善。 其次，用双端面机械密封是挺好的选择，但 不会消耗很多外供冲洗水，那个水量只要控 制在有水从密封出口往外流就可以了，用阀 门控制好用量，不需要很多水的！ 4 评分人数 o snifflily:积极参与财富 + 6 点 o dopi5906:财富 + 3 点 o恒达01:积极参与魅力 + 1 点 o zx9527007:积极参与财 富 + 8 点 ————————————— 声明：本文由bage发布、并对此行为可能带 来的后果承担全部责任. 文章出自海川化工论坛 （https://www.doczj.com/doc/8011308688.html,），转载需经本站许 可，并注明出处并加上链接。 TOP 火啦 等级: 海川小学1年级3楼 发表于 2009-6-25 16:57 | 只看该作者 我想看机械密封的相关资料！谁那
UID 390519 帖子 2 积分 11 威望 0 点 财富 8 点 魅力 11 点 贡献 0 点 专业 超高压检测阅读权限 10 在线时间 5 小时 最后登录 2010-8-9 有？ 1 评分人数 o恒达01:积极参 与，海川多的 是，搜一下财富 + 4 点 ————————————— 声明：本文由火啦发布、并对此行为可能带来的后果承担全部责任. 文章出自海川化工论坛 （https://www.doczj.com/doc/8011308688.html,），转载需经本站许可，并注明出处并加上链接。 TOP dlhbxw 等级: 海川小学3年级 UID 433904 帖子 40 积分 32 威望 0 点 财富 374 点 魅力 32 点 贡献4楼 发表于 2009-6-26 11:01 | 只看该作者 不能取消冷却水。 1 评分人数 o恒达01:积极参与财富 + 3 点————————————— 声明：本文由dlhbxw发布、并对此行为可能带来的后果承担全部责任. 文章出自海川化工论坛（https://www.doczj.com/doc/8011308688.html,），转载需经本站许可，并注明出处并加上链接。
机械密封种类介绍总结 1.分类按端面形式分为双端面机械密封，单端面机械密封，集装式 机械密封。如下图 单端面 双端面 集装式 集装式机械密封装置的预安装设计结构安装简单、易于操作，简化了测量、调整等过程，具有安装简便，互换性强的特点。避免了设备检修时因机械密封安装造成的密封元件的损坏，降低了维护费用。 2. 用途 机械密封通俗地说就是用在机械上的密封。如千斤顶里用来封油压的油封，用于防止尘土进入的防尘密封，气动工具（如风镐等）中的用
于封闭气压的气动密封等都属于机械密封。 3. 原理 机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。 4. 结构 主要有以下四类部件。a.主要密封件：动环和静环。b.辅助密封件：密封圈。c.压紧件：弹簧、推环。d.传动件：弹箕座及键或固定螺。 由1静止环（静环）2旋转环（动环）3弹性元件4弹簧座5紧定螺钉6旋转环辅助密封圈和8静止环辅助密封圈等元件组成，7防转销固定在9压盖上以防止静止环转动。旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿还。 泵用机械密封种类繁多，型号各异，但泄漏点主要有五处：
（l）轴套与轴间的密封； （2）动环与轴套间的密封； （3）动、静环间密封； （4）对静环与静环座间的密封； （5）密封端盖与泵体间的密封。 一般来说，轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比较容易发现和解决，但需细致观察，特别是当工作介质为液化气体或高压、有毒有害气体时，相对困难些。其余的泄漏直观上很难辩别和判断，须在长期管理、维修实践的基础上，对泄漏症状进行观察、分析、研判，才能得出正确结论。 一、泄漏原因分析及判断 A．安装静试时泄漏。机械密封安装调试好后，一般要进行静试，观察泄漏量。如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题；泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏量无明显变化则静、动环密封圈有问题；如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题；如泄漏介质沿轴向喷射，则动环密封圈存在问题居多，泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出，则多为静环密封圈失效。此外，泄漏通道也可同时存在，但一般有主次区别，只要观察细致，熟悉结构，一定能正确判断。 B．试运转时出现的泄漏。泵用机械密封经过静试后，运转时高速旋转产生的离心力，会抑制介质的泄漏。因此，试运转时机械密封泄
双端面机械密封安装使用说明书 适用范围 本说明适用于旋转轴用机械密封安装,以卧式离心泵用机械密封安装为基准, 机械 密封为双端面,内装,接触式,转速不超过3500转/分或端面速度≤15米/秒,密封工作温度在-40℃~150℃或介质温度低于200℃,主要服务于电力脱硫,氧化铝等行业有颗粒的介质工况, 如有特别要求或不详之处,请与自贡兆强密封制品实业公司联系. 机械密封的安装 安装前的准备及注意事项 (1). 安装机械密封前,必须保证相关设备,系统均已停用和处于非工作状态,并且已达到环境温度,有压部分已泄到常压,以保证机械密封安装过程中人身安全. (2).检查机封型号与所使用的泵型号是否相符合,以及安装连接尺寸是否正确,并检查机械密封装置有无损伤,变形等缺陷. (3). 为了避免非金属元件(如O形圈)的损伤,应在有非金属元件滑过的所有台肩部位加工出2x30°倒角,所有尖角倒圆并修光滑(如图一),在键槽或沉孔处倒掉所有棱角,有密封圈滑移的直径处金属表面粗糙度Ra应小于 1.6μm,静密封圈处的金属表面粗糙度Ra应小于3.2μm. (4).检查泵轴的窜动,摆动量和挠度是否符合机械密封的的安装技术要求(JB/T4127.1-1999),密封腔是否符合机械密封的安装尺寸,密封端盖与轴是否垂直. 一般要求:轴的轴向窜动量≤±0.5mm,(如图二); 轴摆动量(装旋转环密封圈处)≤0.06mm; 轴最大挠度≤0.05mm; 密封端盖与密封圈接触平面对中心线的垂直度允差0.03---0.05mm. (5).检查安装机械密封部位的轴,腔体有无毛刺,划伤等缺陷,检查轴,腔体尺寸是否与机械密封相符合,特别要防止杂质,泥浆物,颗粒物带入密封安装部位. 2,机械密封必需的系统条件 (1).为了改善机械密封的使用环境,,要求必须使用阻封水. (2).在泵体密封腔或密封压盖上需设置有阻封水接口. (3). 阻封水系统由管路,压力表,调节阀等组成,为正确的反映和调节阻封水系统压力,压力表和调节阀必须安装在阻封水出口端. (4). 阻封水压力必须高于泵腔压力0.03~0.05MPa, 其计算公式为:(Mpa,串联使用除外,需单独计算) P=(P1+P2)/2*1.2+0.05 P:阻封水压力P1: 泵进口压力P2:泵出口压力 3.机械密封的安装 (1).首先对旋转轴,密封腔体进行清洁. (2).对机械密封装置中所有安装O形圈处抹润滑油或肥皂液,(注意:乙丙橡胶材质不可接触矿物油)以便于机械密封的顺利安装. (3).安装过程中应保持机械密封装置清洁,特别是密封面和辅助密封圈表面应无杂质,灰尘.不允许用不清洁的布及其它物品擦拭密封面. (4).安装中严禁碰撞,野蛮敲打密封元件,以防止密封件损坏,摩擦付表面应保持清 洁不涂任何油.
机械密封端面比压的确 定 This model paper was revised by LINDA on December 15, 2012.
机械密封端面比压的确定润滑油作业部 许松涛 2007年11月2日
机械密封端面比压的确定 摘要：泵是石油化工企业最主要和常见的机械设备，由于工艺条件的要求，以及人们经济意识和环保意识的提高，近年来泵密封的泄漏越来越受到关注。泵的密封是防止介质从泵轴周围的间隙处泄漏，或空气从间隙处侵入泵体。机械密封作为石化企业泵最常见的密封形式，占重要地位，机械密封的端面比压是影响密封性能和使用寿命的最主要因素之一。文章结合实际工作中机械密封的安装及维修情况，对密封的端面比压在计算、校核中的一些问题进行分析，以便于确定压缩量，能对机械密封的使用情况有所改善。 关键词：机械密封端面比压分析 1.机械密封工作原理及常见结构型式 机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。 1、静止环（静环） 2、旋转环（动环） 3、弹性元件 4、弹簧座 5、紧定螺钉
6、旋转环辅助密封圈 7、防转销 8、静止环辅助密封圈 9、固定压盖 图1——机械密封结构示意图 常用机械密封结构如图1所示。旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿环。 机械密封中流体可能泄漏的途径有如图1中的A、B、C、D四个通道。 C、D泄漏通道分别是静止环与压盖、压盖与壳体之间的密封，二者均属静密封。B通道是旋转环与轴之间的密封，当端面摩擦磨损后，它仅仅能追随补偿环沿轴向作微量的移动，实际上仍然是一个相对静密封。因此，这些泄漏通道相对来说比较容易封堵。静密封元件最常用的有橡胶O形圈或聚四氟乙烯V形圈，而作为补偿环的旋转环或静止环辅助密封，有时采用兼备弹性元件功能的橡胶、聚四氟乙烯或金属波纹管的结构。 A通道则是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封，它是机械密封装置中的主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键。因此，对密封端面的加工要求很高，同时为了使密封端面间保持必要的润滑液膜，必须严格控制端面上的单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面的磨损；压力过小，泄漏量增加。所以，要获得良好的密封性能又有足够寿命，在设计和安装机械密封时，一定要保证端面单位面积压力值即端面比压在最适当的范围。 机械密封的结构型式很多,分类方法也各有差别,通常是根据结构特点进行分类。机械密封的分类主要是根据摩擦副的对数，弹簧与介质接触与否，介质
机械密封的种类 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 机械密封按结构型式分类，其基本类型有： 1、平衡式和非平衡式机械密封 能使介质作用在密封端面上的压力卸荷的为平衡式，不能卸荷的为非平衡式。按卸荷程度不同，前者又分为部分平衡式（部分卸荷）和过平衡式（全部卸荷）。平衡式密封端面上所受的作用力随介质压力的升高而变化较小，因此适用于高压密封；非平衡式密封密封端面所受的作用力随介质压力的变化较大，因此只适用于低压密封。平衡式密封能降低端面上的摩擦和磨损，减小摩擦热，承载能力大，但其结构较复杂，一般需在轴或轴套上加工出台阶，成本较高。后者结构简单，介质压力小于0.7MPa时广泛作用。 2、内置式和外置式机械密封 内置式机械密封可以利用密封箱内介质压力来密封，机械密封的元件均处于流体介 质中，密封端面的受力状态以及冷却和润滑情况好，是常用的结构型式。外置式机械密封的大部分零件不与介质接触，暴露在设备外，便于观察及维修安装。但是由于外置式结构的介质作用力与弹性元件的弹力方向相反，当介质压力有波动，而弹簧补偿量又不大时，会导致密封环不稳定甚至严重泄漏。外置式机械密封仅用于强腐蚀、高粘度和易结晶介质以及介质压力较低的场合。 3、内流式和外流式机械密封
介质泄漏方向与离心力方向相反的密封为内流式密封；介质泄漏方向与离心力方向一致的密封为外流式密封。由于内流式密封中离心力阻止泄漏流体，其泄漏量较外流式少， 前者适用于高压，速度高时，密封可靠。为加强端面润滑采用后者较合适，但介质压力不宜过高，一般为1～2MPa。 4、静止式和旋转式机械密封 弹簧不随轴一起旋转的密封为静止式密封；弹簧随轴一起旋转的密封为旋转式密封。由于静止式密封的弹簧不受离心力影响，常用于高速机械密封中。旋转式机械密封的弹性元件装置简单，径向尺寸小，是常用的结构，但不宜用于高速条件，因高速情况下转动件的不平衡质量易引起振动和介质被强烈搅动。因此，线速度大于30m/s时，宜采用弹簧静止式机械密封。 5、单弹簧式和多弹簧式机械密封 补偿机构中只有一个弹簧的机械密封称为单弹簧式机械密封或叫大弹簧式机械密封，补偿机构中含有多个弹簧的机械密封称多弹簧式机械密封或小弹簧式机械密封。单弹簧式机械密封端面上的弹簧压力，尤其在轴径较大时分布不够均匀。多弹簧式机械密封的弹力簧压力分布则相对比较均匀，因此单弹簧式的机械密封常用于较小轴径（d ≯80～150mm轴径），而多弹簧式适用于大轴径高速密封。但多弹簧的弹簧丝径细，由于腐蚀或结晶颗粒积聚易引起弹簧失效，这时宁可采用单弹簧式。 6、单端面式和双端面式机械密封 由一对密封端面组成的为单端面密封，由二对密封端面组成的为双端面密封。单端面密封结构简单，制造、安装容易，一般于介质本身润滑性好和允许微量泄漏的条件，是常用的密封型式，当介质有毒、易燃、易爆以及对泄漏量有严格要求时，不宜使用。双端面密封有轴向双端面密封和径向双端面密封。沿径向布置的双端面密封结构较轴向双端面密封紧凑。
双端面带平衡罐机械密封泄漏原因及改进措施 介绍某型反应釜用带轴套整装式双端面机械密封的结构及工作原理，结合实际工况，分析了其失效原因(如O形圈材质选用不合理，搅拌同轴度偏大，密封面变形)，提出了改进措施及使用中的注意事项。 1 机械密封的结构与工作原理 带轴套整装式双端面机械密封是一种无须调整动环弹簧压缩量、装配简便的机械密封形式。该机械密封适用于强腐蚀、高温，带悬浮颗粒及纤维介质，气体介质，易燃易爆、易挥发、低粘度介质，保障高真空度工况的密封。该机械密封结构见图1。 图1 带轴套整装式双端面机械密封结构 A 泄漏液口;B1 、B2 冷却水进出口;C1、C2 密封液进出口;1 平衡罐;2 冷却水腔;3 密封液腔;4 轴套;5机械密封组件
当搅拌轴运转时，其带动机械密封轴套以及固定在机械密封轴套上的动环组件同步转动，靠动环组件和上、下静环面之间的贴合达到密封效果。密封面一侧是密封腔室，另一侧是反应釜内环境。在正常工作状态下，通过外部提供密封液至平衡罐，保持密封液液位在平衡罐液位计的中线，并确保平衡罐内密封液压力(即密封液腔内压力)高于釜内压力0.05～0.10MPa。若密封液压力过高，则动、静环摩擦面易加速磨损;若密封液压力过低，则反应釜内物料易泄漏。 2 故障分析 2.1 故障状况 某反应釜均采用带轴套整装式双端面机械密封，该机械密封轴径为210mm，工作转速为100r/min，工作压力为-0.5～1.0MPa，工作温度为0～80℃，主要起密封作用的是机械密封组件，见图2。 图2 机械密封组件 1 上静环O形圈; 2 上静环; 3 轴套; 4 上动环; 5 轴套O形圈; 6 动环组件; 7 下动环O形圈; 8 下动环; 9 下静环;10 下静环O形圈