密封件基础知识

泵密封seal的基础必学知识点
1. 泵密封的定义：泵密封是指用于防止泵工作时流体泄漏的装置，可以防止介质与环境之间的互相渗透。

2. 密封环境：密封环境是指泵的工作环境，其具有一定的温度、压力和介质特性等。

3. 泵密封的分类：泵密封可以分为静密封和动密封两种类型。

静密封是指密封界面处没有相对运动的密封方式，动密封是指密封界面处有相对运动的密封方式。

4. 密封材料的选择：密封材料应具有良好的耐介质性能、耐磨损性和耐腐蚀性能。

常见的密封材料有橡胶、金属、工程塑料等。

5. 密封环结构：密封环包括静密封环和动密封环。

静密封环通常采用橡胶或填料密封，动密封环通常采用机械密封或磁力密封。

6. 泵密封的常见故障：泵密封常见的故障包括泄漏、磨损、堵塞等。

泄漏是最为常见的问题，通常可以通过调整密封环的紧度来解决。

7. 密封环的安装和维护：安装密封环时需要注意正确的安装位置和方向，并保证密封环与泵件之间的配合良好；维护密封环时应定期清洗和检查密封环的磨损情况，并及时更换损坏的密封环。

8. 泵密封的调整和调试：泵密封的调整和调试是保证密封性能正常的关键。

首先需要调整密封环的紧度，使之达到最佳状态；然后进行密封的渗漏测试，并根据测试结果进行相应的调整。

9. 泵密封的性能指标：泵密封的性能指标包括密封性、耐磨性、耐腐蚀性、耐高温性等。

这些指标对于不同的应用场景有不同的要求，需要根据具体情况选择合适的泵密封。

10. 泵密封的选择原则：选择合适的泵密封应根据介质性质、工作环境、工作压力和温度等因素来确定，同时还要考虑密封的可靠性、经济性和操作便捷性等因素。

Basic Mechanical Seals 密封基础知识JC Tianjin Training© 2001 John Crane EAA1 1What is a mechanical seal?什么是机械密封？ two flat sliding surfaces, which maintain a close running clearance while separated by a fluid film两个平滑表面中间有干净液膜隔离，保持贴合运转rotating seal unitstationary seal unit2 2Desired Features of a Seal 机械密封必须有的特征Small axial clearance 小的轴向间隙 Self adjusting 自调节Shaft Movement 轴的运动Long-life 很长的寿命 Easy maintenance 容易检修 Low cost 低成本Basic Mechanical Seal基础机械密封1Loose ring set screwed to the shaft4 4Basic Mechanical Seal基础机械密封2Wear here will create leakageO-ring prevents leakage through the bore5 5Basic Mechanical Seal基础机械密封Heat generated here 此处生热 Leak path3Large component 大零件Spring ensures automatic adjustment 弹簧确保自动调整6 6Basic Mechanical Seal基础机械密封Recirculation for cooling4Gasket or O-ring 垫片或者O型圈Secondary Seal Tertiary Seal Primary Seal 三次密封 二次密封 主密封7 7Basic Mechanical Seal基础机械密封Spring or Spring Force5Seat or Mating RingFace or Primary Ring8 8Basic Mechanical Seal基础机械密封SPRING OR SPRING FORCE Recirculation for cooling Gasket or O-ring SEATSecondary Seal Primary SealTertiary Seal9 9An Example of a Complete Seal一个完整密封的例子Primary Ring补偿环 Snap Ring卡环 Anti-X Ring 挡环 O-Ring O型圈 Disk推环 Springs弹簧 Retainer传动套 Set Screw定位螺丝 Mating Ring 配合环 O-Ring O型圈Shaft轴Simply put, a mechanical seal is: 简单的说,机械密封就是:1. A wearable, stationary, primary sealing element 一个耐磨,静止的密封件 2. A wearable, rotating, primary sealing element 一个耐磨,旋转的密封件 3. A secondary sealing element 二次密封 4. A mechanical loading device to press primary sealing elements 1 and 2 against one another, and 使件1和件2相互贴合的机械装置 5. Auxiliary components to complete seal 辅助密封Gland Packing v. Mechanical Seals 盘根和机械密封不像一个机械密封而更像 一个限制装置,需要泄漏否 则将会灼伤. 会磨损轴或轴套 高功耗用来克服磨擦 产品损失 需要大量的水 安装,维修和盘根调整需要 停车时间 泄漏导致设备破坏和摧毁 不可见泄漏、机械密封和盘 根之间的泄漏率在1到100或 者更好 证明机械密封的寿命可达8 到10年毫无故障 无产品损失,节省水和能量可 以节省成本 安装后维修很少 密封有潜在危害的物质时机 械密封可以提供更好的安全 性12 12Primary Seal 主密封a thin film of liquid forms the primary (dynamic) seal between the rotating and stationary elements FILM REACTIONSPRING FORCE FLUID PRESSUREfluid film (3 - 5 microns)13 13Primary Seal – Film Thickness 主密封——膜厚度Faces lapped flat to within 1 - 3 light bands.14 14Primary Seal – Film Thickness 主密封——膜厚度Fluid film thickness is very importanttoo thin - wear, causing early seal failure too thick - visible leakageMust be:present - beware dry running stable clean - beware abrasive wear symptoms reasonable viscosity temperature controlled acceptable pressure15 15Primary Seal – Face Flatness 主密封——平面If faces not flat, contact generates heat Excessive wear - short life 如果密封面不平，接触摩擦生热，密封磨损快、寿命短 1 light band = 0.0000116 inch or 0.0003 mm16 16The Sealing Interface 密封面Lubrication Purpose: 润滑目的Separate surfaces 分离两个面 Prevent contact of high surface points 防止摩擦面高点接触 Reduce friction/heat generation 减少摩擦/生热Magnified Surface A 放大面Separation 分离面Lubricant 润滑剂Heat 热量Magnified Surface B 放大面Process Fluid Acts as Lubricant Between Faces 流体在两个面之间充当润滑剂的过程Pump Housing 泵腔 Process Fluid 工艺流体 Gland 密封端盖Primary Ring 补偿环Mating Ring 配合环Invisible Leakage: 不可见泄漏 Fluid Evaporates Upon Reaching Atmosphere 微量的泄漏在大气侧蒸发Without Lubrication, Faces Run Dry And Overheat 没有润滑干运转导致过热Pump Housing 泵腔 No Fluid Or Dry Running 没有流体或者干运转 Gland 密封端盖Primary Ring 补偿环Mating Ring 配合环常用动环材料Face (Primary Ring) Materials 动环材料Carbon-graphite 碳石墨类 resin impregnated 树脂浸渍 （171） antimony impregnated 金属锑浸渍 （218） Carbon converted to Silicon Carbide 硅化石墨（121） CVR 化学汽相反应硅化石墨 CVD 化学汽相沉积硅化石墨 Solid Silicon Carbide 碳化硅 Sintered silicon carbide 无压烧结碳化硅 (277) Reaction silicon carbide 反应烧结碳化硅（088） Sintered silicon carbide with controlled porosity 微孔碳 化硅 （584） Tungsten Carbide 碳化钨 Cobalt bonded 钴基碳化钨（025） 20 Nickel bonded 镍基碳化钨（005） 20常用静环材料Seat (Mating Ring-Narrow) Materials 静环材料Ceramic 陶瓷 99.7% Aluminium Oxide 氧化铝 (059) Solid Silicon Carbide 碳化硅 Sintered silicon carbide 无压烧结碳化硅 (277) Reaction silicon carbide 反应烧结碳化硅（088） Sintered silicon carbide with controlled porosity 微 孔碳化硅 （584） Tungsten Carbide 碳化钨 Cobalt bonded 钴基碳化钨（025） Nickel bonded 镍基碳化钨（005）21 21Secondary Seal 二次密封Three basic forms 三种基本形式o-rings o型圈 Wedges 楔形环 Bellows 波纹管 Elastomer 橡胶的 Metal 金属的Formed 成型的 edge welded 焊接的Two groupsPusher推进式sliding o-rings wedges Non-pusher非推进式bellowsPTFE22 22Secondary Sealing Elements 二次密封Elastomeric Bellows 橡胶波纹管 Half Convolution 半波 Teflon Bellows 聚四氟乙烯 波纹管 Welded Metal Bellows 焊接金属波纹管V Rings V型圈U Cup 杯型Wedge 楔形Encapsulated O Ring 包覆 O型圈O Ring O型圈Pusher vs. Non-Pusher 推进式/非推进式Pusher 推进式 vs. Non-Pusher 非推进式O-ring secondary seal must slide along shaft as seal face wears O型圈二次密封在密封面磨 损的时候必须能够沿轴滑动Bellows secondary seal expands to accommodate face wear. Bellows tail is stationary against shaft. 波纹管伸长能够补偿密封面磨 损,波纹管尾部与轴保持静止Secondary Seal: Pusher 二次密封：推进式As the face moves forward to take up wear, the o-ring moves forward with the face, pushed by the hydraulic and spring pressures25 25Secondary Seal: Pusher 二次密封：推进式Advantages 优点sudden failure very unlikely 几乎不会突发意外事故 higher pressure capability - face not stressed wide choice of materials for all components 所有成分的材料选择广泛 field repairableDisadvantages 缺点hang-up (not likely where o-ring is well isolated) 挂起 permanent set / pressure problems (cause hang-up) excellent shaft surface finish required maximum temperature ~ +260°C 最高温度+260°C26 26Pusher Seal: Hang-up 推进式密封：挂起An external quench will prevent hang-upProduct leakage solidifies / crystallises / polymerises Prevents o-ring pushing forward - leakage increases27 27Secondary Seal: O-Ring 二次密封：O型圈Type 8B128 28Secondary Seal: Wedge 二次密封：楔形环29 29Secondary Seal: Non-Pusher 二次密封：非推进式Bellows flexes to take up wear, misalignment and axial play Fine machined shaft surface required Do not use a ‘good’ lubricant - never use silicon grease30 30Secondary Seal: Bellows 二次密封：波纹管No contact here 此处不发生接触Elastomer Bellows grips shaft tightly31 31Secondary Seal: Metal Bellows 二次密封：金属波纹管static o-ring 静止o型圈32 32Secondary Seal: PTFE Bellows 二次密封：PTFE波纹管Type 10TType 10R33 33Tertiary Seal 三次密封Tertiary Seal 三次密封Prevents leakage round mating ringSometimes also prevents mating ring rotation35 35Tertiary Seal 三次密封Four basic types 四种基本的形式O-rings O型圈 Elastomers 橡胶 Seat Rings (square or rectangular section) PTFE graphite Cup Rings elastomers Gaskets or Flat Joints PTFE compressed fibre36 36Tertiary Seal: O-ring 三次密封：O型环Tertiary Seal: O-ring 三次密封：O型环Tertiary Seal: O-ring 三次密封：O型环Tertiary Seal: Seat Ring 三次密封：静环40 40Tertiary Seal: Cup Rubber 三次密封：Spring Design Features 弹簧设计特点Springs 弹簧 Provide The Initial Closing Force 提供初始闭合力 Are Very Important At Low Pressures 低压下很重要 Are Not So Important At High Pressures 高压下不重要Design Features 设计特点Springs 弹簧 Single 单弹簧 Multiple 多弹簧 Bellows 波纹管 Wave 波形Design Features 设计特点Springs 弹簧 High Speed Seals Use Stationary Springs (5000 ft/min Typical Break Point) 高速机械密封使用静止弹簧 (5000ft/min 典型的分界点)Design Features 设计特点Springs 弹簧Corrosion 腐蚀 Clogging 堵塞 Uniformity Of Load 负荷一致 Inventory 库存Types of Drive Mechanisms 驱动机械的类型Drive Mechanism 驱动机械Must Transmit Torque 必须能够传递转距 Must Allow Axial Movement (Primary Ring) 必须能够使动环轴向运动Types of Drive Mechanisms 驱动机械的类型Dent Drive 凹轮驱动 Key Drive 键驱动 Set Screw Drive 定位螺丝驱动Pin Drive 销驱动Snap Ring Drive 卡环驱动Slot and Ear 缝和支耳Elastomer Drive 橡胶驱动Spring Drive 弹簧驱动Design FeaturesBalance RatioBalance ratio is used to control the face load. Closing Force Opening ForceDesign FeaturesBalance RatioBalance ratio is the ratio of the closing area to the opening area. A cAoClosing Area Balance Ratio = Opening AreaDesign FeaturesBalance RatioAn Unbalanced SealAcFcA o。

一、机械密封基本知识：1、.机械密封的基本概念：机械密封是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用下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。

补偿环的辅助密封为金属波纹管的称为波纹管机械密封。

2、机械密封的组成：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钉二、机封工作应注意问题：1、安装时注意事项a、要十分注意避免安装中所产生的安装偏差（1）上紧压盖应在联轴器找正后进行，螺栓应均匀上支，防止压盖端面偏斜，用塞尺检查各点，其误差不大于0.05毫米。

（2）检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙（即同心度），四周要均匀，用塞尺检查各点允差不大于0.01毫米。

b、弹簧压缩量要按规定进行，不允许有过大或过小现象，要求误差2.00毫米。

过大会增加端面比压，另速端面磨损。

过小会造成比压不足而不能起到密封作用。

c、动环安装后髯保证能在轴上灵活移动，将动环压向弹簧后应能自动弹回来。

2、拆卸时注意事项a、在拆卸机械密封时要仔细，严禁动用手锤和扁铲，以免损坏密封元件。

可做一对钢丝勾子，在对自负盈亏方向伸入传动座缺口处，将密封装置拉出。

如果结垢拆卸不下时，应清洗干净后再进行拆卸。

b、如果在泵两端都用机械密封时，在装配，拆卸过程中互相照顾，防止顾此失彼。

c、对运行过的机械密封，凡有压盖松动使密封发生移动的情况，则动静环零件必须更换，不应重新上紧继续使用。

因为在之样楹动后，摩擦副原来运转轨迹会发生变动，接触面的密封性就很容易遭到破坏。

三、机封正常运行和维护问题：1、启动前的准备工作及注意事项a、全面检查机械密封，以及附属装置和管线安装是否齐全，是否符合技术要求。

b、机械密封启动前进行静压试验，检查机械密封是否有泄漏现象。

若泄漏较多，应查清原因设法消除。

如仍无效，则应拆卸检查并重新安装。

一般静压试验压力用2~3公斤/平方厘米。

密封技术基础知识真空密封真空联机密封性能取决于联接处的泄露和真空材料的放气。

对任何真空系统总希望漏、放气量与密封形式、密封材料、加工精度及装配质量等诸多因素有关，故在联接处总会存在一定的漏、放气量，因此可根据真空系统工作的性质，真空室工作工作应力的高低及其出口处抽气速度的大小提出要求。

真空系统中的压力在高于10-5Pa真空范围内广泛使用合成橡胶、环氧树脂和塑料。

当真空度提到压力10-7Pa的真空范围时，这些密封材料就不能用了，需要应用超高真空的密封材料如金或铜作垫圈，而真空壳体不能用软刚需要改用不锈钢。

超真空气体内的气体状态是动态平衡状态。

系统内的压力极限，一方面与泵的有效抽速有关，另一方面与来自真空壳体及其内部的零部件的气流量有关。

因虽有系统的有效抽速由于泵有结构尺寸和费用的原因，总存在实际限制。

所以，减少气流量就成为达到超高真空状态的基本设计目标，成为选择超高真空材料的主要准则。

作为真空系统内部用的材料，要求饱和蒸汽压低，为了减少慢性解吸和体出气，要求能耐450℃高温烘烤，而不降低机械强度和不发生化学和物理损伤。

作为真空系统壳体材料，要求能忽略气体渗透，承受得住大气压的压力，烘烤期间耐空气侵蚀和不发生漏气。

此外，要求选用材料，加工制作容易，价廉易得。

对于真空度低于10-7Pa的超高真空，虽然天然和合成橡胶是理想的密封圈材料，弹性好，装配成真空密封后法兰螺栓受力很小，而且可以多次重复使用。

但由于超高真空系统要求密封圈材料耐250℃烘烤，实际上可可供选用的几种橡胶材料都不能满足要求。

真空度更高（即压力更低）的超高真空，则必须采用金属密封。

9.1 真空用橡胶密封圈接触式真空动密封的结构，最常用的有下面几种类型：1）J型真空用橡胶密封。

J型真空用橡胶密封圈工作表面应平整光滑，不允许有气泡杂质、凹凸不平等缺陷。

2）O型真空用橡胶密封圈。

3）骨架型真空用橡胶密封圈4）真空用O形橡胶密封圈9.2真空用金属密封圈金属密封圈密封的可拆联接是超高真空系统中常用的联接形式。

O形圈基础知识一概述、概述11O 1.1 O形圈特点O 形圈是一种小截面的圆环形密封元件，常用截面是圆形。

主要材料为合成橡胶，在液压工程中是用的最多最普遍的一种密封件，主要做静密封及滑动密胶，在液压工程中是用的最多、最普遍的种密封件，主要做静密封及滑动密封用。

与其他密封件比有如下特点：a.密封性好，寿命长。

e.体积小，重量轻，成本低。

密封性好寿命长b.单圈就可对两个方向起密封作用。

c.对油液、温度和压力的适应性好。

低f.密封部位结构简单，拆装方便g.既可做静密封也可做动密封。

d.动摩擦阻力小。

h.尺寸和沟槽已被标准化，选用和外购方便。

其缺点是，在做动密封启动时，摩擦阻力较大，约为动摩擦力的3～4倍，在高压下易被挤入间隙在高压下易被挤入间隙。

1.2 表示方法121GB/T3452.11982的表示方法GB/T3452.1-1982内径d1×线径d2比如：1）O形圈20 × 2.4 GB3452.1-8220 代表O形圈内径为20mm2.4 代表O形圈的截面直径是2.4mmGB3452.1 代表的是标准号，82 代表的是标准公布年代。

2）24002000 GB3452.1-822400代表形圈的截面直径是242400 代表O形圈的截面直径是2.4mm 0200 代表O形圈内径为20mm1.2 表示方法122 GB/T3452.1-2005的表示方法比如（1）O形圈7.5×1.8G GB/T3452.1 ，7.5——内径1.8——断面直径G——系列（G—通用O形圈)系列通用圈（A—宇航用O形圈）（2）A0×0×7×5×G GB/T3452.1G GB/T34521A—O形圈线径1.80mm B—O形圈线径2.65mmC—O形圈线径355mm D—O形圈线径530mmC O形圈线径3.55mmD O形圈线径5.30mmE—O形圈线径7.30mm二、O形圈密封工作状态二2.1静密封用O形圈的作用O型密封圈是一种挤压型密封，挤压型密封的基本工作原理是依靠密封件发生弹性变形，在密封接触面上造成接触压力，接触压力大于被密封介质的内压，则不发生泄漏，反之则发生泄漏。

化工设备密封技术教学设计一、教学目标本教学设计旨在为化工专业学生提供密封技术的基础知识，并使其了解密封技术在化工设备中的应用、作用及其影响因素，掌握密封件的选型、安装、使用和维护等关键技术。

二、教学内容1.密封技术概述–密封概念及分类–密封件及其材料2.密封性能测试方法–互换环试验–压缩变形试验–波形密封试验3.密封技术在化工设备中的应用与作用–泵体密封–阀门密封–波纹管密封–搅拌器密封4.密封件选型–密封件的要求及选择方法–密封件的材料选用5.密封件安装和使用–安装前的准备工作–密封件的正确安装方法–密封件的使用注意事项6.密封件的维护–密封件的常见故障及原因–密封件的维修方法三、教学方法本课程采用“理论教学”与“实践教学”相结合的教学方法。

教师在课堂上介绍理论知识，通过课堂讲解、案例分析、教学视频等方式进行讲授。

同时，利用化工实验室进行实践教学，让学生通过实际操作来掌握密封技术的基本知识和技能。

四、教学评估教学评估主要包括两方面：学生自我评估和教师评估。

学生自我评估分为两个环节：自我学习评估和自我实践评估。

教师评估则采用考试、作业、实验报告等方式。

五、教学资源1.课程教材：《化工设备密封技术》2.教学视频：密封技术基础视频教程3.实验材料：泵体、阀门、波纹管、搅拌器等密封设备及其常用密封件。

六、教学进度安排教学内容学时数密封技术概述 2密封性能测试方法 3密封技术在化工设备中的应用与作用 2密封件选型 2密封件安装和使用 3密封件的维护 2实践教学8总计22七、教学成果经过本教学设计的学习与实践，化工专业的学生能够掌握密封技术的基本知识和技能，了解密封技术在化工设备中的应用及重要作用，并能够熟练进行密封件的选型、安装、使用和维护等关键技术，为以后化工设备工程项目的设计、制造、安装及后期维护打下坚实的基础。

紧固件与密封件基础知识一：紧固件的定义紧固件也称为标准件，是将两个或两个以上的零件紧固连接成为一个整体时所采用的一类机械零件的总称螺丝是紧固件的通用说法一一日常口语（一）．紧固件的种类：1，螺栓：由头部和螺杆（带有外螺纹的圆柱体）两部分组成的一类紧固件，需与螺母配合，用于紧固连接两个带有通孔的零件，这种连接形式称为螺栓连接。

如果把螺母从螺栓上旋下，就可以使两个零件分开，属于可拆卸连接。

按头部形状区分有六角头、梅花头、外六花、圆头（内六角、内六花）、方头等标注尺寸为有效长度，不包括头部位置2．螺柱：没有头部，两端均为外螺纹的一类紧固件。

连接时一端须旋入带内螺纹的零件中，可以起到定位作用，另一端穿过带通孔的零件再旋上螺母即可使两个零件连接成一体。

3．螺钉：也是由头部和螺杆两部分构成，按用途分为三类：a．连接用（有六角头，圆头（内六角、内六花）、平头、半圆头、沉头、头部形态有十字型、一字型、内六角（花）型等；b．定位用（紧定螺钉）；c．特殊螺钉（如吊环）4．螺母：内孔带螺纹，有六角形、圆形，方形等5．自攻螺钉6．木螺丝7．垫圈：平垫圈、弹簧垫圈8．卡环：用在轴槽或孔槽中，阻止轴或孔上零件轴向移动（二）．使用标准：1．中国国家标准（国标）：GB2．德国国家标准：DlN3．国际标准：lSO4．日本国家标准：JlS以上均为公制（毫米单位）5．美国国家标准（美制，单位英寸）ANSI6．英国国家标准（英制，单位英寸）：BS（三）．螺纹简述1．螺纹一一在圆柱或圆锥母体表面上制出螺旋线形、具有特定截面的连续凸起部分2．螺纹的种类：a．按表面形状分圆柱螺纹、圆锥螺纹b．按位置分内螺纹、外螺纹c．按牙型分三角形螺纹（用于连接）；矩形螺纹、梯形螺纹、锯齿形螺纹（用于传动）d．按螺旋线方向分左旋右旋（正反牙）e．按螺旋线数量分单线螺纹、双线及多线螺纹，连接多用单线螺纹，其他用于传动f．按牙的大小分粗牙和细牙螺纹3．螺纹五要素：内外螺纹连接时，螺纹的要素必须一致才能顺利连接，螺纹的结构要素具体包含a．牙形（螺纹的表面形状）b．直径（公称尺寸）c．线数（同一圆柱或圆锥表面上螺纹的条数）d．螺距（相邻两牙的轴向距离）e．旋向（左旋、右旋）（四）．紧固件的强度（机械性能）等级a．性能等级标记：公制螺拴由两部分数字组成，第一个数字表示公称抗拉强度韵百分之一；第二个数字表示公称屈服点的十倍；这两个数字的乘积为公称屈服点的十分之一常用性能等级4．8级、8．8级、10．9级、12．9级英制螺栓的强度等级一般用对称放射分布的太阳线表示，线条数六条及以上的为高强度螺栓（相当于10．9级）b．螺栓性能等级标识的含义：例如4．8级的普通螺栓的含义是：1．螺栓材质的抗拉强度为400Mpa；2．螺栓材质的屈强比值为0．8；3．螺栓材质的公称屈服强度为400x0．8=320Mpa级c．高强度螺栓的区分及含义：8．8级及以上等级的螺栓称为高强度螺栓，可用在比较重要的位置上，有些部位的螺栓有特殊要求，不可用普通螺栓替代使用。