高压高速机械密封结构汇总.
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机械密封的基本结构,工作原理和常见形式一.基本原件,结构1.端面密封副(静、动环)端面密封副的作用是使密封面紧密贴合,防止介质泄漏。
它要求静、动环具有良好的耐磨性,动环可以轴向灵活地移动,自动补偿密封面磨损,使之与静环良好地贴合;静环具有浮动性,起缓冲作用。
为此密封面要求有良好的加工质量,保证密封副有良好的贴合性能。
2.弹性元件(弹簧、波纹管、隔膜)它主要起预紧、补偿和缓冲的作用,要求始终保持足够的弹性来克服辅助密封和传动件的摩擦和动环等的惯性,保证端面密封副良好的贴合和动环的追随性,材料要求耐腐蚀、耐疲劳。
3.辅助密封(& 形圈、. 形圈、/ 形圈、楔形圈和异形圈)它主要起静环和动环的密封作用,同时也起到浮动和缓冲作用。
要求静环的密封元件能保证静环与压盖之间的密封性和静环有一定的浮动性,动环的密封元件能保证动环与轴或轴套之间的密封性和动环的浮动性。
材料要求耐热、耐寒并能与介质相容。
4.传动件(传动销、传动环、传动座、传动键、传动突耳或牙嵌式联结器)它起到将轴的转矩传给动环的作用。
材料要求耐磨和耐腐蚀。
5.紧固件(紧定螺钉、弹簧座、压盖、组装套、轴套)它起到静、动环的定位、紧固的作用。
要求轴向定位正确,保证一定的弹簧压缩量,使密封副的密封面处于正确的位置并保持良好的贴合。
同时要求拆装方便、容易就位、能重复利用。
与辅助密封配合处,安装密封圈要有导向倒角和压弹量,应特别注意动环辅助密封件与轴套配合处要求耐磨损和耐腐蚀,有必要时与轴套配合处可采用硬面覆层。
6.防转件(防转销)它起到防止静环转动和脱出的作用。
要求有足够的长度,防止静环在负压下脱出,并要求正确定位,防止静环随动环旋转。
材料上要求耐腐蚀,在必要时中间可加四氟乙烯套,以免损坏碳石墨静环。
二.工作原理,基本动作机械密封是由一对或者数对动环与静环组成的平面摩擦副构成的密封装置。
依靠弹性构件和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面,产生适当的压紧力,使这两个端面紧密贴合,密封端面之间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。
机械密封结构型式详解随着科学技术和生产的发展,流体机械和流体工程的应用范围不断扩大,高温密封、纸温密封、超低温、强腐蚀、易燃、易爆、有毒、放射性介质、高压密封、高真空密封以及含各种杂质等悬浮颗粒介质的密封也都应运而生。
保证密封的可靠性和使用寿命,是当前密封研究、设计制造、使用等各方面最重要的课题之一。
密封的功能是阻止泄漏。
起密封作用的零部件称为密封件,简称为密封。
较复杂的密封,尤其是带有附属系统的,则称为密封装置。
流体密封包括流体静密封和流体动密封。
相对静止结合面(即密封面)间的密封称为静密封;相对运动的结合面的密封称为动密封。
对流体机械和流体工程而言,密封是不可缺少的零部件,在众多机器设备中,虽然密封一般只占整个机器较小的比重,但往往直接决定了整台甚至整套设备的安全性、可靠性和耐久性。
从而成为评价诸多机械产品质量的一个重要指标。
尤其在石化等工业中,输送、处理和储存的流体许多是具有易燃、易爆、腐蚀和有毒类的介质,一旦密封出现故障,甚至失效现象,后果是严重的,轻则影响产品质量、污染环境,危及周围人员的健康,严重时会导致火灾、爆炸、人员伤亡甚至大面积、长时间的生态环境恶化,前苏联切尔诺利核电站核燃料泄漏而造成极为严重的事故,就是教训深刻的事例。
此外,对于核电站的循环泵,高压聚乙烯中的高压压缩机,聚丙燃中的反应釜等设备,其中的密封则属于决定性的技术。
密封还直接关系到物质和能源的节约。
在全部能源消耗中各种动力机械和流体机械所占的比重最大。
而这些机械由于存在着内漏和外漏,致使容积效率往往很低,其损失可达到总功率的10%以上,小型机器甚至出现40~50%的情况。
某些密封装置本身的摩擦功率消耗也不小。
如活塞环的摩擦损失占整台发动机摩擦损失的2/3。
离心叶轮密封消耗的功率可能达到总的轴功率的1/3。
至于改进密封,杜绝跑、冒、滴、漏,减少物料损失。
则是直接的效益。
如炼油厂用的油泵使用填料密封时,每台泵年漏油量约10m3,现推广使用机械密封,年漏油量降至0.1m3以下,以1000台泵计每年节油就近1000m3,若各类流体机械都采用恰当或先进的密封技术,在节约物质和节约能源方面的效益将是十分可观的。
机械密封结构原理及失效分析1 机械密封的基本原理机械密封依靠弹性元件提供弹力,克服补偿环辅助密封圈与轴之间的摩擦力,使补偿环紧密地贴合在非补偿环的端面,形成密封端面初始闭合力,当主机充满压力介质并开始工作时,可使密封端面产生闭合力,从而使密封端面达到合理的比压,实现流体的密封。
2机械密封的基本结构由补偿环、补偿环辅助密封圈、弹性元件、传动件、弹簧座、紧固件等组成的补偿组件,以及由非补偿环、非补偿静环辅助密封圈等组成的非补偿组件,共同组成一套完整的机械密封。
1)典型的旋转式(见图1)和静止式(见图)2)机械密封基本结构构成典型的旋转式机械密封的基本元件有:摩擦副(补偿环4、非补偿环3)、辅助密封圈(O形圈2、5)、传动件(推环6)、弹性元件(弹簧7)、弹簧座8、紧固件(紧定螺钉9)、防转销1及密封端盖11和密封腔10组成。
图1 机械密封基本结构(旋转式)1-防转销2-非补偿环辅助密封圈3—非补偿环(静环)4—补偿环(动环) 5-补偿环辅助密封圈6-传动件7-弹簧8—弹簧座 9—紧定螺钉10—密封腔11—密封端盖图2 机械密封基本结构(静止式)1-弹簧座2-防转套3-弹簧4-推环5-补偿环辅助密封圈6-补偿环(静环) 7—卡环8—非补偿环(动环)9—非补偿环辅助密封圈10—密封腔11—密封端盖12—密封压盖2)机械密封主要泄漏途径当密封腔内充满有压的被密封介质时,由图1所示机械密封的泄漏点主要有4处:泄漏点1:密封摩擦副端面处,称为主密封,是决定密封性能及寿命的关键密封点,据统计大约有80%以上的密封泄漏都是由此造成的。
泄漏点2:位于密封静环与压盖之间。
泄漏点3:位于密封动环与轴(或轴套)之间,称为机械密封的辅助密封,主要形式有:O形圈、V 形圈、矩形圈等。
工作时辅助密封基本无相对运动,属相对静止的密封,但动环辅助密封圈对机械密封的追随性起着关键作用。
泄漏点4:位于密封腔与压盖之间的静密封,狭义讲不属于机械密封零件,主要形式有:O形圈、垫片等。