机械密封辅助系统分解
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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。
密封辅助系统安装使用说明一、A PI PLAN 21方案规定:本方案主要用于温度较高的介质。
高温冲洗液从泵出口经过孔板管路(压差小时可不加孔板)经换热器冷却降温后通向密封腔,液流进入密封腔中邻近密封面的地方,对密封端面进行润滑、冷却,液流通过密封后返回进入泵中,同时将密封腔中空气或蒸汽排出。
见图API方案21。
方案类型:换热冲洗循环API方案21是用于阻封高温介质密封的一种必需的配置。
到达密封腔的冲洗液应是清洁的、密封可以长期承受的温度。
如介质含有颗粒等杂质,可在孔板前面的管路中加装API方案12或31。
即API方案22或41冲洗液:泵自身的输送介质适用温度:泵送介质温度>150℃适用压力差:1、泵吐出口压力高于入口0.35MPa。
2、对于现在泵用机械密封工作压力在2MPa以下,压力变化不大而又较为准确的情况下冲洗压力比密封腔内的压力大0.05~0.20MPa,压力变化较大时其差值可取0.1~0.2Mpa。
适用密封布置:●单端面密封结构。
●串联式密封结构的主密封。
CHR2.5型机械密封用换热器主要用于输送温度超过80℃以上的介质工况,作用是将流程介质冷却后送回密封腔,使密封腔内部温度降到80℃以下,以保证密封工作在合适温度范围内,同时也可做其它流体的热交换器使用。
外形及连接尺寸见下图型号换热面积(m2)管程压力(MPa)壳程压力(MPa)使用温度(℃)CHR2.5 0.25 6.3 0.3 200方案应用:1、冲洗液引自压力高于密封室部位(如泵吐出端),通过孔板,经过换热器管路系统到达密封压盖冲洗孔,进入密封中,完成对密封端面的冲洗。
可通过观察温度计,选择合适的孔板孔径,调节通过换热器中冷却水流量,达到控制冲洗液流量、温度在一个合适的范围内。
1-1、API方案21流程起始部分通常焊于泵吐出端,经过一个焊接连接的阀门后加孔板。
孔板用于限制密封的冲洗循环速率。
所有孔板的最小孔径尺寸应大于3mm,应由奥氏体不锈钢制造,当需要比单个孔板带来更大的压力降时,应使用多个孔板串联布置,且各孔板间隔最小相距150mm。
机械密封辅助系统介绍API 682:2004yoyo_i整理API 682:2004美国石油协会技术标准:离心旋转泵用轴封系统的附录G编入的是已经应用在工业上的标准冲洗布置和辅助硬件的图纸。
虽然API 682:2004未引入这类布置图纸的全部,但经过买方的同意,他们可以用于特殊情况。
API682 2004:冲洗方案01a)管道和仪表流程图b)密封腔细部图图注:1、进口2、急冷接口/排液接口(Q/D)3、密封腔从泵的出口到密封的完整循环过程,只推荐应用洁净的工作介质。
方案01 :除了冲洗液冲叶轮后部靠近出口的部位直接引入密封腔以外,方案01与方案11非常相似。
这种冲洗方案仅适用清洁流体。
冲洗方案 1 常用于常温下,且被输送流体非常粘稠或容易固化的情况下,以防止流体在冲洗管内凝固。
对于方案1,要特别注意再循环量的供应要充分满足密封操作条件。
a)管道和仪表流程图b)密封腔细部图图注:1、备日后接循环液体用的堵头接口2、放气口(如果需要)3、加热/冷却进口(HI或CL),加热/冷却出口(HO/CO)4、冲洗口/排液口(Q/D)5、密封腔卧式泵优先采用放气布置。
方案02 :用于无冲洗流体循环,密封腔一端封闭的情况下,一般用于化工行业中的密封腔压力和温度较低的情况下。
通常,这种冲洗方案采用锥形密封腔以改进流体的流动形式。
这种方案通常用于被输送的介质比较清洁,以防止由于旋涡的作用对密封法兰盘、密封腔或密封部件产生侵蚀作用。
同时也要考虑被密封介质的闪蒸敏感性以避免在密封腔中或密封端面产生闪蒸。
这种冲洗方案也可以用于温度较低的、清洁的、比热较高的流体(水),且泵的转速一般不高。
当采用方案02时,要仔细计算输送介质汽化的温度裕量。
a)管道和仪表流程图b)密封腔细部图图注:1、来自泵的出口2、冲洗接口(F)3、急冷接口/排液口(Q/D)4、密封腔从泵的出口通过限流孔板道密封的循环过程。
冲洗液进入密封腔靠近机械密封端面处冲洗端面,然后穿过密封腔回流到泵。
机械密封辅助系统方案机械密封辅助系统方案PLAN01 从泵盖压力侧引出,至密封腔的内部循环推荐用于清洁、有保温要求的液体,不适用于立式泵PLAN02 无冲洗液循环的封死的密封腔通常用锥形密封腔解决颗粒堆积和散热,不适用于立式泵PLAN11 从泵出口引出,经孔板至密封,冲洗密封推荐用于低粘度、温度低于80 ℃的清洁液体,不适用于立式泵端面后进入泵腔PLAN13 从密封腔引出,经过孔板至泵进口在密封腔压力同泵出口压力接近,腔内液体循环难以形成时使用,通常用于立式泵PLAN21 从泵出口引出,经孔板和冷却器至密封换热负荷较大,不推荐用于介质温度高于160 ℃的工况腔,冲洗密封端面后进入泵腔PLAN23 循环液通过一泵送环从密封腔引出,经冷为局部循环换热,换热负荷远小于PLAN21 系统,可以替代PLAN21 系统。
推荐用却器返回密封腔于高温介质工况PLAN31 适用于固体颗粒质量分数小于1.5 %、颗粒密度高于介质密度2 倍的工况从泵出口引出,经旋液分离器,清洁液自上部流出,进入密封腔。
含有颗粒的液体从下部流出,返回泵进口PLAN32 外供冲洗液注入密封腔,冲洗密封适用于含有固体颗粒或污染物的场合。
选择冲洗液时应考虑冲洗液不能污染介质,冲洗液消耗量较大PLAN41 从泵出口引出,经旋液分离器,清洁液自适用于介质温度低于160 ℃、固体颗粒质量分数小于 1.5%及颗粒密度高于介质密上部流出,经冷却器进入密封腔。
含有颗粒度2倍的工况的液体从下部流出,返回泵进口PLAN52 通过外部储液器向无压双重密封串联密通常用于无压双重密封,用于对轴封系统有较高可靠性要求的场合。
无压双重密封封提供缓冲液。
正常运行时由泵送环维持的内侧密封为第一道密封,相当于一个内装式密封。
第二道密封腔内注满来自缓冲罐循环。
缓冲液压力低于密封腔内液体的压的液体。
内侧密封或第二道密封失效均会报警。
也可用于泵送介质压力较高而单级力密封无法满足要求的工况。