波纹管密封(流体机械)

外装式波纹管密封介绍
这是一种机械端面密封.
机械端面密封是一种轴向端面密封，简称机械密封，又称端面密封，是常用的旋转轴密封。

与其它形式的密封（如压盖软填料密封）相比，具有泄漏量低、摩擦磨损小、使用寿命长、工作可靠、不需日常维护等一系列优点。

因此在现代工业生产中得到了广泛的应用，特别是机泵设备中应用更加普遍，重要场合85%以上机泵使用了机械端面密封。

此外，机械端面密封在许多高压、高温、高速、易燃、易爆和腐蚀性介质等工况下也取得了较好的使用效果。

机械密封的密封面是用硬质合金或陶瓷制成，与泵的其它过流部件一样具有耐腐蚀性，机械密封与采用填料密封相比较，具有密封性能好，寿命长，承受压力大，减少能源损耗和环境污染等优点。

其作用是防止空气吸入泵内和液体过多地沿轴流出。

机械密封分为内装式密封和外装式密封.
外装式密封是指机械密封安装在密封腔外，当介质腐蚀性极强时，且又不想考虑用有压双重密封时，才考虑选用外装式机械密封。

焊接金属波纹管机械密封简介作者：杨书红来源：《中国科技博览》2012年第32期[摘要]：焊接金属波纹管机械密封是近30年来发展较快的一种新型机械密封。

因其结构形式和选用材料的特殊性，可适用于较广泛的温度范围（-117℃―426℃），及各种酸、碱、盐介质中，可广泛应用于各种工矿企业及生产生活领域，可大大提高各种泵类设备运行的稳定性，降低工人的劳动强度，具有较高的经济效益及社会效益。

[关键词]：金属波纹管机械密封结构性能效果中图分类号：C912 文献标识码：C 文章编号：1009-914X（2012）32- 0008 -01一、前言焊接金属波纹管机械密封是近30年来发展较快的一种新型机械密封。

因其结构形式和选用材料的特殊性，其应用范围越来越广。

随着国民经济的发展，特别是我国石油化工的生产能力及技术水平的发展，对轴封的要求越来越严格，使用参数也越来越高。

焊接金属波纹管可以选择沉淀硬化型不锈钢，高温镍基材料和铬镍型耐蚀材料等制造，因此焊接金属波纹管可适用于较广泛的温度范围（-117℃―426℃），及各种酸、碱、盐介质中。

与普通机械密封相比其使用寿命也得到大大提高，因此其具有较高的性能价格比。

二、结构型式：I型密封：内装式，波纹管组件为旋转型，辅助密封为O型圈，见图1。

Ⅱ型密封：内装式：波纹管组件为旋转型，辅助密封为柔性石墨，见图2。

Ⅲ型密封：内装式：波纹管组件为静止型，辅助密封为O型圈，见图3。

4、Ⅳ型密封：内装式：波纹管组件为静止型，辅助密封为柔性石墨，见图4。

三、适用范围1、轴径：∮20mm-∮120mm 。

2、密封腔温度：-40℃～400℃。

3、密封腔压力：单片波纹管≦2.2MPa；双片波纹管≦4.2MPa 。

4、速度：旋转型端面平均线速度≦25m/s；静止型端面平均线速度≦50m/s 。

5、介质：水、油、溶剂类及一般腐蚀性液体。

四、性能特点一般的机械密封（推环式）中弹簧的作用是维持摩擦面的接触与力的均衡。

机械密封压缩量的测量及其调整通过对密封失效原因进行分析，发现压缩量是造成密封失效至关重要的参数之一，文中阐述了计算压缩量的简易公式，优化了以往压缩量测量复杂且易发生计算错误的方法，对从事专业工程技术的人员来说有一定的参考价值。

机械密封(又称端面密封)是流体机械和动力机械中不可缺少的零部件。

它对整台机器设备、整套装置、甚至对整个工厂的安全生产影响都很大。

而压缩量是机械密封中的一个参数，机械密封上可被压缩的就只有弹簧(波纹管)和O圈了。

显然，机械密封压缩量就是指的是弹簧(波纹管)的压缩量。

弹簧(波纹管)压力的主要作用是保证主机在起动、停车或介质波动时，使密封端面能紧密接合。

显然，弹簧(波纹管)压力过小，难以起到上述作用。

弹簧(波纹管)压力过大，造成端面比压(P)大;由公式Q=fPV/J可知，P增大，端面磨擦热Q增大，磨擦副环温度升高，当温升超过所用材料强度限时，就会发生磨擦副环的热强度破坏。

同时，副环的温升还会使端面间的液膜沸腾和蒸发，从而造成密封端面干磨擦，使密封很快失效。

又由公式△=K1·P·V·t 和μ=K1·Pm·Vn可知P增大，使粘着磨损率△、磨粒磨损率μ增大，造成密封失效。

可见压缩量的测量和调整是关系到机械密封使用寿命和密封性能的一个最直接且至关重要的因素。

例如，黑龙江某厂使用的150YII-75B型泵，采用GY55机械密封，组装投运约半个月就发生泄漏超标现象，拆装几次后发现树脂静环磨损严重。

究其原因，是由于原套密封安装后压缩量偏大造成端面比压(P)增大。

这种情况不仅缩短机封寿命期，而且影响了工厂的安全生产。

近几十年来，机械密封技术有了很大的发展，种类繁多，在实际工作中，我们面对各种型式密封，往往会感到压缩量的测量复杂，难以掌握，以至于在测量过程中发生计算错误，而这种计算错误将会直接造成跑冒滴漏故障。

所以，通过压缩量的测量和调整，将密封端面比压(P)控制在适宜范围是关系到机械密封使用寿命和密封性的一个直接且至关重要的因素。

波纹管密封性试验仪试验方法
波纹管密封性试验仪
一、简介：
本机根据中华人民共和国交通运输部JT/T529-2016《预应力混凝土桥梁用波纹管》规范技术要求研发生产，用以测定多种型号波纹管的密封性能。

配置真空泵和数字负压传感器，和各种锥形胶塞及***加持工作台。

二、技术参数
真空泵功率： 2.2kw
电压： 220/380 AC
负压精度： 0.01 KPa
整机重量 : 130 kg
触屏： 10.1 寸
***工作台外形： 1000*700*450 mm（长*高*宽）
控制柜外形： 350*1200*450 （长*高*宽）
支持试件规格： 50-60-75-90-100-115-130 型波纹
三、试验方法：
将两根波纹管管节，管节接头和连接头安装好置于***工作。

两端用合适规格锥形胶塞密封。

然后丝杠对胶塞施加一定力值使锥形胶塞
密封可靠。

管节接头排气孔连接真空管。

启动真空泵测定真空度。

真空度不大于-0.07mp即为合格。

四、控制界面功能：
1：实时显示负压曲线（每秒刷新一次连续记录2小时）
2：仿真负压表显示，方便观察。

3：真空泵启停抽气动画指示，操作更直观。

4：同步计时，启动即开始计时。

（0-9999s）
5：RTC时钟功能
6：无机械按键—触控操作。

单端面波纹管式机械密封一、波纹管式机械密封的工作原理波纹管式机械密封是通过波纹管的弹性变形实现密封效果的。

波纹管是一种薄壁的金属管，其特点是具有很强的弹性和变形能力。

当波纹管受到外力作用时，其内外壁产生相对的位移，从而形成对旋转轴的密封作用。

波纹管式机械密封的结构主要包括波纹管、固定环、活动环、填料、端面密封环等部件。

波纹管通过活动环连接在轴上，填料填充在波纹管内外壁之间，端面密封环安装在波纹管末端，用于防止填料流出。

波纹管式机械密封的工作原理可以简单地分为两种情况：当轴相对于静环产生轴向位移时，填料将填充在波纹管内外壁之间形成密封作用；当轴相对于静环产生旋转运动时，填充在波纹管内外壁之间的填料不断受到环的挤压作用，从而形成有效的密封。

二、波纹管式机械密封的结构和特点1. 结构简单、便于安装和维护波纹管式机械密封由少量的零件组成，安装和维护都非常方便。

一般情况下，波纹管式机械密封只需要在轴上安装好波纹管和静环，然后通过螺丝固定即可，不需要进行繁琐的调整工作。

同时，波纹管式机械密封没有传统机械密封中的弹簧、密封面垫片等易损部件，因此使用寿命较长，减少了维护成本。

2. 密封性能好，适用范围广波纹管式机械密封的波纹管结构决定了其具有很好的密封性能。

波纹管的弹性变形能力使得密封在高温、高压、低温、低压等环境下依然可以保持良好的密封效果。

因此，波纹管式机械密封适用于各种工况下的旋转轴密封需求，如泵、压缩机、搅拌器、离心机等设备中都能得到广泛应用。

3. 抗干扰性能好波纹管式机械密封由于没有弹簧、密封面垫片等易受到外界干扰的部件，因此抗干扰性能较好。

对于振动、冲击、轴偏移等干扰因素能够有较好的稳定性。

4. 耐磨损，使用寿命长波纹管式机械密封的波纹管具有极其耐磨损的特性，因此使用寿命相对较长。

波纹管的弹性变形保证了其在工作时不易产生塑性变形，同时波纹管的表面经过特殊处理，具有较好的耐磨性。

三、波纹管式机械密封的应用范围和发展趋势波纹管式机械密封作为一种高性能、高可靠性的旋转轴密封装置，已经得到了广泛的应用。

波纹管机械密封夏广友(大庆油田天然气分公司) 随着科技的进步,高科技波纹管机械密封产品得到研制和开发。

波纹管机械密封采用新型结构及密封材料,密封效果良好,比传统旋转式密封有更突出的特点,在油气生产设备上得到了广泛的应用。

11波纹管机械密封的优点波纹管机械密封原理与旋转式机械密封原理基本相同,称为端面密封,所不同的是,波纹管机械密封比旋转式密封有更突出的优点,表现为:①结构简单,安装方便,适应性强,静止环具有浮动性;②浮环结构设计,消除镶装环的各种应力;③旋转环易于更换、修复;④结构紧凑,适用于螺杆泵轴向较小的场合;⑤旋转环、静止环法兰连接、动泄漏点少。

应用中有如下特点:①密封可靠,在较长时间使用中不会泄漏;②使用寿命长,静环和动环高耐磨材料和一定的比压,它比旋转式密封多用半年;③摩擦功率损失小;④适用范围广,能用于低温、高温、高压、各种转速及各种耐腐蚀、易燃、易爆、有毒介质的密封;⑤弹簧强度大,抗震能力强,稳定性好。

波纹管弹簧与旋转式弹簧优缺点比较见表1。

表1　波纹管弹簧与旋转式弹簧优缺点比较影响因素波纹管弹簧旋转式弹簧比压均匀性端面上弹簧比压均匀,端面上弹簧比压不均匀摩擦副摩擦副接触面积大,对中性好摩擦副接触面积小,对中性差调整弹簧力弹簧力调整范围大,有利于调节弹簧力弹簧力调整范围小,不利于调节弹簧力结构尺寸结构紧凑,尺寸小结构尺寸大性能加工精密,性能好加工精度低,性能较差, 21机械密封的选择及常用材料波纹管机械密封种类型号较多,按有无轴套分为集装式机械密封和非集装式机械密封两种,按密封结构型式分为两种:一种是动环采用波纹管组件;一种是静环采用波纹管组件。

一般的选择方法为:①根据输送介质的性质和操作条件选择机械密封;②根据泵规格型号来选择机械密封;③根据端面的比压和端面的相对运动速度来选择机械密封。

就材料而言,波纹管用镍铬不锈钢、镍铬钼合金、高镍合金钢,具有硬度高、强度高、耐磨性能高、耐腐蚀、耐高温、热膨胀系数小等优点。

机械密封简述一、机械密封定义机械密封（端面密封）是一种用来解决旋转轴与机体之间密封的装置。

它是由至少一对垂直于旋转轴线的端面的流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用及辅助密封的配合下保持贴合下并相对滑动而构成防止流体泄漏的装置，常用于泵、压缩机、反应搅拌釜等旋转式流体机械，也用于齿轮箱、船舶尾轴等密封。

因此，机械密封是一种通用的轴封装置。

机械密封结构多种多样，最常用的机械密封结构是端面密封。

端面密封的静环、动环组成一对摩擦副，摩擦副的作用是防止介质泄漏。

它要求静环、动环，具有良好的耐磨性，动环可以在轴向灵活的移动，自动补偿密封面磨损，使之与静环良好的贴合；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。

构成机械密封的基本元件有静环、动环、压盖、推环、弹簧、定位环、轴套、动环密封圈、静环密封圈轴套密封圈等。

弹性元件（弹簧、波纹管）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。

辅助密封（O形圈、V形圈、U 形圈、楔形圈和异形圈等）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，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。

材料要求耐热等。

1、基本结构1）端面密封摩擦副2）缓冲补赏和压紧机构3）辅助密封（二级密封挠性元件）4）传动机构2、基本密封点1）端面主密封点2）静环与端盖辅助密封点3）动环与轴（轴套）辅助密封点4）端盖与泵体连接密封点二、机械密封的优缺点1、优点（1）结构可靠，泄漏量可以限制到很少，只要主密封面的表面粗糙度和平直度能保证达到要求，只要材料耐磨性好，机械密封可以达到很少泄漏量，甚至肉眼看不见泄漏。

（2）寿命长。

在机械密封中，主要磨损部分是密封摩擦副端面，因为密封端面的磨损量在正常工作条件下不大，一般可以连续使用1～2年，特殊场合下也有用到5～10年。

机械密封的故障分析一、为什么要开展对机械密封的故障分析国内外的统计表明，机械密封故障占离心泵故障的50%~70%。

机械密封故障中老化性故障仅占总数的10%~30%，绝大部分故降属事故性故障。

事故性故障是我们分析研究故障的对象。

事故性故障是指一个或几个密封零件没达到预计的使用寿命便丧失了功能，泄漏量超过了允许值。

需经维修处理，密封性能得到恢复。

显然，离心泵的维修工作重点是抓好机械密封的维修。

经过长期的实践，人们得出结论:流体机械的可靠性，主要取决于密封的可靠性。

提高密封的可靠性，.便可大大减少离心泵的故障率，延长设备使用寿命，提高设备的利用率，维修费用和生产成本均可下降，有利于生产的长期运行，经济效益和社会效益都是显著的。

如何减少故障的发生是个重要的课题。

而故障分析是技术改进和减少故障的一种行之有效的科学手段。

通过对故障现象和磨损痕迹的分析和研究，找出故障的原因，再做特定的改进，使其日趋完善。

因此有人说一切改进来自故障分析，故障分析是技术进步的阶梯。

我们要很好地利用故障分析这一工具，借以提高我国的机械密封技术水平。

二、进行故障分析需做好哪些基础工作首先要了解“问答183”中所列的各项内容。

此外还要了解密封的结构型式(如平衡型还是非平衡型)、轴径、各零件的材料和制造厂，密封腔中的压力和温度、采取何种冷却方式、有无冲洗及冲洗的方式、有无过滤器，安装和使用时何及寿命、安装者和操作员的技术水平等。

三、怎样进行故障分析1)进行故障分析的人员要具备两个条件:一是有一定的基础知识;二是有丰富的实践经验。

此外，还要热爱本职工作，深入现场实际亲自开展故障分析，不能道听途说。

还要将密封的故障分析和机泵维修工作结合起来，不能将两者割裂开，只有这样才能收到良好的效果。

2)做好机泵维修和故障分析的记录。

至少应建立机泵运行台帐、机泵维修台帐和密封故障登记等记录表。

按时准确地记录机泵运行和维修情况以及密封失效现象、失效部位，失效时间及寿命、磨损情况、原因分析和改进措施等。

波纹管密封原理波纹管密封原理密封的重要性•在许多工业领域，确保设备运行时的密封性是至关重要的。

•实现良好的密封可以防止物质泄漏和外部杂质进入，确保设备的可靠性和持续高效的运行。

波纹管密封原理的基本概念•波纹管密封是一种常用的密封方式，广泛应用于管道、阀门、压力容器等设备中。

•波纹管是由多层金属薄片叠压而成，形成波纹状的结构。

•波纹管在受到压力作用时，可以通过弹性变形实现自适应密封，以保持良好的密封性能。

波纹管密封原理的详细解释•波纹管由于其特殊的结构，在受到外部压力时能够发生形变，从而实现密封。

•当内部介质的压力增加时，波纹管会发生径向膨胀和轴向伸长，从而有效地抵抗内部介质的泄漏。

•同样地，当内部压力减小时，波纹管会恢复其原始形状，从而保持密封状态。

•波纹管密封原理的基本要点是充分利用波纹管的弹性变形能力来适应介质压力的变化，以实现可靠的密封效果。

波纹管密封的优势•波纹管密封具有以下几个优势：1.弹性适应性：波纹管可以根据介质压力的变化，主动调整形状以保持稳定的压力密封效果。

2.耐腐蚀性：由于波纹管通常采用耐腐蚀材料制成，因此具有较高的耐腐蚀性能，适用于各种腐蚀介质的密封。

3.耐高温性：波纹管密封可用于高温工况下，能够承受较高的工作温度。

4.安装维修方便：波纹管密封结构简单，安装和维修方便，减少了生产成本和维护成本。

波纹管密封在工业中的应用•波纹管密封广泛应用于以下设备中：–管道系统：用于输送液体或气体的管道系统中，波纹管密封适合管道连接处的密封。

–阀门：阀门的开闭部件通常采用波纹管密封，确保阀门关闭时的零泄漏。

–压力容器：在压力容器中，波纹管密封可实现压力的可靠密封。

结论•波纹管密封是一种可靠且经济的密封方式，通过利用波纹管的弹性变形能力，实现了在不同压力下的自适应密封效果。

•在工业领域，掌握和运用波纹管密封原理，可以提高设备的可靠性和安全性，降低运维成本，推动产业的可持续发展。

波纹管密封的设计考虑因素•波纹管密封的设计需要考虑以下因素：1.弹性变形能力：波纹管的材料选择和设计结构应具备足够的弹性，以适应介质压力的变化。

波纹管机械密封的应用作者：刘宗虎来源：《山东工业技术》2015年第11期摘要：本文介绍了波纹管在机械密封中起着弹性元件和辅助密封元件的作用，波纹管机械密封易实现平衡型，不存在轴套带台阶而引起结构复杂，装配要求高的缺点，它可以不改变轴套结构，只需要在软环（石墨环）端面上按设计要求在较大范围内自由变动，即可实现所要求的平衡程度，从而大大降低了端面比压，减少端面磨损，延长密封使用寿命。

波纹管机械密封在化工、炼油厂常减压装置热油泵上的应用经验，并提出一些有价值的关于波纹管机械密封端面比压及波纹管密封PV值设计理念，如何保证密封稳定可靠的工作，提高使用其寿命及可靠性。

关键词：波纹管机械密封；高温热油泵；密封端面比压；密封PV值0 前言焊接金属波纹管机械密封（以下简称波纹管机械密封）是由焊接金属波纹管组件（包括前后环、焊接波片）、动环和静环、格兰、轴套及轴套辅助密封圈组成，一个摩擦副相对于另一个摩擦副转动，阻止液体或其它介质泄漏的一种装置。

由于波纹管本身不与轴套（轴）接触，不存在辅助密封圈，所以在轴套上不可能出现磨痕和腐蚀斑点，并且也不存在因介质沉淀结焦而糊死密封圈及密封圈在高温下老化，失去弹性等缺陷，从而提高了密封的浮动性和可靠性，这一点对高温工况尤为重要。

它主要应用于石油、化工等行业高温泵密封及其它非腐蚀性介质的密封。

波纹管机械密封，具有泄漏点少，抗震能力强，而且还具有良好的轴向和角向浮动性，这样就保证了密封可靠的贴合，显著地提高了密封能力，即密封结构补偿性能好。

波纹管组件在介质压力作用下，对密封端面产生轴向压力，以致使密封端面始终保持良好的接触，可靠地工作，因此具有短暂的抗抽空能力，这样对操作工艺条件的变化具有很好地适应能力。

波纹管机械密封结构简单，尺寸紧凑，除摩擦副外，再也没有其它易损零件，对于轴套的加工精度大大降低，密封结构更易简化，同时大大降低密封的制造、安装的技术要求，使波纹管机械密封使用范围扩大到了高温的工况。

专利名称：一种锅炉给水泵用波纹管机械密封专利类型：实用新型专利
发明人：李一雄,崔德容
申请号：CN200620042487.0
申请日：20060607
公开号：CN200949547Y
公开日：
20070919
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种锅炉给水泵用波纹管机械密封，是用焊接的金属波纹管1作为补偿元件制成的，金属波纹管1是由一组金属波片2经焊接构成的，金属波片2的宽度、厚度、层数以及焊接后金属波纹管1的波数和高度可视波纹管机械密封7的实际工作要求而设计或调整。

金属波片2具有弹性，可用不锈钢制成；金属波片2焊接成的金属波纹管1可在500℃以下的温度环境下工作。

较之锅炉给水泵用弹簧式机械密封，本实用新型具有更好的浮动性，周向弹力均匀性及密封效果更好，工作稳定性大大提高，使用寿命更长。

申请人：上海乐合流体机械有限公司
地址：200444 上海市宝山城市工业园区丰翔路1469号
国籍：CN
代理机构：上海翼胜专利商标事务所
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