非接触式机械密封技术
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油封密封及工作原理油封是机械密封的一种形式,其主要作用是防止液体或气体从机械系统中泄漏或外部杂质进入机械系统中。
油封的广泛应用范围包括汽车、工厂生产设备、机械工具、豪华游艇等。
本文将介绍油封密封及其工作原理。
油封的种类现代油封通常是由多种材料组成的,包括弹簧、密封唇、压实部件、壳体和可调节部件等。
根据用途和应用要求的不同,油封可以分为以下几类。
机械式油封:机械式油封的优点是结构简单、操作方便,可大幅降低机械系统的泄漏率。
非接触式油封:非接触式油封最常见的形式是气体密封和真空密封。
它们主要用于高速设备、污染物手段要求高、对生产环境方面有要求的工业设备等领域。
流动式油封:流动式油封是指利用流体动力学原理实现密封的油封形式,如旋转轴封和可调节油封。
油封的工作原理油封的工作原理是基于对密封唇和压实部件的设计、材料的选择、和运动状态下的润滑剂等因素的评估。
一般来说,当机械系统进入运动状态时,润滑剂(通常是油)与油封的接触粘附力会产生一个压力差,使密封唇产生一个从液体到机械系统内的压力变化,这一变化可以防止液体进入机械系统。
此外,环形弹簧会使压实部件紧紧地贴着机械系统的轴线,形成合适的压实力。
在工作时,油封密封唇和压实部件间始终存在一定程度的相对运动,这种持续的摩擦产生的磨损和热量可能会影响油封的性能。
油封的选择油封的选择主要基于以下几个因素。
工作环境:在选择油封时必须考虑环境温度、湿度、机械系统的精度和运动状态以及工作环境的消音、污染等要求。
工作压力:油封的耐压能力应该匹配机械系统的使用压力,以避免因耐压不足而导致液体泄漏问题。
润滑剂类型:不同类型的润滑剂润滑效果不同,油封要与某一种或几种特定的润滑剂相配合使用。
材料选择:油封的材料应该考虑工作条件下的化学性质、耐磨性和耐腐蚀性等因素。
油封的安装油封的安装是确保高效工作的关键环节,关于油封的安装应注意以下几个方面。
因液压力引起的摩擦应在工作前尽力减少,应加上磨擦苏打粉或润滑剂,以保护液压元件。
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。
第四章泵的密封概述密封的功能是阻止泄漏,把起密封作用的零部件称之为密封件;把放置密封件部位称之为密封腔或密封室。
带有辅助系统的复杂的密封,称为密封系统。
静止部位的密封称为静密封,有相对运动部位的密封称为动密封。
常用的动密封主要是旋转轴密封(离心泵轴密封)和往复杆密封,简称轴封和杆封。
第一节常用密封类型及应用泵用密封的分类有多种方法,主要可以分成接触式、非接触式、组合式、全封闭密封四大类。
一般来说,接触式密封的密封由于密封面接触,可以消除间隙或使密封间隙达到最小值,因此,可以达到很高的密封性能,但受材料的摩擦磨损限制,适用于密封面线速度相对较低的场合。
接触式密封中按接触部位可分为径向(圆周)密封和轴向(端面)密封;端面密封通常称作“机械密封”,是目前工业泵产品应用最广的密封型式。
非接触式密封的密封的密封件不直接接触,无机械摩擦和磨损,适用于线速度较高的场合,工作寿命长,但密封性能较差,合理的设计也可达到“零”泄漏。
非接触式密封包含迷宫密封、浮环密封、螺旋密封及端面动力(可控膜密封)。
组合式密封可以兼有接触式密封和非接触式的优点,来满足高参数密封的要求,但结构复杂、系统庞大,故一般工业泵不采用此类密封型式。
密闭式密封是用机壳或机罩将机器全部封闭住,全封闭式机泵的优点是无轴封,通常用于密封易燃、易爆、和剧毒介质。
依据密封在泵产品中的使用特点、密封件的用途、机构特点、基本结构指标和具体结构,可以将流体密封详细分类。
见表4-1表4-1、流体密封的分类泵类机械密封根据JB/T4127.2-1999《机械密封分类方法》按应用的主机、作用原理和结构、使用工况参数,以及轴径进行分类。
见机械密封标准附录一。
第二节填料密封一、填料密封的原理填料装入密封腔后,经密封压盖轴向预紧力压缩,填料变形产生径向力,使之在内、外径方向与轴和填料涵涨紧,起到阻封作用(见图4-1)。
天然纤维:如棉花、亚麻、苎麻、石棉、皮革、动物毛发等合成纤维:如玻璃纤维、碳素纤维、聚四氟乙烯、其他合成纤维等辅助材料(一般作为润滑剂使用):固体类:如云母、石墨、二硫化钼等液体类:如润滑脂、矿物油、石蜡等三、填料的选型用于泵类的动密封填料,选型时必须考虑到填料的性能、设备条件以及介质特性。