密封可分为静密封和动密封两大类.docx
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密封可分为静密封和动密封两大类
静密封通常是指两个静止面之间的密封。
密封办法主要是使用垫圈。
垫圈材料
(1) 非金属材料:
如纸、麻、牛皮、石棉制品、塑料、橡胶等。
纸、麻、牛皮之类,有毛细孔,易渗透,使用时须浸渍油、蜡或其他防渗透材料。
一般阀门很少采用。
石棉制品, 又有石棉带、绳、板和石棉橡胶板等。
其中石棉橡胶板结构致密,耐压性能好,耐温性能也很好,在阀门本身和阀门与管子的法兰连接中,使用极为广泛。
塑料制品,有很好的耐腐蚀性能,使用也较普遍。
品种有聚乙烯、聚丙烯、软聚氯乙烯、聚四氟乙烯、尼龙66、尼龙1010等。
橡胶制品, 质地柔软,各种橡胶分别有一定耐酸、耐碱、耐油、耐海水的能力。
品种有天然橡胶、丁苯橡胶、丁腈橡胶、氯丁橡胶、异丁橡胶、聚氨酯橡胶、氟橡胶等。
(2) 金属材料:
一般地说,金属材料强度高,耐温性能强。
但铅并不这样,仅取它耐稀硫酸的特性。
常用品种有黄铜、紫铜、铝、低碳钢、不锈钢、蒙乃尔合金、银、镍等。
(3) 复合材料:
例如金属包皮(内部石棉) 垫圈、组合波形垫圈、缠绕垫圈等。
填料装入填料腔以后,经压盖对它作轴向压缩(见图),当轴与填料有相对运动时,由于填料的塑性,使它产生径向力,并与轴紧密接触。
与此同时,填料中浸渍的润滑剂被挤出,在接触面之间形成油膜。
由于接触状态并不是特别均匀的,接触部位便出现“边界润滑”状态,称为“轴承效应”;而未接触的凹部形成小油槽,有较厚的油膜,接触部位与非接触部位组成一道不规则的迷宫,起阻止液流泄漏的作用,此称“迷宫效应”。
这就是填料密封的机理。
显然,良好的密封在于维持“轴承效应”和“迷宫效应”。
也就是说,要保持良好的润滑和适当的压紧。
若润滑不良,或压得过紧都会使油膜中断,造成填料与轴之间出现干摩擦,最后导致烧轴和出现严重磨损。
为此,需要经常对填料的压紧程度进行调整,以便填料中的润滑剂在运行一段时间流失之后,再挤出一些润滑剂,同时补偿填料因体积变化所造成的压紧力松弛。
显然,这样经常挤压填料,最终将使浸渍剂枯竭,所以定期更换填料是必要的。
此外,为了维持液膜和带走摩擦热,有意让填料处有少量泄漏也是必要的。
一、填料密封的工作机理
在机械行业填料密封主要用作动密封。
常用作离心泵、压缩机、真空泵、搅拌机的转轴密封,在填料密封的设计选择上,应以机械设备的工作条件为主要考虑因素,填料的选择应考虑具备如下条件:
1、有一定的塑性,在压紧力作用下能产生一定的径向力并与紧密轴接触。
2、有足够的化学稳定性,不污染介质,填料不被介质泡胀,填料中的浸渍剂不被介质溶解,填料本身不腐蚀密封面。
3、填料自润滑性能良好,耐磨,摩擦系数小。
4、轴存在少量偏移时,填料应有足够的浮动弹性。
5、制造简单、填装方便
为此,需要经常对填料的压紧程度进行调节,使填料中的润滑剂在运行一段时间而有所流失之后,再挤出一些润滑剂,同时补偿填料因体积变化所造成的压紧力松弛。
当然这样经常挤压填料,最后将使浸渍剂枯竭,所以定期更换填料是必要的。
此外,为了维持液膜和带走摩擦热,有意让填料处有少量泄漏也是必要的。
二、盘根填料在水泵使用中存在的问题
水泵的轴封一般采用油浸石棉盘根或油浸棉纱盘根。
油浸石棉盘根具有耐热性、柔软性好、强度高等优点,但它也有致命的缺点:
编结后表面粗糙、摩擦系数大、有渗漏现象,另外使用久了浸入的润滑剂容易流失。
浸油棉纱盘根在水中长期浸泡会变得很硬,而且由于膨胀系数大,摩擦力较大。
在实际生产中,经常出现这样的状况:
新修好的设备,开始运行时轴封状况良好,但用不了多久,泄漏量便不断增加,调整压盖和更换填料的工作也逐渐频繁,运转不到一个周期,轴套就已磨损成花瓶状,严重时还会出现轴套磨断,并且水封环后面更换不到的盘根均已腐烂,无法起到密封作用。
总的来开,盘根填料具有如下缺点
(1)盘根填料与轴直接接触,且相对转动,造成轴与轴套的磨损,所以必须定期或不定期更换轴套。
(2)为了使盘根与轴或轴套间产生的摩擦热及时散掉,盘根密封必须保持一定量的泄漏,而且不易控制。
(3)盘根与轴或轴套间的摩擦,造成电机有效功率降低,消耗电能,有时甚至达到5%-10%的惊人比例。
总的来看,盘根填料具有如下缺点:
从填料密封的原理来看,流体在密封腔内可泄漏的通道有三处:
其一是流体穿透纤维材料造成泄漏;其二是从填料与填料箱体之间泄漏;其三是从填料与轴表面之间泄漏。
因此防止水泵泄漏最为关键的措施是:
(1)合理选择密封填料;
(2)设计合理的密封腔体,调整适当的密封压紧力。
三、组合软填料密封的设计
设计的填料腔结构如图2所示。
填料腔体内填充一种优良的密封软材料,它是由碳纤维、高纯度石墨、聚四氟乙烯、有机密封剂等组成。
它耐热-18℃~200℃,最大压力,最大线速度8m/s,耐腐蚀性强,适用介质PH值范围4~13,主要适用于水介质。
这种软填料状态为胶泥状,摩擦系数低、混合体之间分子吸引力小。
在轴的运转过程中,填料中的纤维会缠绕在轴上,并随轴一起转动,形成一个“旋转层”,此“旋转层”起到了保护轴或轴套的作用,避免了轴套磨损,减小了动力消耗;随着“旋转层”直径的逐渐增大,轴对纤维的缠绕能力将逐步减弱,没有与轴缠绕,并且与填料腔内壁保持相对静止,在填料腔内形成一个“剪切层”,此时相对旋转运动的摩擦剪切区域就存在于填料中间而不是存在于填料与轴之间。
另外在注入的填料两端压入聚四氟乙烯编结填料,利用此编结填料端环将混合软填料压紧。
为了使轴在高速转动过程中,混合软填料不被挤压摔出,特意在填料腔体和压盖处设计加工了螺旋槽,值得注意的是填料两端的螺旋槽方向应互为相反,这样保证轴旋转时能产生使混合填料受到向内的泵送作用,有效防止了填料的飞溅。
四、水泵试验情况
组合填料设计制作完成后,在水泵试验台上进行试验。
试验台设计工况如下:
电机转速1500r/min,工作压力1MPa,介质为清水,介质温度常温。
填料装填过程按如下操作步骤进行
(1)清理填料腔,检查轴表面是否有划伤、毛刺等现象,保证轴的粗糙度达到图纸要求;
(2)用百分表检查轴在密封部位的径向跳动,其公差应在0.03mm-0.08mm范围内。
(3)装填时对编结聚四氟乙烯端环最好先取一根与轴同尺寸的木棒,将编结聚四氟乙烯缠绕在木棒上,再用刀切断,切口最好成45o斜面,用一与填料腔同尺寸的木质两半轴套,合于轴上将编结填料推入腔的深部,并用压盖对木质轴套施加一定压力,使之预压缩,注意保持编结填料在腔底部平整。
(3)注入混合胶泥状填必须边注入边用木质轴套压紧,最后再用编结聚四氟乙烯压在填料腔的外边,均匀上紧压盖,同时用手转动主轴,使装填后的压紧力趋于抛物线分布,然后将压盖稍放松,填料装填完毕。
进行运转试验,刚启动运转时,泄漏情况以间断滴漏为主,当泄漏增大时,适当调紧压盖螺栓。
若发热过大,将螺栓放松一下。
运行正常后,泄漏基本停止。
试运行60h后,打开填料密封腔观察,编结聚四氟乙烯端环形状保持完整,混合软填料没有摔出现象,轴上毫无磨损迹象。
五、结论
1、组合式软填料有效提高了泵的机械效率,减少了对轴的磨损。
由于填料压盖处可保持长期不滴漏,保护环境。
2、维护保养方便,在泄漏量大时,可进行不停工注入填料,延长了泵的连续工作时间,节约了人工和维修的费用。
据初步估算节约的能耗每台泵每年节约上万元。
3、组合式软填料具有广阔的应用价值
1、机械密封的工作原理
机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力(或磁 力)作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。
2、机械密封常用材料的选用
清水;常温;(动)9Cr18,1Cr13 堆焊钴铬钨,铸铁;(静)浸树脂石墨,青铜,酚醛塑料。
河水(含泥沙);常温;(动)碳化钨,(静)碳化钨
海水;常温;(动)碳化钨,1Cr13 堆焊钴铬钨,铸铁;(静)浸树脂石墨,碳化钨,金属陶瓷;
过热水 100度;(动)碳化钨,1Cr13 堆焊钴铬钨,铸铁;(静)浸树脂石墨,碳化钨,金属陶瓷;
汽油,润滑油,液态烃;常温;(动)碳化钨,1Cr13 堆焊钴铬钨,铸铁;(静)浸树脂或锡锑合金石墨,酚醛塑料。
汽油,润滑油,液态烃;100度;(动)碳化钨,1Cr13 堆焊钴铬钨;(静)浸青铜或树脂石墨。
汽油,润滑油,液态烃;含颗粒;(动)碳化钨;(静)碳化钨。
3、密封材料的种类及用途
密封材料应满足密封功能的要求。
由于被密封的介质不同,以及设备的工作条件不同,要求密封材料的具有不同的适应性。
对密封材料的要求一般是:
1) 材料致密性好,不易泄露介质;
2) 有适当的机械强度和硬度;
3) 压缩性和回弹性好,永久变形小;
4) 高温下不软化,不分解,低温下不硬化,不脆裂;
5) 抗腐蚀性能好,在酸,碱,油等介质中能长期工作,其体积和硬度变化小,且不粘附在金属表面上;
6) 摩擦系数小,耐磨性好;
7) 具有与密封面结合的柔软性;
8) 耐老化性好,经久耐用;
9) 加工制造方便,价格便宜,取材容易。
橡胶是最常用的密封材料。
除橡胶外,适合于做密封材料的还有石墨等,聚四氟乙烯以及各种密封胶等。
4、机械密封安装、使用技术要领
1)、设备转轴的径向跳动应≤毫米,轴向窜动量不允许大于毫米;
2)、设备的密封部位在安装时应保持清洁,密封零件应进行清洗,密封端面完好无损,防止杂质和灰尘带入密封部位;
3)、在安装过程中严禁碰击、敲打,以免使机械密封摩擦付破损而密封失效;
4)、安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油,以便能顺利安装;
5)、安装静环压盖时,拧紧螺丝必须受力均匀,保证静环端面与轴心线的垂直要求;
6)、安装后用手推动动环,能使动环在轴上灵活移动,并有一定弹性;
7)、安装后用手盘动转轴、转轴应无轻重感觉;
8)、设备在运转前必须充满介质,以防止干摩擦而使密封失效;
9)、对易结晶、颗粒介质,对介质温度>80oC时,应采取相应的冲洗、过滤、冷却措施,各种辅助装置请参照机械密封有关标准 。
10)、安装时在与密封相接触的表面应涂一层清洁的机械油,要特别注意机械油的选择对于不同的辅助密封材质,避免造成O型圈侵油膨胀或加速老化,造成密封提前失效。
5、 机械轴封有哪三个密封点,及这三个密封点的密封原理
动环与静环之间的密封:
是靠弹性元件(弹簧、波纹管等)和密封液体压力在相对运动的动环和静环的接触面(端面)上产生一适当的压紧力(比压)使两个光洁、平直的端面紧密贴合;端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的作用。
这层膜具有液体动压力与静压力,它起着平衡压力和润滑端面的作用。
两端面之所以必须高度光洁平直是为了给端面创造完美贴合和使比压均匀的条件,这是相对旋转密封。
6、机械密封技术的种类
当前采用新材料和工艺的各种机械密封的新技术,进展较快,有下列的机械密封新技术。
密封面开槽密封技术近年来,在机械密封的密封端面上开了各种各样的流槽,以产生流体静、动压效应,现在还在不断更新。
零泄漏密封技术过去总认为接触式和非接触式机械密封不可能达到零泄漏(或无泄漏)。
以色列利用开槽密封技术,提出零泄漏非接触式机械端面密封的新概念,并已用于核电站润滑油泵中。
干运转气体密封技术这类密封是将开槽密封技术用于气体密封。
上游泵送密封技术即利用密封面上开流槽将下游少量泄漏流体泵送回上游。
上述几类密封的结构特点是:
采用浅槽,且膜厚和流槽的深均属微米级,并采用润滑槽,径向密封坝和周向密封堰组成密封和承载部分。
也可以说开槽密封是平面密封和开槽轴承的结合。
其优点是泄漏量小(甚至无泄漏)、膜厚大,消除接触摩擦、功耗和发热量小。
热流体动压密封技术它是利用各种形状较深的密封面流槽,造成局部热变形,以产生流体动力楔效应。
这种具有流体动压承载能力的密封,称之为热流体动力楔密封。
波纹管密封技术可分为成型金属波纹管和焊接金属波纹管机械密封技术。
多端面密封技术分为双密封、中间环密封、多密封技术。
另外还有平行面密封技术、监控密封技术、组合密封技术等。
7、机械密封冲洗方案及特点
冲洗的目的在于防止杂质集积,防止气囊形成,保持和改善润滑等,当冲洗液温度较低时,兼有冷却作用。
冲洗的方式主要有如下:
一、内冲洗
1。
正冲洗
(1)特点:
利用工作主机的被密封介质,由泵的出口端通过管路引入密封腔。
(2)应用:
用于清洁流体, p1稍大于p进,当温度高或有杂质时,可在管路上设置冷却器、过滤器等
2。
反冲洗
(1)特点:
利用工作主机的被密封介质,由泵的出口端引入密封腔,冲洗后通过管路流回泵入口。
(2)应用:
用于清洁流体,且p进 3。 全冲洗 (1)特点: 利用工作主机的被密封介质,由泵的出口端通过管路引入密封腔,冲洗后再经管路流回泵入口。 (2)应用: 冷却效果优于前两种,用于清洁流体,且p1与p进和p出相接近时。 二、外冲洗 特点: 引入外系统与被密封介质相容的清洁流体至密封腔进行冲洗。 应用: 外冲洗液压力应比被密封介质大,适用于介质为高温或固体颗粒的场合。 冲洗液的流量应保证带走热量,还需满足冲洗的需要,不会产生对密封件的冲蚀。 为此,需控制密封腔的压力和冲洗的流速,一般清洁冲洗液的流速应小于5m/s;含有颗粒的浆状液体须小于3m/s,为达到上述的流速值,冲洗液与密封腔压力的差值应<,一般取,对双端面机械密封可取冲洗液进入和排出密封腔的孔口位置,应设置在密封端面附近,且应在靠近动环侧,为了防止石墨环被冲蚀或因冷却不均引起温差变形,以及杂质堆积和结焦等,可采用切向引入或多点冲洗.必要时,冲洗液可以是热水或蒸汽。 机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力(或磁力)作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。 图1 机械密封结构 常用机械密封结构如图1所示。 由静止环(静环)1、旋转环(动环)2、弹性元件3、弹簧座4、紧定螺钉5、旋转环辅助密封圈6和静止环辅助密封圈8等元件组成,防转销7固定在压盖9上以防止静止环转动。 旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿还。 机械密封中流体可能泄漏的途径有如图1中的a、b、c、d四个通道。 c、d泄漏通道分别是静止环与压盖、压盖与壳体之间的密封,二者均属静密封。 b通道是旋转环与轴之间的密封,当端面摩擦磨损后,它仅仅能追随补偿环沿轴向作微量的移动,实际上仍然是一个相对静密封。 因此,这些泄漏通道相对来说比较容易封堵。 静密封元件最常用的有橡胶o形圈或聚四氟乙烯v形圈,而作为补偿环的旋转环或静止环辅助密封,有时采用兼备弹性元件功能的橡胶、聚四氟乙烯或金属波纹管的结构。 a通道则是旋转环与静止环的端面彼此贴合作相对滑动的动密封,它是机械密封装置中的主密封,也是决定机械密封性能和寿命的关键。 因此,对密封端面的加工要求很高,同时为了使密封端面间保持必要的润滑液膜,必须严格腔制端面上的单位面积压力,压力过大,不易形成稳定的润滑液膜,会加速端面的磨损;压力过小,泄漏量增加。 所以,要获得良好的密封性能又有足够寿命,在设计和安装机械密封时,一定要保证端面单位面积压力值在最适当的范围。 机械密封与软填料密封比较,有如下优点: ①密封可靠在长周期的运行中,密封状态很稳定,泄漏量很小,按粗略统计,其泄漏量一般仅为软填料密封的1/100;②使用寿命长在油、水类介质中一般可达1~2年或更长时间,在化工介质中通常也能达半年以上;③摩擦功率消耗小机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的10%~50%;④轴或轴套基本上不受摩损;⑤维修周期长端面磨损后可自动补偿,一般情况下,毋需经常性的维修;⑥抗振性好 对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感;⑦适用范围广机械密封能用于低温、高温、真空、高压、不同转速,以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质等的密封。 但其缺点有: ①结构较复杂,对制造加工要求高;②安装与更换比较麻烦,并要求工人有一定的安装技术水平;③发生偶然性事故时,处理较困难;④一次性投资高。 机械密封原理信息来源于互联网,文件与资源并不在本站的服务器上,本站并不保证资源的真实性。 但将尽最大努力过滤政治和色情内容,谢谢您的支持!
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