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機械密封的分類

返回列表 來源:昆山商澤祺化工技術有限公司 浏覽: 發布日期:2019-07-26 09:00:26

機械密封近年來發展很快,根據不同的工況出現了各種各樣的結構,但無論哪種結構都由以下四部分組成:

第一部分是由動環和靜環組成的密封端面,有時也稱為摩擦副。

第二部分是由彈性元件為主要零件組成的緩沖補償機構,其作用是使密封端面緊密貼合。

第三部分是輔助密封圈,其中有動環和靜環密封圈。

第四部分是使動環随軸旋轉的傳動機構。

機械密封實現的原理如圖所示:

軸通過傳動座(6)和推環(4),帶動動環(2)旋轉,靜環(1)固定不動,依靠介質壓力和彈簧力使動靜環之間的密封端面緊密貼合,阻止了介質的洩漏。摩擦副表面磨損後,在彈簧(5)的推動下實現補償。為了防止介質通過動環與軸之間洩漏,裝有動環密封圈(3);而靜環密封圈(7)則阻止了介質沿靜環和壓蓋(8)之間的洩漏。

長期的實踐證明,輔助設施的作用不可忽視。從國外進來的泵,在提供的機械密封圖紙上,不僅有密封結構圖,而且在這張圖上明确地畫出了輔助設施的安裝圖,并注明輔助設施的種類和數量。國内的制造廠有的開始注意這個問題;有的還沒認識,這是不應該的。輔助設施不僅起冷卻和潤滑作用,還可改善密封的工作環境,從而減少洩漏量和延長使用壽命。因此有人把輔助設施看作是機械密封的組成部分。無疑,這一觀點将被越來越多的人接受。

機械密封被廣泛地應用于各種旋轉機械的軸封,工況不同,使用的密封也不同。機械密封按使用條件可分為高速和普通機械密封;高壓和低壓機械密封;高溫、常溫和低溫機械密封;泵用、壓縮機用和釜用機械密封以及耐腐蝕機械密封和抗顆粒的機械密封等。通常都按機械密封的結構和原理來分類,例如旋轉式和靜止式機械密封;内流式和外流式機械密封;平衡型和非平衡型機械密封等。

按補償機構彈性元件的運動狀況,可分為旋轉式和靜止式機械密封。補償機構随軸旋轉的稱為旋轉式機械密封(圖2);補償機構不旋轉的(安裝在壓蓋内)稱為靜止式機械密封(圖3)。補償機構旋轉時易産生質量不平衡,同時消耗攪拌功率,因此,旋轉式密封不能用于高速;而靜止式密封可用于高速。但是旋轉式密封安裝較方便,所以,普通的機械密封大多采用旋轉式結構。

按靜環的安裝位置可分為内裝式和外裝式機械密封。靜環裝于密封壓蓋(或相當于密封壓蓋的零件)内側(即面向主機工作腔側)的機械密封稱為内裝式機械密封(如圖1);反之,在密封壓蓋的外側安裝靜環時稱為外裝式機械密封(圖4)。内裝式機械密封可用于溫度和壓力較高,以及介質對動環及彈性元件的腐蝕性不高的工況。外裝式機械密封适用于低壓(或負壓)和介質具有腐蝕性的工況。

密封流體在密封端面間的洩漏方向和離心力方向相反的機械密封稱為内流型機械密封;密封流體在密封端面間的洩漏方向與離心力方向相同時稱為外流型機械密封。一般情況下,内流型機械密封多出現在内裝式機械密封中(如圖1、2、3),而外裝式機械密封多屬于外流型機械密封(如圖4)。由于外流型洩漏方向和離心力方向相同,所以外流型機械密封洩漏量較大。因此,石油化工流程泵大都選用内流型機械密封,隻有在壓力和溫度不高的腐蝕性介質中才選用外流型機械密封。

按補償機構中彈簧的數量可分為多彈簧和單彈簧機械密封。補償機構中有多個彈簧的密封稱為多彈簧機械密封(圖5);補償機構中隻有一個彈簧的機械密封稱為單彈簧機械密封(圖6),多彈簧機械密封又稱小彈簧機械密封,這種結構軸向尺寸較小,可用改變彈簧數量的方法改變彈性力,軸向力較均勻,适用于高速機械密封,在腐蝕性介質中不宜采用。單彈簧機械密封又稱大彈簧機械密封,密封結構較為簡單。有的密封型式還用彈簧傳遞扭矩。國産密封應用大彈簧較多,但不能用于高速。

 多彈簧機械密封單彈簧機械密封

補償機構的作用是使密封端面緊密貼合,為達到此目的,采用的方法有兩種,一是彈性力,二是磁力。隻有在系統内壓力較低時采用磁力機械密封(圖7),大多數都用前者。除了用彈簧形成彈性力外還有用波紋管的,稱為波紋管式機械密封。波紋管的材料可用橡膠、聚四氟乙烯和焊接的金屬薄片(圖8)等。

根據密封面上介質載荷的作用情況可分為平衡型和非平衡型密封(圖9)。

非平衡型:載荷系數k≥1的密封稱為非平衡型密封,換言之,由介質壓力變化引起端面比壓的增量大于或等于介質壓力的增量。平衡型:載荷系數K<1的密封,也就是由介質壓力變化引起的端面比壓的增量小于介質壓力的增量,稱為平衡型密封。

根據密封端面的數量和布置方式可分為單端面、雙端面及多端面機械密封。兩組密封端面“背靠背”(圖10a)或“面對面”(圖10b)布置的密封叫雙端面機械密封。對于工作介質有毒、易爆、易燃、易揮發、易結晶、高溫、低溫或工作介質是氣體,或對于高真空度的密封,可用雙端面密封。此時雙端面之間的密封腔引入封液進行堵封、潤滑和冷卻。一般情況下封液選用潔淨和潤滑性好的介質。

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