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機械密封的介紹

随着科學技(jì)術(shù)和(hé)生(shēng)産的發展,流體(tǐ)機械和(hé)流體(tǐ)工程的機械密封件應用範圍不斷擴大(dà),高(gāo)溫密封、 紙溫密封、超低(dī)溫、強腐蝕、易燃、易爆、有(yǒu)毒、放射性介質、高(gāo)壓密封、高(gāo)真空(kōng)密封以及含各種雜質等懸浮顆粒介質的密封也都應運而生(shēng)。保證密封的可(kě)靠性和(hé)使 用壽命,是當前密封研究、設計(jì)制(zhì)造、使用等各方面最重要的課題之一。

密封的功能是阻止洩漏。起密封作(zuò)用的零部件稱為(wèi)密封件,簡稱為(wèi)密封。較複雜的密封,尤其是帶有(yǒu)附屬系統的,則稱為(wèi)密封裝置。

流體(tǐ)密封包括流體(tǐ)靜密封和(hé)流體(tǐ)動密封。相對靜止機械密封結合面(即密封面)間(jiān)的密封稱為(wèi) 靜密封;相對運動的結合面的密封稱為(wèi)動密封。對流體(tǐ)機械和(hé)流體(tǐ)工程而言,密封是不可(kě)缺少(shǎo)的零部件,在衆多(duō)機器(qì)設備中,雖然密封一般隻占整個(gè)機器(qì)較小(xiǎo)的比 重,但(dàn)往往直接決定了整台甚至整套設備的安全性、可(kě)靠性和(hé)耐久性。從而成為(wèi)評價諸多(duō)機械産品質量的一個(gè)重要指标。尤其在石化等工業中,輸送、處理(lǐ)和(hé)儲存的 流體(tǐ)許多(duō)是具有(yǒu)易燃、易爆、腐蝕和(hé)有(yǒu)毒類的介質,一旦密封出現故障,甚至失效現象,後果是嚴重的,輕則影(yǐng)響産品質量、污染環境,危及周圍人(rén)員的健康,嚴重 時(shí)會(huì)導緻火(huǒ)災、爆炸、人(rén)員傷亡甚至大(dà)面積、長時(shí)間(jiān)的生(shēng)态環境惡化,前蘇聯切爾諾利核電(diàn)站(zhàn)核燃料洩漏而造成極為(wèi)嚴重的事故,就是教訓深刻的事例。

此外,對于核電(diàn)站(zhàn)的循環泵,高(gāo)壓聚乙烯中的高(gāo)壓壓縮機,聚丙燃中的反應釜等設備,其中的密封則屬于決定性的技(jì)術(shù)。

密封還(hái)直接關系到物質和(hé)能源的節約。在全部能源消耗中各種動力機械和(hé)流體(tǐ)機械所 占的比重最大(dà)。而這些(xiē)機械由于存在着內(nèi)漏和(hé)外漏,緻使容積效率往往很(hěn)低(dī),其損失可(kě)達到總功率的10%以上(shàng),小(xiǎo)型機器(qì)甚至出現40~50%的情況。某些(xiē)密封 裝置本身的摩擦功率消耗也不小(xiǎo)。如活塞環的摩擦損失占整台發動機摩擦損失的2/3。離心葉輪密封消耗的功率可(kě)能達到總的軸功率的1/3。至于改進密封,杜 絕跑、冒、滴、漏,減少(shǎo)物料損失。則是直接的效益。如煉油廠用的油泵使用填料密封時(shí),每台泵年漏油量約10m3,現推廣使用機械密封,年漏油量降至 0.1m3以下,以1000台泵計(jì)每年節油就近1000m3,若各類流體(tǐ)機械都采用恰當或先進的密封技(jì)術(shù),在節約物質和(hé)節約能源方面的效益将是十分可(kě)觀 的。

在流體(tǐ)機械的運行(xíng)使用中,密封的保養和(hé)維修工作(zuò),占了相當的比重,對石油化工業 而言,密封故障是造成非計(jì)劃停車(chē)的主要原因,據統計(jì),60%以上(shàng)的非計(jì)劃停車(chē)事件都與密封故障有(yǒu)關。再以機泵為(wèi)例,流體(tǐ)動密封,流體(tǐ)動密封的維修工作(zuò)量幾 乎要占總維修量的50%左右。火(huǒ)箭發動機的故障,有(yǒu)一半以上(shàng)也是密封故障或失效造成的。從這個(gè)意義上(shàng)而言,可(kě)以說密封又是機器(qì)、設備最薄弱的環節之一。故 此,先進而可(kě)靠的密封技(jì)術(shù)也是自動化連續生(shēng)産、文明(míng)生(shēng)産所必需保證的重要環節。

機械密封的結構特點

為(wèi)了适應不同工作(zuò)條件的需要,機械密封有(yǒu)多(duō)種不同的型式。

1、按密封端面的對數(shù),分為(wèi)單端面、雙端面等機械密封。

單端面——在密封裝置中隻有(yǒu)一對密封端面。它結構簡單,是常用的機械密封型式。

雙端面——在密封裝置中具有(yǒu)兩對密封端面。它結構複雜,适用于強腐蝕、易燃易爆、有(yǒu)毒有(yǒu)害介質以及真空(kōng)的場(chǎng)合。

2、按密封流體(tǐ)作(zuò)用在密封端面上(shàng)的壓力是卸荷或不卸荷,可(kě)分為(wèi)平衡式和(hé)非平衡式機械密封。

平衡式——密封流體(tǐ)作(zuò)用在密封端面上(shàng)壓力部分卸荷或全部卸荷。

非平衡式——密封流體(tǐ)作(zuò)用在密封端面上(shàng)的壓力不卸荷。

平衡式适用于中、高(gāo)壓條件的機械密封;非平衡式适用于低(dī)壓條件的機械密封。

3、按彈簧是否置于密封流體(tǐ)之內(nèi),分為(wèi)彈簧內(nèi)置式和(hé)彈簧外置式機械密封。

彈簧內(nèi)置式——彈簧置于密封流體(tǐ)之內(nèi)。

彈簧外置式——彈簧置于密封流體(tǐ)之外。

彈簧內(nèi)置式的密封端面受力狀态好,洩漏量小(xiǎo),冷卻與潤滑好。所以,除了帶腐蝕性的介質外,應盡可(kě)能采用內(nèi)置式結構。

4、按補償結構中的彈簧個(gè)數(shù),分為(wèi)單彈簧式和(hé)多(duō)彈簧式的機械密封。

單彈簧式——在補償機構中隻有(yǒu)一個(gè)彈簧。它用于負荷較輕、軸徑較小(xiǎo)的場(chǎng)合。

多(duō)彈簧式——在補償機構中有(yǒu)多(duō)個(gè)彈簧。用于較大(dà)軸徑。密封端面上(shàng)彈簧力分布較均勻,但(dàn)彈簧絲直徑小(xiǎo),腐蝕對彈簧影(yǐng)響較大(dà)。

5、按補償機構是否随軸旋轉,分為(wèi)旋轉式和(hé)靜止式機械密封。

旋轉式——補償環随軸旋轉。

靜止式——補償環不随軸旋轉。

一般的機械密封常采用旋轉式,因為(wèi)補償機構及軸的結構簡單,徑向尺寸較小(xiǎo)。但(dàn)在高(gāo)速條件下,補償環及其它轉動零件産生(shēng)的離心力影(yǐng)響較大(dà),動平衡要求高(gāo),采用靜止式較為(wèi)合适。

從結構特點看,機械密封型式多(duō)種多(duō)樣,但(dàn)按組成講,它主要有(yǒu)以下4個(gè)基本單元組成。

1、密封單元

即由動環和(hé)靜環組成的密封端面,這是機械密封的核心。

2、緩沖補償單元

以彈簧為(wèi)主要元件而組成的緩沖補償機構,它是維持機械密封正常工作(zuò)的重要條件。

3、傳動單元

由軸套、鍵或固定銷釘組成的傳動機構,它是實現動環随軸一起旋轉的可(kě)靠保證,也是實現動密封的前提條件。

4、輔助密封單元

由動環密封圈和(hé)靜環密封圈等元件組成,它是解決密封端面之外的、有(yǒu)洩漏可(kě)能的部位之輔助性密封機構,是機械密封不可(kě)缺少(shǎo)的組成要素。



作(zuò)者:嘉善永立機械密封件廠

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關鍵詞:機械密封件機械密封