机械密封广泛用于石油、化工、冶金、煤炭、食品、、电力、纺织、环保等诸多领域。
机械密封具有性能好、使用寿命长、运转可靠等特点,是现代企业流体输送机械应用广、有前途的密封形式,对于减少环境污染、节约能源具有重大意义。
一、 4 个密封点(亦称4 个泄漏点, 如图1-1 )
泄漏点1 ─摩擦端面泄漏点,依靠弹力和介质压力保持贴合(动密封点, 两个摩擦副之间有相对转动)
泄漏点2 ─ 补偿环密封圈,依靠密封圈的过盈量实现密封;(静密封点,密封圈与轴或轴套之间有微动)
泄漏点3 ─非补偿环密封圈,依靠密封圈的过盈量实现密封;(静密封点,密封圈与相配合件之间相对静止)
泄漏点4 ─压盖与腔体间的密封圈,依靠密封圈的过盈量实现密封;(静密封点,密封圈与相配合件之间相对静止)
机械密封是一种用于旋转流体机械的轴封装置。(用
于离心泵、离心机、反应釜、压缩机等设备,轴和设备腔
体间存在一个圆周间隙,设备介质从中泄漏,因此必须设
一道阻漏装置。因机械密封具有泄漏少、寿命长等优点,
成为了主要的轴密封方式,又叫端面密封。)
在国家有关标准中的定义:由至少一对垂直于旋转轴
线的端面组成,在流体压力及补偿机构弹力(或磁力)共同作
用下,以及密封圈的配合下, 该对端面保持贴合并相
对滑动,而构成的防止流体泄漏的装置。
集装式机械密封是将机械密封、轴套、压盖组合成一个整体。安装时只需固定压盖、轴套,取下定位挡块即可。安装方便,排除了安装不良的影响。(一般挡块厚度为弹簧压缩量,从外部易于观测)见下图:
摩擦副密封环是机械密封的主要元件,它在很大程度上决定了机械密封的性能和寿命。因此,对它有一些基本要求。
(1)足够的强度和刚度
保证在工作条件(如压力,温度,滑动速度等)下不损坏,变形小,工作条件波动时影响小。
(2)端面有足够的硬度、耐腐蚀性能确保使用寿命。
(3)耐热冲击力高的导热系数,低的线膨胀系数。
(4)较小的摩擦系数,良好的自润滑性,材料与介质有很好的浸润性短时间干摩擦,不损伤端面。
(5)易加工,材料成本低。
一般选择一软一硬的材料配对,软环作窄环,如:YG6/M106K,只有介质含固体颗粒、易结晶、粘度高时才选用硬对硬。
尽量采用内装、内流式结构,防止机械杂质进入密封端面,减少泄漏量。
选导热性良好材料作动环。以利散热,降低端面温度。
密封环的壁厚不可太薄,以保证整体强度、刚度,也利散热(导热欠佳的材料,可薄一些)。
密封动环和轴(轴套)间隙A11(0·4~0·6)以利补偿密封静环和轴(轴套)间隙1~3mm以免摩擦。
密封圈材料要求:
1、良好的弹性,硬度合适且压缩变形小。
2、耐高低温的老化性能好。
3、耐介质腐蚀、溶解、熔胀、溶缩、硬化。
4、较小的摩擦系数,耐磨耗,有一定的抗撕裂强度。
5、来源方便,成本低廉。
1、橡胶(NBR)(-40~120℃)
它是丁二烯和的共聚物。常用的含量为40%(—40),耐油,抗老化性良好,并且又耐热、耐磨、耐一定腐蚀。广泛用于接触汽油及其他油类设备,也耐碱、非氧化性稀酸,不耐氧化性酸(如硝酸、铬酸)、芳烃、酯、酮、醚、卤代烃等。炼油厂凝缩油中由于含有芳烃等介质,故不适用。低温下也不宜采用。
2、氟橡胶(FPM)(-20~250℃)
它是含氟的高聚合物,目前由三个品种:
FPM2301(23—11):具有优异的耐强酸性能。
FPM2602(26—41):耐热性能、耐溶剂性能**FPM2301,
但工艺性能较差。
FPM2461(246):耐热、耐溶剂性能比FPM2602还要好。
目**般都用FPM2602,可以在250℃以下长期使用,
300℃以下短期使用。耐蚀性是橡胶中好的,但低温性能
差,价格贵。不宜在酮类、酯类溶液中使用,压缩变
形大。
3、硅橡胶(MVQ)
由二甲基硅氧烷与其他**硅单体聚合而成。
具有很宽使用范围(-100~350℃),在200~300℃下
可长期使用,无毒无味,主要用于高、低温下的动植物油、
矿物油、氧、弱酸、弱碱等。缺点:强度低,不耐磨,价
格高。
4、乙丙橡胶(-40~150℃)
乙烯与丙烯聚合而成。特别能耐系液压油、酮、
醇溶液和酸、碱,同时耐高压水蒸汽,耐侯性、耐臭氧性
好。但在矿物油和二酯系润滑油中膨胀大,不宜使用。
5、氯醇橡胶(-30~130℃)
耐热油、耐空气老化、低温弹性好、耐磨性稍差,主
要用于冷冻机介质为氟里昂的机械密封。
机械密封都有哪些优点?
(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,场合下也有用到5~10年。
(3)运转中*调整。由于机械密封靠弹簧力和流体压力使摩擦副贴合,在运转中自动保持接触,装配后就不用像普通软填料那样需调整压紧。
(4)具有耐耐振性。在转速为3000r/min下大振幅不**过0.05mm使用PV值不断提高。
(5)功率损失小。填料密封是靠盘根的压紧在轴上或轴套上起作用的。填料密封与轴直接摩擦,填料压的越紧摩擦力就越大、消耗功率也就越大。而机械密封的摩擦是处于半液摩擦状态,摩擦系数非常的小,机械密封的功率损失是填料密封的10~50%。
(6)波纹管密封轴或轴套不受磨损,对旋转轴的振摆和轴对壳体的偏斜不敏感。
(7)适用范围广。当介质易燃、易爆、有毒有害时,采用机械密封可保证密封。它还适用于高温、低温、高压、真空各种转速的及腐蚀介质的设备密封。
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