「機械密封又稱端面密封,近幾十年來,機械密封技術有了很大的發展,在石油、化工、輕工、冶金、機械、航空和原子能等工業中獲得了廣泛的應用。」
機械密封的工作原理與結構
機械密封是靠一組研配的密封端面形成的動密封。機械密封的種類很多,但工作原理基本相同,其典型結構下圖所示。

1-靜環;2-動環;3-壓蓋;4-彈簧;5-傳動座;6-固定銷釘;7,8-O形密封圈;9-防轉銷
機械密封主要由四大組成部分:由動環2和靜環1組成的主要動密封件,動環與泵軸一起旋轉,靜環固定在壓蓋3內,用防轉銷9來防止它轉動,靠動環與靜環的接觸端面A在運動中始終貼合,實現密封;由各靜密封點(B、C、D點)所用的〇形或V形密封圈7和8組成的輔助密封元件;由彈簧4等元件組成的壓緊元件;由傳動座5及鍵或固定銷釘6等組成的傳動元件。
機械密封中一般有四個可能泄漏點A、B、C和D。密封點A在動環與靜環的接觸面上,它主要靠泵內液體壓力及彈簧力將動環壓貼在靜環上,防止A點泄漏。但兩環的接觸面A上總會有少量液體泄漏,它可以形成液膜,一方面可以阻止泄漏,另一方面又可起潤滑作用。為保證兩環的端面貼合良好,兩端面必須平直光潔。密封點B在靜環與壓蓋之間,屬于靜密封點。用有彈性的0形(或V形)密封圈壓于靜環和壓蓋之間,靠彈簧力使彈性密封圈變形而密封。密封點C在動環與軸之間,此處也屬靜密封,考慮到動環可以沿軸向竄動,可采用具有彈性和自緊性的V形密封圈來密封。密封點D在密封箱與壓蓋之間,也是靜密封,可用密封圈或墊片作為密封元件。
從結構上看,機械密封將容易泄漏的軸封,改為較難泄漏的靜密封和端面徑向接觸的動密封。由動環端面與靜環端面相互貼合的徑向接觸動密封是決定機械密封性能和壽命的關鍵。
與填料密封相比,機械密封的主要優點是:泄漏量小,一般為10ml/h,僅為填料密封的1%;壽命長,一般可連續使用1~2年;運轉中不需要人工調整,能夠實現自動補償;對軸的精度和表面粗糙度要求相對較低,對軸的振動敏感性相對較小,而且軸不受磨損;功率消耗少,約為填料密封的20%~30%;密封參數高,適用范圍廣,可用于高溫、低溫、強腐蝕、高速等工況。但是,機械密封結構復雜、造價較高,對密封元件的制造要求及安裝要求較高,因此多用于對密封要求比較嚴格的場合。
機械密封的技術要求
一、有足夠的強度和剛度:
在工作條件下如壓力、溫度和骨動速度等不損壞,變形應盡量的小,工作條件波動時仍能保持密封性。其是機撼密封端面要有足夠的強度以及一定的耐腐蝕能力,以保證產品有滿意的使用壽命。
二、有良好的耐熱沖能力:
為此,要求材料有較高的導熱系數和較小的線膨脹系數,承受熱沖擊時不至于開裂。
三、較小的摩系數:
密封環匹配應有較小的摩擦系數量
四、良好的自潤骨性
工作中如發生短時間的干摩擦,不損傷密封端面。因此,密封環要有良好的自潤骨性,密封環材料與密封流體還要有很好的曼潤。
五、機械密封其結構簡單
密封環結構應力求簡單對稱,優先考慮用整體型結構,也可采用組合式(如鑲裝式)密封環,盡量避免用密封端面噴涂式結構。
六、密封環要容易加工制造
機械密封在安裝和維修要方便,價格要低廉。
動設備密封問題是伴隨著設備的運行而始終存在的,今天特意為大家梳理出了動設備上常用的
各類密封形式和使用范圍以及特點,讓大家能夠對密封問題有一個更深的了解。
盤根通常由較柔軟的線狀物編織而成,通過截面積是正方形的條狀物填充在密封腔體內,靠壓蓋產生壓緊力,壓緊填料,迫使填料壓緊在密封表面(軸的外表面和密封腔)上,產生密封效果的徑向力,因而起密封作用。
盤根填料所選擇的制造材料,決定了盤根的密封效果,一般來說盤根制造材料要受工作介質溫度、壓力及酸堿度的限制,且盤根所工作的機械設備的表面粗糙程度、偏心及線速度等,也會對盤根的材質選擇有所要求。
石墨盤根能耐高溫、高壓,是解決高溫、高壓密封問題的最有效的產品之一。耐腐蝕,密封性能優異,且作用穩定、可靠。
芳綸盤根是一種高強度的有機纖維,編織成的盤根再經浸漬聚四氟乙烯乳液和潤滑劑。
聚四氟乙烯盤根是以純聚四氟乙烯分散樹脂為原料,先制成生料薄膜,再經過捻線,編強織成盤根.可廣泛用于食品、制藥、造紙化纖等有較高清潔度要求,和有強腐蝕性介質的閥門、泵上。
機封總是由旋轉部件(黃色部分)和靜止部件(橙色部分)兩大部分組成,兩相對運動的動,靜環面成為密封的主密封面。
機械密封亦稱端面密封,按國家有關標準定義為:由至少一對垂直于旋轉軸線的端面在流體壓力和補償機構的彈力(或磁力)作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動,而構成的防止流體泄漏的裝置。
干氣密封即“干運轉氣體密封”是將開槽密封技術用于氣體密封的一種新型軸端密封,屬于非接觸密封。
密封性能好,壽命長,不需密封油系統,功率消耗少,操作簡單及運行維護費用低。干氣密封作為不需任何密封端面冷卻和潤滑用油的無維修密封系統,正取代浮環密封和迷宮密封而成為石化行業高速離心壓縮機軸封的主體密封。
離心式壓縮機等高速等高速流體機械,適用于少量工藝氣泄漏到大氣中無危害的工況,如空壓機,氮壓機等。
迷宮密封是在轉軸周圍設若干個依次排列的環行密封齒,齒與齒之間形成一系列截流間隙與膨脹空腔,被密封介質在通過曲折迷宮的間隙時產生節流效應而達到阻漏的目的。
迷宮密封是離心式壓縮機級間和軸端最基本的密封形式,根據結構特點的不同,可分為平滑式、曲折式、階梯式及蜂窩式等四種類型。
平滑式迷宮密封有整體和鑲片兩種結構,它結構簡單,便于制造,但密封效果較差。
曲折式迷宮密封也分整體和鑲片兩種結構,這種迷宮密封的結構特點,是密封齒的伸出高度不一樣,而且高低齒相間排列,與之相配的軸表面,是特制的凹凸溝槽,這種高低齒與凹凸槽相配合的結構,使平滑的密封間隙變成了曲折式,因此,增加了流動阻力,提高了密封效能。但只能用在有水平剖分面的缸體或隔板中,并且密封體也要作成水平剖分型。
階梯式迷宮密封從結構上分析它類似于平滑式迷宮密封,而密封效果卻與曲折式迷宮密封近似,常用于葉輪蓋板和平衡盤處。
蜂窩式迷宮密封的密封齒片焊成蜂窩狀,以形成復雜形狀的膨脹室,它的密封性能優于一般密封形式,適用于壓力差較大的場合,如離心式壓縮機的平衡盤密封。蜂窩式迷宮密封制造工藝復雜,密封片強度高,密封效果較好。
油封密封
是一種自緊式唇狀密封,其結構簡單,尺寸小,成本低廉,維護方便,阻轉矩較小,既能防止介質泄漏,也能防止外部塵土和其它有害物質侵入,而且對磨損有一定的補償能力,但不耐高壓,所以一般用在低壓場合的化工泵上。
化工泵在與運轉時,副葉輪所產生的壓頭平衡了主葉輪出口高壓液體,從而實現密封。停車時,副葉輪不起作用,因此必須同時配備停車密封裝置解決停車時可能產生的化工泵泄漏。副葉輪密封結構簡單、密封可靠、使用壽命長,化工泵運轉中可實現滴水不漏,因此在化工泵輸送含雜質介質的泵上經常采用。
螺旋密封也是動力密封的一種形式,它是在旋轉的軸上或者在軸的包容套上加工出螺旋槽,軸和套之間充有密封介質。軸的旋轉使螺旋槽產生類似于泵的輸送作用,從而阻止密封液的泄漏。其密封能力的大小與螺旋角度、螺距、齒寬、齒高、齒的作用長度以及軸與套之間的間隙大小有關。由于密封之間不發生磨擦,因而壽命長,但由于結構空間的限制,其螺旋長度一般較短,因而其密封能力也受到局限。在泵降速使用時,其密封效果則會大打折扣。

▼點擊“閱讀原文”進入“優秀小說選讀頻道"