機(jī)械密封的基本結(jié)構(gòu)工作原理和常見(jiàn)形式
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核心提示:機(jī)械密封是由一對(duì)或者數(shù)對(duì)動(dòng)環(huán)與靜環(huán)組成的平面摩擦副構(gòu)成的密封裝置。
依靠彈性構(gòu)件和密封介質(zhì)的壓力在旋轉(zhuǎn)的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的接觸表面,產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲壕o力,使這兩個(gè)端面緊密貼合,密封端面之間維持一層極薄的液體膜而達(dá)到密封的目的。這層液膜具有流體動(dòng)壓力與靜壓力,起潤(rùn)滑和平衡壓力的作用。
一.基本原件,結(jié)構(gòu)
1.端面密封副(靜、動(dòng)環(huán))
端面密封副的作用是使密封面緊密貼合,防止介質(zhì)泄漏。
它要求靜、動(dòng)環(huán)具有良好的耐磨性,動(dòng)環(huán)可以軸向靈活地移動(dòng),自動(dòng)補(bǔ)償密封面磨損,使
之與靜環(huán)良好地貼合;靜環(huán)具有浮動(dòng)性,起緩沖作用。為此密封面要求有良好的加工質(zhì)量,保證密封副有良好的貼合性能。
2.彈性元件(彈簧、波紋管、隔膜)
它主要起預(yù)緊、補(bǔ)償和緩沖的作用,要求始終保持足夠的彈性來(lái)克服輔助密封和傳動(dòng)件的摩擦和動(dòng)環(huán)等的慣性,保證端面密封副良好的貼合和動(dòng)環(huán)的追隨性,材料要求耐腐蝕、耐疲勞。
3.輔助密封(& 形圈、. 形圈、/ 形圈、楔形圈和異形圈)
它主要起靜環(huán)和動(dòng)環(huán)的密封作用,同時(shí)也起到浮動(dòng)和緩沖作用。要求靜環(huán)的密封元件能保證靜環(huán)與壓蓋之間的密封性和靜環(huán)有一定的浮動(dòng)性,動(dòng)環(huán)的密封元件能保證動(dòng)環(huán)與軸或軸套之間的密封性和動(dòng)環(huán)的浮動(dòng)性。材料要求耐熱、耐寒并能與介質(zhì)相容。
4.傳動(dòng)件(傳動(dòng)銷(xiāo)、傳動(dòng)環(huán)、傳動(dòng)座、傳動(dòng)鍵、傳動(dòng)突耳或牙嵌式聯(lián)結(jié)器)
它起到將軸的轉(zhuǎn)矩傳給動(dòng)環(huán)的作用。材料要求耐磨和耐腐蝕。
5.緊固件(緊定螺釘、彈簧座、壓蓋、組裝套、軸套)
它起到靜、動(dòng)環(huán)的定位、緊固的作用。要求軸向定位正確,保證一定的彈簧壓縮量,使密封副的密封面處于正確的位置并保持良好的貼合。同時(shí)要求拆裝方便、容易就位、能重復(fù)利用。與輔助密封配合處,安裝密封圈要有導(dǎo)向倒角和壓彈量,應(yīng)特別注意動(dòng)環(huán)輔助密封件與軸套配合處要求耐磨損和耐腐蝕,有必要時(shí)與軸套配合處可采用硬面覆層。
6.防轉(zhuǎn)件(防轉(zhuǎn)銷(xiāo))
它起到防止靜環(huán)轉(zhuǎn)動(dòng)和脫出的作用。要求有足夠的長(zhǎng)度,防止靜環(huán)在負(fù)壓下脫出,并要求正確定位,防止靜環(huán)隨動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)。材料上要求耐腐蝕,在必要時(shí)中間可加四氟乙烯套,以免損壞碳石墨靜環(huán)。
二.工作原理,基本動(dòng)作
機(jī)械密封是由一對(duì)或者數(shù)對(duì)動(dòng)環(huán)與靜環(huán)組成的平面摩擦副構(gòu)成的密封裝置。
依靠彈性構(gòu)件和密封介質(zhì)的壓力在旋轉(zhuǎn)的動(dòng)環(huán)和靜環(huán)的接觸表面,產(chǎn)生適當(dāng)?shù)膲壕o力,使這兩個(gè)端面緊密貼合,密封端面之間維持一層極薄的液體膜而達(dá)到密封的目的。這層液膜具有流體動(dòng)壓力與靜壓力,起潤(rùn)滑和平衡壓力的作用。
1. 當(dāng)旋轉(zhuǎn)軸(或軸套)9旋轉(zhuǎn)時(shí),通過(guò)緊定螺絲10和彈簧2帶動(dòng)動(dòng)環(huán)3旋轉(zhuǎn)。
2. 防轉(zhuǎn)銷(xiāo)6固定在靜止的壓蓋4上,防止靜環(huán)7轉(zhuǎn)動(dòng)。
3. 當(dāng)密封端面磨損時(shí),動(dòng)環(huán)3連同動(dòng)環(huán)密封圈8在彈簧2推動(dòng)下,沿軸向產(chǎn)生微小移動(dòng),達(dá)到一定的補(bǔ)償能力,所以稱為補(bǔ)償環(huán)。
靜環(huán)通常不具有補(bǔ)償能力,稱為非補(bǔ)償環(huán),通過(guò)不同的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),補(bǔ)償環(huán)可由動(dòng)環(huán)承擔(dān),也可由靜環(huán)承擔(dān)。由補(bǔ)償環(huán),彈性原件和副密封等機(jī)構(gòu)組成的組件為補(bǔ)償環(huán)組件
密封面定位情況
典型接觸式集裝機(jī)械密封有4個(gè)密封部位:
A. 為端面密封,也叫主密封,決定機(jī)械密封摩擦、磨損和密封性能的關(guān)鍵,也決定了機(jī)械密封的壽命。機(jī)械密封的泄漏80%-95%由于密封端面密封副造成的。要求接觸面保持平行,表面粗糙度要求高Ra=0.05-0.20微米,平面度<0.9微米。對(duì)于不同戒指,要求用合適的密封副材料組合,注意耐磨損,耐腐蝕,選用合適的幾何參數(shù),主要指面積比和寬徑比,還有性能參數(shù),指的是比壓,彈簧載荷等。
B. 靜環(huán)7與壓蓋4之間的密封,決定機(jī)械密封密封性和動(dòng)環(huán)追隨性的關(guān)鍵。
C. 動(dòng)環(huán)3與旋轉(zhuǎn)軸(或軸套)9過(guò)盈面之間的密封,因?yàn)槟茈S補(bǔ)償環(huán)軸向的移動(dòng)并其到密封作用,所以又稱副密封。此密封面要防止因銹蝕,水垢,結(jié)焦或化學(xué)反應(yīng)物料堆積而造成動(dòng)環(huán)不工作。
D. 壓蓋4與泵殼11端面之間的密封。應(yīng)根據(jù)密封介質(zhì)選用相容材料的密封墊或其他相應(yīng)的配合。
B,D,C三處是靜止密封,一般不易發(fā)生泄漏,A處為端面相對(duì)旋轉(zhuǎn)密封,只要設(shè)計(jì)合理即可達(dá)到減少泄漏的目的
基本形式:
一. 接觸式和非接觸式密封
接觸式: 密封面微凸體接觸的機(jī)械密封,密封面間隙h=0.5—1微米
非接觸式: 封氣體
二. 內(nèi)裝式和外裝式密封
內(nèi)裝式:靜環(huán)裝在壓蓋內(nèi)側(cè)
外裝式:靜環(huán)裝在壓蓋外側(cè)
三. 內(nèi)流式和外流式密封
內(nèi)流式:密封流體在密封端面間的泄露方向和離心力方向相反的機(jī)械密封
外流式:反之為外流式
四. 旋轉(zhuǎn)式和靜止式
旋轉(zhuǎn)式:彈性元件隨軸旋轉(zhuǎn)的機(jī)械密封稱為旋轉(zhuǎn)式機(jī)械密封
靜止式:反之為靜止式
五. 平衡性和非平衡性
平衡性:面積比B<1的機(jī)械密封為平衡式機(jī)械密封
非平衡性: 面積比大于等于1為非平衡式機(jī)械密封。
(載荷面積/接觸面積=B)
六. 單彈簧式和多彈簧式
單彈簧式:只有一個(gè),集中大彈簧的機(jī)械密封
多彈簧式:有多個(gè)點(diǎn)布小彈簧的機(jī)械密封為多彈簧式機(jī)械密封
七. 臥式和立式
跟機(jī)械密封在所屬設(shè)備的工作位置有關(guān)。例如,如果泵是臥式的,則泵軸也是水平放置的,那么就把密封安裝成臥式的,稱為臥式密封。同樣,立式泵用立式密封。
在攪拌器和反應(yīng)釜設(shè)備上,更常見(jiàn)的裝置是立式的(軸頂部進(jìn)料)和臥式的(軸側(cè)位進(jìn)料)。這種設(shè)備存在第3種安裝類(lèi)型,即另一種立式安裝(軸底部進(jìn)料
八. 單密封,雙密封及多密封
顧名思義
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