「机械密封又称端面密封,近几十年来,机械密封技术有了很大的发展,在石油、化工、轻工、冶金、机械、航空和原子能等工业中获得了广泛的应用。」
机械密封的工作原理与结构
机械密封是靠一组研配的密封端面形成的动密封。机械密封的种类很多,但工作原理基本相同,其典型结构下图所示。

1-静环;2-动环;3-压盖;4-弹簧;5-传动座;6-固定销钉;7,8-O形密封圈;9-防转销
机械密封主要由四大组成部分:由动环2和静环1组成的主要动密封件,动环与泵轴一起旋转,静环固定在压盖3内,用防转销9来防止它转动,靠动环与静环的接触端面A在运动中始终贴合,实现密封;由各静密封点(B、C、D点)所用的〇形或V形密封圈7和8组成的辅助密封元件;由弹簧4等元件组成的压紧元件;由传动座5及键或固定销钉6等组成的传动元件。
机械密封中一般有四个可能泄漏点A、B、C和D。密封点A在动环与静环的接触面上,它主要靠泵内液体压力及弹簧力将动环压贴在静环上,防止A点泄漏。但两环的接触面A上总会有少量液体泄漏,它可以形成液膜,一方面可以阻止泄漏,另一方面又可起润滑作用。为保证两环的端面贴合良好,两端面必须平直光洁。密封点B在静环与压盖之间,属于静密封点。用有弹性的0形(或V形)密封圈压于静环和压盖之间,靠弹簧力使弹性密封圈变形而密封。密封点C在动环与轴之间,此处也属静密封,考虑到动环可以沿轴向窜动,可采用具有弹性和自紧性的V形密封圈来密封。密封点D在密封箱与压盖之间,也是静密封,可用密封圈或垫片作为密封元件。
从结构上看,机械密封将容易泄漏的轴封,改为较难泄漏的静密封和端面径向接触的动密封。由动环端面与静环端面相互贴合的径向接触动密封是决定机械密封性能和寿命的关键。
与填料密封相比,机械密封的主要优点是:泄漏量小,一般为10ml/h,仅为填料密封的1%;寿命长,一般可连续使用1~2年;运转中不需要人工调整,能够实现自动补偿;对轴的精度和表面粗糙度要求相对较低,对轴的振动敏感性相对较小,而且轴不受磨损;功率消耗少,约为填料密封的20%~30%;密封参数高,适用范围广,可用于高温、低温、强腐蚀、高速等工况。但是,机械密封结构复杂、造价较高,对密封元件的制造要求及安装要求较高,因此多用于对密封要求比较严格的场合。
机械密封的技术要求
一、有足够的强度和刚度:
在工作条件下如压力、温度和骨动速度等不损坏,变形应尽量的小,工作条件波动时仍能保持密封性。其是机撼密封端面要有足够的强度以及一定的耐腐蚀能力,以保证产品有满意的使用寿命。
二、有良好的耐热冲能力:
为此,要求材料有较高的导热系数和较小的线膨胀系数,承受热冲击时不至于开裂。
三、较小的摩系数:
密封环匹配应有较小的摩擦系数量
四、良好的自润骨性
工作中如发生短时间的干摩擦,不损伤密封端面。因此,密封环要有良好的自润骨性,密封环材料与密封流体还要有很好的曼润。
五、机械密封其结构简单
密封环结构应力求简单对称,优先考虑用整体型结构,也可采用组合式(如镶装式)密封环,尽量避免用密封端面喷涂式结构。
六、密封环要容易加工制造
机械密封在安装和维修要方便,价格要低廉。
动设备密封问题是伴随着设备的运行而始终存在的,今天特意为大家梳理出了动设备上常用的
各类密封形式和使用范围以及特点,让大家能够对密封问题有一个更深的了解。
盘根通常由较柔软的线状物编织而成,通过截面积是正方形的条状物填充在密封腔体内,靠压盖产生压紧力,压紧填料,迫使填料压紧在密封表面(轴的外表面和密封腔)上,产生密封效果的径向力,因而起密封作用。
盘根填料所选择的制造材料,决定了盘根的密封效果,一般来说盘根制造材料要受工作介质温度、压力及酸碱度的限制,且盘根所工作的机械设备的表面粗糙程度、偏心及线速度等,也会对盘根的材质选择有所要求。
石墨盘根能耐高温、高压,是解决高温、高压密封问题的最有效的产品之一。耐腐蚀,密封性能优异,且作用稳定、可靠。
芳纶盘根是一种高强度的有机纤维,编织成的盘根再经浸渍聚四氟乙烯乳液和润滑剂。
聚四氟乙烯盘根是以纯聚四氟乙烯分散树脂为原料,先制成生料薄膜,再经过捻线,编强织成盘根.可广泛用于食品、制药、造纸化纤等有较高清洁度要求,和有强腐蚀性介质的阀门、泵上。
机封总是由旋转部件(黄色部分)和静止部件(橙色部分)两大部分组成,两相对运动的动,静环面成为密封的主密封面。
机械密封亦称端面密封,按国家有关标准定义为:由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构的弹力(或磁力)作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动,而构成的防止流体泄漏的装置。
干气密封即“干运转气体密封”是将开槽密封技术用于气体密封的一种新型轴端密封,属于非接触密封。
密封性能好,寿命长,不需密封油系统,功率消耗少,操作简单及运行维护费用低。干气密封作为不需任何密封端面冷却和润滑用油的无维修密封系统,正取代浮环密封和迷宫密封而成为石化行业高速离心压缩机轴封的主体密封。
离心式压缩机等高速等高速流体机械,适用于少量工艺气泄漏到大气中无危害的工况,如空压机,氮压机等。
迷宫密封是在转轴周围设若干个依次排列的环行密封齿,齿与齿之间形成一系列截流间隙与膨胀空腔,被密封介质在通过曲折迷宫的间隙时产生节流效应而达到阻漏的目的。
迷宫密封是离心式压缩机级间和轴端最基本的密封形式,根据结构特点的不同,可分为平滑式、曲折式、阶梯式及蜂窝式等四种类型。
平滑式迷宫密封有整体和镶片两种结构,它结构简单,便于制造,但密封效果较差。
曲折式迷宫密封也分整体和镶片两种结构,这种迷宫密封的结构特点,是密封齿的伸出高度不一样,而且高低齿相间排列,与之相配的轴表面,是特制的凹凸沟槽,这种高低齿与凹凸槽相配合的结构,使平滑的密封间隙变成了曲折式,因此,增加了流动阻力,提高了密封效能。但只能用在有水平剖分面的缸体或隔板中,并且密封体也要作成水平剖分型。
阶梯式迷宫密封从结构上分析它类似于平滑式迷宫密封,而密封效果却与曲折式迷宫密封近似,常用于叶轮盖板和平衡盘处。
蜂窝式迷宫密封的密封齿片焊成蜂窝状,以形成复杂形状的膨胀室,它的密封性能优于一般密封形式,适用于压力差较大的场合,如离心式压缩机的平衡盘密封。蜂窝式迷宫密封制造工艺复杂,密封片强度高,密封效果较好。
油封密封
是一种自紧式唇状密封,其结构简单,尺寸小,成本低廉,维护方便,阻转矩较小,既能防止介质泄漏,也能防止外部尘土和其它有害物质侵入,而且对磨损有一定的补偿能力,但不耐高压,所以一般用在低压场合的化工泵上。
化工泵在与运转时,副叶轮所产生的压头平衡了主叶轮出口高压液体,从而实现密封。停车时,副叶轮不起作用,因此必须同时配备停车密封装置解决停车时可能产生的化工泵泄漏。副叶轮密封结构简单、密封可靠、使用寿命长,化工泵运转中可实现滴水不漏,因此在化工泵输送含杂质介质的泵上经常采用。
螺旋密封也是动力密封的一种形式,它是在旋转的轴上或者在轴的包容套上加工出螺旋槽,轴和套之间充有密封介质。轴的旋转使螺旋槽产生类似于泵的输送作用,从而阻止密封液的泄漏。其密封能力的大小与螺旋角度、螺距、齿宽、齿高、齿的作用长度以及轴与套之间的间隙大小有关。由于密封之间不发生磨擦,因而寿命长,但由于结构空间的限制,其螺旋长度一般较短,因而其密封能力也受到局限。在泵降速使用时,其密封效果则会大打折扣。

▼点击“阅读原文”进入“优秀小说选读频道"