机械密封全面讲解

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2021/3/21
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目 录
一、机械密封原理 二、机械密封的基本零件 三、机械密封的计算 四、机械密封用材料 五、机械密封辅助系统 六、机械密封性能的影响因素 七、石化行业典型泵的密封 八、机械密封的安装和使用 九、机械密封故障分析 十、补充内容
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一、机械密封原理
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（七）内装式和外装式机械密封（图1-3）
（1） 内装式：静环装在压盖内侧，静环端面面向工作腔。
（用于温度、压力较高，腐蚀性不强的场合）
（2） 外装式：静环装在压盖外侧，静环端面背向工作腔。
（用于低压、腐蚀性强的场合）
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（八）内流式和外流式机械密封 （一般和内装式、外装式一致）
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。）
转轴
在国家有关标准中的定义：由至少一对垂直于旋
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，以及辅助密封圈的配合下， 该对端面保持贴合并相
（一）定义与组成（图1-1）
组成:
1.密封端面： 动环、静环─摩擦副 2.缓冲补偿机构： 由弹性元件(圆柱弹簧、 圆锥弹簧、波片弹簧、 波纹管等)构成。—使 贴合; 3.辅助密封圈： 包括动环密封圈、静环 密封圈等，有各种形式： 如O型圈、V型圈、楔形 圈等
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（用
机械密封是一种用于旋转流体机械的轴封装置。
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
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（二）摩擦副匹配要考虑的因素
❖避免了补偿环密封圈因轴串、振动所产生的磨损。 ❖金属波纹管用于高温介质 ❖聚四氟乙烯波纹管用于腐蚀性介质。
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（十五）集装式机械密封（图1-6 ）
❖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。
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（十三）串联式机械密封（图1-5）
❖两套密封沿同一方向布置，密封腔压力逐级降低, ❖用于高压场合。
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（十四）波纹管机械密封
❖去 掉 了 补 偿 环 密 封 圈 及 其 摩 擦 阻 力 ， 补 偿 环 密 封 圈 改 至 弹 簧 座 处 , 补偿环追随性提高.
对滑动，而构成的防止流体泄漏的装置。
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（三）密封机理 1、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和（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，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，静密封点，密封圈与相配合件之间相对静止;
外流式、内流式密封
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（六）旋转式和静止式机械密封（图1-2）
（1）旋转式：补偿机构（弹性元件）随轴旋转。) （由于安装方便，普 通密封大多采用，但易产生不平衡，不能用于高速, 且消耗搅拌功率
（2）静止式：补偿机构（弹性元件）不随轴旋转。（用于高速）
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泄漏点4—压盖与腔体间的密封圈，静密封点，密封圈与相配合件之间相 对静止.
2、传动关系
轴或轴套───紧固螺钉5──弹簧座4──弹簧3─补偿环1 压盖──防转销8─非补偿环6
3、原理
通过一系列零件将径向密封转化为轴向密封，在弹簧和介质压力
共同作用下，对由于设备运行所造成的轴向磨损可以及时补偿，使轴
向密封面始终保持贴合。由于机械密封（轴向密封）在运行中可以对
轴向磨损进行补偿，而填料密封（径向密封）不能对径向磨损进行补
偿，故机械密封比填料密封寿命长。
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（四）辅助设施
冷却
通过冲洗、冷却、过滤、分离等方式进行
和润滑，从而改善密封的工作环境，减少密封的泄
漏量，延长使用寿命。应当把它看作机械密封的组
成部分。
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（1）内流式：泄漏方向朝向轴心。（一般密封都采用 这
种结构）
（2）外流式：泄漏方向朝向离心力方向。（泄漏量大，
只有在压力、温度都不高的腐蚀性介质中用） （九）多弹簧和单弹簧机械密封
（1）多弹簧：（又叫小弹簧，轴向尺寸小，轴向弹力均
匀）宜用于高速，不宜用于腐蚀性介质。
（2）单弹簧：（又叫大弹簧，轴向尺寸大，轴向弹力不
均匀）不宜用于高转速的场合。
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（十）平衡型和非平衡型机械密封 （1）平衡型：载荷系数K＜1.0 （用于高压场合） （2）非平衡型：载荷系数K≥1.0 （用于普通压力场合）
（十一）补偿机构形式
（1）磁力：系统压力较低时用 （2）波片弹簧、锥形弹簧、螺旋圆柱大弹簧、小弹簧
（3）橡胶波纹管、聚四氟乙烯波纹管、金属波纹管
（五）机械密封的种类
1、 按使用条件分类
（1）高速密封（ZBJ22-001-88：线速度25～100m/s）和普通密 封
（2）高压和低压密封
（3）高温、常温和低温密封
（4）泵用、釜用和压缩机用密封
（5）耐腐蚀、抗颗粒机械密封
2、 通常按结构分类
多弹簧、单弹簧密封
旋转式、静止式密封
外装式、内装式密封
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二、机械密封的基本零件
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
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（十二）双端面机械密封（图1-4 ）
两套密封面对面或背对背安装在一起。
用于工作介质有毒、易燃、易爆、易挥发、易结晶、高温、 低温，或气体、高真空度等场合。
两套密封之间形成一个密封腔，在密封腔中引入封液：堵封、 润滑、冷却，选洁净、润滑性好的封液介质。
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