機(jī)械密封的應(yīng)用原理及特點(diǎn)
一、應(yīng)用原理
機(jī)械密封,確切地說(shuō),旋轉(zhuǎn)機(jī)械端面密封是一種靠彈性元件對(duì)靜、動(dòng)環(huán)端面摩擦副的預(yù)緊和介質(zhì)壓力與彈性元件壓力的壓緊達(dá)到密封的軸向密封裝置.
構(gòu)成機(jī)械密封的主要元件有:端面摩擦副(靜環(huán)1和動(dòng)環(huán)2),彈性元件(彈簧4),輔助密封件(0形環(huán)8、9),傳動(dòng)件(傳動(dòng)銷3、傳動(dòng)螺釘6、7),防轉(zhuǎn)件(防轉(zhuǎn)銷10)和固緊件(彈簧5和壓蓋11).
機(jī)械密封基本元件的作用如下:
(1)端面摩擦副(動(dòng)、靜環(huán))保持緊密貼合組成密封面防止介質(zhì)泄漏.要求動(dòng)、靜環(huán)具有良好的耐磨性,動(dòng)環(huán)可以軸向移動(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)有浮動(dòng)性,起緩沖作用.
(2)彈性元件(彈簧、波紋板、蛇形套等)主要起補(bǔ)償、預(yù)緊及緩沖作用,也是對(duì)密封端面產(chǎn)生合理比壓的因素.要求始終保持彈性來(lái)克服輔助密封和傳動(dòng)件的摩擦,啟動(dòng)環(huán)補(bǔ)償作用.材料要求耐腐蝕0
(3)輔助密封(0形環(huán)、V形環(huán)、楔形環(huán)及其他異形密封環(huán))主要起到靜環(huán)和動(dòng)環(huán)的密封作用,同時(shí)也起到浮動(dòng)性和緩沖的作用.要求靜環(huán)的輔助密封元件保證靜環(huán)與壓蓋之間的密封性,使靜環(huán)有一定的浮動(dòng)性;動(dòng)環(huán)的輔助密封元件保證動(dòng)環(huán)與軸或軸套之間的密封.材料要求耐熱、耐寒方面與介質(zhì)接近.
(4)傳動(dòng)件(傳動(dòng)銷、傳動(dòng)環(huán)、傳動(dòng)座、傳動(dòng)套、傳動(dòng)鍵、傳動(dòng)突耳或牙嵌式聯(lián)接器),其作用是將軸的轉(zhuǎn)矩傳給動(dòng)環(huán).材料要求耐腐蝕和耐磨損.
(5)固緊件(緊定螺釘、彈簧座、壓蓋、組裝套、軸套)起著靜、動(dòng)環(huán)的定位、固緊作用.要求定位正確,保證摩擦副密封面處于正確的位置,并且保持良好貼合的彈簧比壓;同時(shí)要求拆裝方便,容易就位,能重復(fù)使用.與輔助密封配合處應(yīng)注意安裝密封環(huán)的倒角和壓彈量,特別注意動(dòng)環(huán)密封圈與軸套配合處,要求耐腐蝕和耐磨損,必要時(shí)采用硬面復(fù)層.
機(jī)械密封的可能泄漏途徑,主要有三個(gè):
(1)端面摩擦副的密封面處泄漏A,這是主要密封面,決定機(jī)械密封摩擦和密封性能
的關(guān)鍵,同時(shí)也決定機(jī)械密封的工作壽命.因此,對(duì)接觸端面的要求很高,粗糙度要求接近鏡面,平面度須達(dá)0.O009mm.對(duì)于不同介質(zhì),要求用合適的摩擦副材料組合,注意耐磨損、耐腐蝕,選用合適的幾何參數(shù)(載荷系數(shù)、寬徑比等)和性能參數(shù)(比壓、彈簧、壓力比等).
(2)靜環(huán)與壓蓋的靜環(huán)密封處泄漏曰和動(dòng)環(huán)與軸(軸套)的動(dòng)環(huán)密封處泄漏D,是輔助密封面,決定機(jī)械密封的密封性和動(dòng)環(huán)浮動(dòng)性的關(guān)鍵,特別是動(dòng)環(huán)與軸(軸套)的密封面,首先應(yīng)防止銹蝕水垢或化學(xué)反應(yīng)物料堆積造成動(dòng)環(huán)“擱住”(不彈).
(3)壓蓋與密封箱體的靜密封C和軸套與軸的靜密封E,這兩處均為靜密封,可根據(jù)密封介質(zhì)選用相容的材料.此外,動(dòng)環(huán)如采用鑲嵌結(jié)構(gòu),也可能在鑲嵌結(jié)合面處有泄漏,必須注意該處的配合.
二、特點(diǎn)
機(jī)械密封泄漏量比填料密封小得多,一般為0.O1~3mL/h.
機(jī)械密封是一種旋轉(zhuǎn)軸密封,或稱旋轉(zhuǎn)機(jī)械端面密封,于1885年在英國(guó)作為專利出現(xiàn),直到l900年才開始應(yīng)用.1920年用于冷凍裝置,在此以前作為軸承密封,此時(shí)機(jī)械密封的使用參數(shù)很低.直到1930年開始用于內(nèi)燃機(jī)水泵.1939~1945年,由于石油化工的發(fā)展和材料方面出現(xiàn)石墨、陶瓷、硬質(zhì)合金,加工技術(shù)中表面粗糙度提高,使用參數(shù)有了提高,機(jī)械密封在美國(guó)得到普及和推廣,并應(yīng)用到石油和化學(xué)工業(yè)中,出現(xiàn)了平衡型密封.前蘇聯(lián)在50年代中期將機(jī)械密封用到煉油廠的離心油泵中,在我國(guó)蘭州煉油廠建設(shè)中,離心油泵中就帶有機(jī)械密封.我國(guó)60年代初自制了機(jī)械密封并推廣應(yīng)用,其他煉油廠也逐個(gè)推廣使用并作了改進(jìn).60年代中期,在引進(jìn)的鉑重整裝置中幾乎都采用機(jī)械密封,這對(duì)煉油行業(yè)機(jī)械密封技術(shù)的發(fā)展有了很大的幫助.隨著我國(guó)石油化學(xué)工業(yè)的發(fā)展,各廠礦、有關(guān)校、所都對(duì)機(jī)械密封進(jìn)行了深入研究,我國(guó)已有了自己的機(jī)械密封系列,專業(yè)制造廠達(dá)近百家之多.但機(jī)械密封在結(jié)構(gòu)、材料和輔助措施等方面還在不斷地發(fā)展和更新.
從選用、運(yùn)行和維護(hù)角度,有四個(gè)重點(diǎn)問(wèn)題.即結(jié)構(gòu)型式的選擇;密封元件材料的選用;密封腔的潤(rùn)滑、沖洗和冷卻的正常運(yùn)行;正確的安裝.