流体密封【第二讲 流体动密封】.docx

流体密封【第二讲流体动密封】第二讲流体动密封第一章机械密封的原理及分类一、机械密封的原理1、定义：机械密封（又称端面密封）指由两个圆环组成的一对密封元件，在其垂直于轴线的光洁而平直的表面上相互贴合，并作相对转动而构成的密封装置。2、组成：静环、动环，弹簧加荷装置、密封圈辅助（动环密封圈、静环密封圈）。3、机械密封的密封点：（1）静环与压盖之间（2）相对旋转密封点（3）动环与轴（或轴套）（4）压盖上密封垫片（5）轴套与轴之间。二、机械密封的优缺点（与填料密封比较）1、优点：（1）结构可靠，不泄漏或少泄漏，泄漏量是填料密封的1/10。（2）使用寿命长，正确设计、使用的机械密封可连续运行1～2年或更长时间。（3）磨擦损失小。填料密封是靠盘根压紧轴或轴套上起密封作用，填料与轴直接接触，填料压得愈紧，摩擦力就越大，消耗的功率也愈大。机械密封摩擦处于半液体摩擦状态，材料的摩擦系数又很小，故所耗功率小。一般，机械密封的功率损失约为填料密封的10～20%。（4）轴或轴套不受磨损。（5）适用范围广：高温、低温、高压、高真空、易燃、剧毒、强腐蚀性介质都可选用相配的机械密封。2、缺点：机械密封比填料密封复杂，加工要求较高，并需要一定的安装技术，价格比填料密封贵得多。三、机械密封的分类1、内装式与外装式内装式是弹簧置于工作介质之内，外装式是弹簧置于工作介质之外（1）内装式特点：A、摩擦副处于介质中，润滑冷却效果好。B、受力情况好，F弹、F介方向一致。C、泄漏方向与离心力方向相反，阻止介质外泄。（2）外装式特点：A、大部分零件与介质接触，选用材料方便。B、大部分零件在外便于观察、调整、安装。C、受力不好，F弹与F介方向相反，密封面易脱开。D、泄漏方向与离心力方向一致，介质易外泄。2、单（大）弹簧与多（小）弹簧特点比较：（1）弹簧比压均匀性：多弹簧好。（2）转速高时，高速偏移：多弹簧更稳定。（3）耐蚀性：同样工况下，大弹簧耐蚀性比小弹簧好。（4）介质中含有颗粒：弹簧压缩小弹簧易卡死。（5）弹簧高速范围：小弹簧范围大。（6）所占空间：大弹簧要求轴向尺寸大，径向尺寸小。小弹簧要求轴向尺寸小，径向尺寸大。3、平衡型与非平衡型内装式平衡型与非平衡型机械密封受力如图示：图（1）K内≥为非平衡型（2）O4、旋转式与静止式旋转式即是弹簧装置随轴转动，静止式即弹簧装置不转动。一般的机械密封都是采用旋转式，高转速情况下，弹簧及其它转动零件产生的离心力很大，动平衡要求高，有的介质经强烈搅动后易结晶，在这种情况下采用静止式较适宜。5、单端面与双端面从结构比较来看，单端面比双端面简单，在制造和拆装上都较容易，因而使用很普遍。双端面机械密封由于结构较为复杂，要通入带压液体（封液）至密封腔内起“堵封”和润滑作用，需另设一套装置，目前应用较少，只使用于特殊工况、介质。6、焊接金属波纹管密封：高温密封第二章机构密封的选型一、掌握确切的工况条件：1、介质的特点：腐蚀性能、润滑性能、粘度、结晶倾向、含杂质情况，杂质特性、沸点、易燃易爆性、贵重程度、毒害程度等。2、压力：压力大小，压力波动性等。3、温度：温度大小，温差变化等。4、速度：转速、线速度，开停频繁程度等。5、设备状况：轴封部位结构，旋转方向，轴材质、机械密封材质，可否加封液等。6、环境：泄漏液排放，冲洗液可能性等。二、机械密封的选型1、机械密封的结构型式的选择根据机械密封的分类，确定选择单端面或双端面，平衡型或非平衡型，内装式或外装式，旋转式或静止式，大弹簧或小弹簧结构，同时确定采用的机械密封标准。选用非平衡型密封和平衡型密封取决于密封液体的压力、液体性质、密封端面的圆周速度、温度等。通常液体压力在0.49～0.98MpaG以上时采用平衡型密封，低于此值采用非平衡型。与非平衡密封相比，平衡型密封的密封端面润滑较好，因此，即使在液体压力较低时，高速密封、润滑性差的液体介质的密封以及液化气之类低沸点液体的密封也可采用平衡型密封。至于外装式密封，由于其密封环承受内压，所以只能在较低的压力下使用，但由于它可安装在密封腔的外部，易调整，同时其泄漏方向和离心力作用方向一致，密封端面内侧的润滑性优异，故也可用于润滑性差的液体介质和高速密封等，但是泄漏量比内装式密封大。在选型时应尽可能选用结构简单、安装方便的单端面密封，只有在强腐蚀、高温、贵重介质时才选用双端面密封，在压力高时选用多级串联时密封。2、摩擦副配对的确定作为机封摩擦副材料，一般应具备下列条件：（1）磨损小具有自润滑性（2）耐热性好导热性能优良（3）耐蚀性能优良（4）机械强度高不变形（5）要有气密性（6）不损伤所配对的摩擦副材料（7）容易加工和成形3、辅助密封种类和材质的选定在机械密封中，辅助密封圈除了弹性支承以及起到防止泄漏的作用外，还具有缓冲振动的功能。辅助密封圈的型式有：O形圈、