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机械密封原理、形式冷却冲洗_图文

学习分情境一

机械密封的原理、形式和冷却冲洗

本次课的工作任务

一、机械密封的基本结构
机械密封是靠两个垂直于旋转轴线的光洁而平整的表面,在 加荷装置的作用下,互相紧密贴合并做相对转动构成的密封装置, 它是由动环、静环和动静环密封圈组成。构成机械密封的基本元 件有:1、动环 2、 静环 3、动环密封圈 4、静环密封圈 5、轴套、 压盖 6、弹簧等组成,如图3-33所示。

二、机械密封的泄漏点分析

三、机械密封基本元件的作用和要求如下

1.端面密封副(静、动环)端面密封副的作用是使密封面紧 密贴合,防止介质泄漏。它要求静、动环具有良好的耐磨性,动环 可以轴向灵活地移动,自动补偿密封面磨损,使之与静环良好地贴 合;静环具有浮动性,起缓冲作用。为此密封面要求有良好的加工 质量,保证密封副有良好的贴合性能。 2.弹性元件(弹簧、波纹管、) 它主要起补偿和缓冲的作用, 要求始终保持足够的弹性来克服辅助密封和传动件的摩擦和动环等 的惯性,保证端面密封副良好的贴合和动环的追随性,材料要求耐 腐蚀、耐疲劳。 3.辅助密封(0形圈、V 形圈、U 形圈、楔形圈和异形圈)它 主要起静环和动环的密封作用,同时也起到浮动和缓冲作用。要求 静环的密封元件能保证静环与压盖之间的密封性和静环有一定的浮 动性,动环的密封元件能保证动环与轴或轴套之间的密封性和动环 的浮动性。材料要求耐热、耐寒并能与介质相容。

4.传动件(传动销、传动环、传动座、传动键、传动突耳或 牙嵌式联结器)它起到将轴的转矩传给动环的作用。材料要求耐 磨和耐腐蚀。 5.紧固件(紧定螺钉、弹簧座、压盖、组装套、轴套)! 它 起到静、动环的定位、紧固的作用,要求轴向定位正确,保证一 定的弹簧压缩量,使密封副的密封面处于正确的位置并保持良好 的贴合。同时要求拆装方便、容易就位、能重复利用。与辅助密 封配处,安装密封圈要有导向倒角和压弹量,应特别注意动环辅 助密封件与轴套配合处要求耐磨损和耐腐蚀,有必要时与轴套配 合处可采用硬面覆层。

四、平衡型和非平衡型密封的划分
根据介质压力在端面上所引起的比压卸载情况进行划分。 平衡型非平衡型两种类型,如图3-35所示。不卸载的称非平衡 型, 卸载的称平衡型,部分卸载的称部分平衡型,全部卸载的称全平 衡型。

知识点一 机械密封的材料

一、机械密封的摩擦付材料 机械密封的摩擦副,(密封副)主要由动、静环组成。它要 求:耐磨性、耐腐蚀性、机械强度、良好的耐热性 、气密性好易加 工等优点。它的材质一般常用的有 1.硬质合金 硬质合金简称 WC 硬质合金是含有钴、烙、和钛的一类合金, 其中钴是一种粘合剂,钴的含量越高材料的强度就越低 牌号有: YG-6硬度在(HRA)89.5 ,YG-8硬度在(HRA)89YG-15硬度在 (HRA)87硬质合金有很高的硬度,它的硬度是高速刚20倍耐高温、 线胀系数小、摩檫系数低和组对性能好等特点,是机械密封不可缺 少的材料。 2.合金刚、高硅铁 合金刚 经过热处理后,硬度和耐磨性大大增高,加工制造比较 容易,成本比较低,常用的材料有3Gr13 4Gr13 9Gr18、W18G4v 制造动环连续运转两年高硅铁:高硅铁是含碳10%~17%,硅铁合 金它是一种优良的耐酸材料对硫酸、硝酸、有机酸等介质有良好的 耐腐蚀性,但不耐强碱、盐酸硬度HRC45~50。

3.S i C碳化硅材料 S i C碳化硅是国际上目前最先进的材料,我们抚顺公司进口泵以大部 采用此材料,它的减磨性能特别好,磨檫系数小,硬度高等优点,一般与 硬质合金组对。密封动静环的加工表面平面度在0.0009mm表面粗糙度在 0.05要求精度非常高。 4.石磨材料 碳石墨代号M121、耐温350℃;浸环氧树脂、代号有:M106H、 M120N、 M220N使用温度200℃;浸呋喃树脂 代号有M106K M120K 使 用温度200℃;碳石墨浸铝 代号有M232L 使用温度400℃还有浸锑、浸银、 浸铜等。石墨它是由石油碳黑、油烟碳黑、在其中加入合焦油、沥青等混 合经 粉谇压制成呸、经高温陪烧2400℃至2800℃而成。在高温陪烧时出 现10%~30%气孔,所以要浸绩一些材料。碳石墨材料是用处最大的摩擦副 组对财料,他的特点:有良好的自润滑性、耐腐蚀性、耐高温、组对性能 好、易加工、摩擦系数小 。 碳石墨、烧石墨、热解石墨、这三种都有 较好的减磨性,自润滑性,是机械密封主要用到的石墨材料。它的组对一 般与硬材料组对如:(硬质合金、炭化硅)它的优点耐腐蚀性能好。耐温 好、低的线胀系数、组对性能好、易加工。

5.辅助密封圈材料常用的合成橡胶。橡胶辅助密封圈是最广的一种 辅助密封圈,常用的橡胶密封圈有:丁晴橡胶、氟橡胶、硅橡胶、乙丙 橡胶。 6.机械密封弹性元件 机械密封弹性元件有弹簧和金属波纹管。泵用机械密封的弹簧多用 于4Gr13,1Gr18Ni9Ti,在溺腐蚀介质中也可以用碳素弹簧刚磷青铜弹簧, 在海水中使用良好,60Si2Mn,65Mn碳素弹簧刚用在常温下无腐蚀介质 中,50GV用于高温油泵较多,3Gr13、4Gr13烙刚弹簧钢适用于腐蚀介 质,1Gr18Ni9Ti等不锈钢弹簧在稀硫酸中使用。

知识点二 机械密封的平面的检测

知识点三 机械密封的冷却和冲洗
一、机械密封的冲洗
1.正冲洗

2.反向冲洗 从密封腔引出的密封介质返回泵内压力较低处(通常是泵的入口处)利 用密封介质自身循环冲洗密封腔这种方法常用与密封压力与排出压力差极小的 场合 3.全冲洗 从泵高压侧(泵出口)引入密封介质,又从密封腔引出介质返回泵的低 压侧进行循环冲洗这种冲洗也叫贯通冲洗。

4.两项冲洗 如图3-39所示。对于双支承泵可采用两向冲洗,出口端密封 腔压力高于入口密封的压力将两端密封腔连接起来,对泵出口端是 反向冲洗,泵的入口端是正向冲洗,故称为两向冲洗。

二、机械密封的冷却 冷却的目的就是去热降温,冷却的方式有直接冷却和间接冷 却前面介绍的实质上是一种直接冷却的方式,间接冷却的效果与 直接冷却要差一些,但是对冷却液要求不高,间接冷却的方法有: 密封腔夹套、压盖夹套、静环夹套。背冷是一种将冷却剂(水、 油等)直接从静环背面冷却静环的冷却方式。其冷却效果良好, 能直接迅速冷却静环背面,有叫急冷它通常与冲洗方式结合使用。 当介质凝固性强易结晶的液体都采用蒸气,另一种是冷却流体进 入密封腔冷却密封端面,显而易见这就是前面提到的各冲洗。

知识点三 机械密封的作用、意义和地位
一、作用 高机器效率、降低能耗。减少摩擦损失,改变密封方式,改变

铺助系统,安全和环保。
二、意义 密封技术虽然不是领先技术,但是决定性技术,密封件虽然

不大,只是个部件,但决定机器的安全性,可靠性机械密封在日常
设备维修中占工作量的60%。 三、地位

石化工艺装置中86%以上采用机械密封随着密封技术的发展,
机泵的机械密封占有更重要的地位。