机械密封字典类型.docx
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机械密封字典类型
机械密封的类型
1按工作参数分类
机械密封按不同工作参数分类见表1。
表1 机械密封按工作参数分类
按密封腔温度分
t>150℃
高温机械密封
80<t≤150℃
中温机械密封
-20≤t≤80℃
普温机械密封
t<-20℃
低温机械密封
按密封腔压力分
p>15MPa
超高压机械密封
3<p≤15MPa
高压机械密封
1<p≤3MPa
中压机械密封
常压≤p≤1MPa
低低机械密封
负压
真空机械密封
按密封端面速度分
υ>100m/s
超高速机械密封
25≤υ≤100m/s
高速机械密封
υ<25m/s
一般速度机械密封
按轴径尺寸分
d>120mm
大轴径机械密封
25≤d≤120mm
一般轴径机械密封
d<25mm
小轴径机械密封
按工作参数分
满足下列条件之一,
p>3MPa;
t<-20℃或t>150℃
υ≥25m/s;d>120mm
重型机械密封
满足下列条件:
p<0.5MPa;0<t<80℃;
υ<10m/s;d≤40mm
轻型机械密封
不满足重型和轻型的其他密封
中型机械密封
按使用介质分
强酸、强碱及其他强腐蚀介质
耐强腐蚀介质机械密封
油、水、有机溶剂及其它弱腐蚀介质
耐油、水及其它弱腐蚀性介质机械密封
含磨粒介质
耐磨粒介质机械密封
2按结构型式分类
机械密封按结构型式分类,其基本类型有:
(1)平衡式和非平衡式机械密封
能使介质作用在密封端面上的压力卸荷的为平衡式,不能卸荷的为非平衡式。
按卸荷程度不同,前者又分为部分平衡式(部分卸荷)和过平衡式(全部卸荷)。
平衡式密封(图29.7-2a)端面上所受的作用力随介质压力的升高而变化较小,因此适用于高压密封;非平衡式密封(图29.7-2b)密封端面所受的作用力随介质压力的变化较大,因此只适用于低压密封。
平衡式密封能降低端面上的摩擦和磨损,减小摩擦热,承载能力大,但其结构较复杂,一般需在轴或轴套上加工出台阶,成本较高。
后者结构简单,介质压力小于0.7MPa时广泛作用。
(2)内置式和外置式机械密封
弹簧和动环安装在密封箱内与介质接触的密封为内置(装)式密封(见图29.7-3a);弹簧和动环安装在密封箱外不与介质接触的密封为外置(装)式密封(见图29.7-3b)。
前者可以利用密封箱内介质压力来密封,机械密封的元件均处于流体介质中,密封端面的受力状态以及冷却和润滑情况好,是常用的结构型式。
外置式机械密封的大部分零件不与介质接触,暴露在设备外,便于观察及维修安装。
但是由于外置式结构的介质作用力与弹性元件的弹力方向相反,当介质压力有波动,而弹簧补偿量又不大时,会导致密封环不稳定甚至严重泄漏。
外置式机械密封仅用于强腐蚀、高粘度和易结晶介质以及介质压力较低的场合。
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图29.7.2平衡式与非平衡式机械密封
a)平衡式;b)非平衡式
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图29.7-3 内置式和外置式机械密封
a)内置式;b)外置式
(3)内流式和外流式机械密封
介质泄漏方向与离心力方向相反的密封为内流式密封(见图29.7-4a);介质泄漏方向与离心力方向一致的密封为外流式密封(见图29.7-4b)。
由于内流式密封中离心力阻止泄漏流体,其泄漏量较外流式少,前者适用于高压,速度高时,密封可靠。
为加强端面润滑采用后者较合适,但介质压力不宜过高,一般为1~2MPa。
(4)静止式和旋转式机械密封
弹簧不随轴一起旋转的密封为静止式密封(见图29.7-5a);弹簧随轴一起旋转的密封为旋转式密封(见图29.7-5b)。
由于静止式密封的弹簧不受离心力影响,常用于高速机械密封中。
旋转式机械密封的弹性元件装置简单,径向尺寸小,是常用的结构,但不宜用于高速条件,因高速情况下转动件的不平衡质量易引起振动和介质被强烈搅动。
因此,线速度大于30m/s时,宜采用弹簧静止式机械密封。
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图29.7-4 内流式和外流式机械密封
a)内流式;b)外流式
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图29.7-5 静止式和旋转式机械密封
a)静止式;b)旋转式
(5)单弹簧式和多弹簧式机械密封
补偿机构中只有一个弹簧的机械密封称为单弹簧式机械密封(见图29.7-6a)或叫大弹簧式机械密封,补偿机构中含有多个弹簧的机械密封称多弹簧式机械密封(见图29.7-6b)或小弹簧式机械密封。
单弹簧式机械密封端面上的弹簧压力,尤其在轴径较大时分布不够均匀。
多弹簧式机械密封的弹力簧压力分布则相对比较均匀,因此单弹簧式的机械密封常用于较小轴径(d≯80~150mm轴径),而多弹簧式适用于大轴径高速密封。
但多弹簧的弹簧丝径细,由于腐蚀或结晶颗粒积聚易引起弹簧失效,这时宁可采用单弹簧式。
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图29.7-6 单弹簧式和多弹簧式机械密封
a)单弹簧式;b)多弹簧式
(6)单端面式和双端面式机械密封
由一对密封端面组成的为单端面密封(见图29.7-7a),由二对密封端面组成的为双端面密封(见图29.7-7bc)。
单端面密封结构简单,制造、安装容易,一般于介质本身润滑性好和允许微量泄漏的条件,是常用的密封型式,当介质有毒、易燃、易爆以及对泄漏量有严格要求时,不宜使用。
双端面密封有轴向双端面密封和径向双端面密封。
沿径向布置的双端面密封结构较轴向双端面密封紧凑。
双端面密封适用于介质本身润滑性差、有毒、易燃、易爆、易挥发、含磨粒及气体等。
轴向双端面密封有面对面或背靠背布置的结构,工作时需在两对端面间引入高于介质压力0.05~0.15MPa的封液以改善端面间的润滑及冷却条件,并把介质与外界隔离,有可能实现介质“零泄漏”。
(7)接触式和非接触式机械密封
接触式机械密封(见图29.7-8a)是指密封面微凸体接触的机械密封,密封面间隙h=0.5~2μm。
摩擦状态为混合摩擦和边界摩擦;非接触式机械密封是指密封面微凸体不接触的机械密封,密封面间隙对于流体动压密封h>2μm,对于流体静压密封h>5μm。
摩擦状态为流体摩擦、弹性流体动力润滑。
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图29.7-7 单端面式和双端面式机械密封
a)单端面式;b)轴向双端面式;c)径向双端面密封
普通机械密封大都是接触式密封,而可控间隙机械密封是非接触式密封。
接触式密封结构简单、泄漏量小,但磨损、功耗、发热量都较大。
在高速、高压下使用受一定限制。
非接触式密封发热量、功耗小,正常工作时没有磨损,能在高压高速等苛刻工况下工作,但泄漏量较大。
非接触式又分为流体静压(见图29.7-8b)和流体动压(见图29.7-8c)两类。
流体静压密封,系指利用外部引入的压力流体或被密封介质本身,通过密封端面的压力降产生流体静压效应的密封。
流体动压密封系指利用端面相对旋转自行产生流体动压效应的密封,如螺旋槽端面密封。
(8)单级式和双级式机械密封
使密封介质处于一种压力状态为单级(见图29.7-9a),处于二种或二种以上压力状态为双级或多级机械密封(见图29.7-9b)。
前者与单端面密封相同,后者各级密封串联布置,介质压力依次递减,可用于高压工况。
(9)波纹管型机械密封
波纹管材料有金属、聚四氟乙烯、橡胶等,分别称为金属(见图29.7-10a)、聚四氟乙烯(29.7-10b)和橡胶波纹管型(见图29.7-10c)机械密封。
波纹管型密封在轴上没有相对滑动,对轴无磨损,跟随性好,适用范围广。
金属波纹管与焊接金属波纹管和液压成型波纹管,其本身能代替弹性元件,耐蚀性好,可在高、低温下使用。
聚四氟乙烯耐蚀性好,可用于各种腐蚀介质中。
橡胶价格便宜,使用广泛,使用温度受橡胶材料的限制。
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图29.7-8 接触式和非接触式机械密封
a)接触式;b)静压效应密封;c)动压效应密封
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图29.7-9 单级式和双级式机械密封
a)单级式;b)多级式
图29.7-10 波纹管型机械密封
a)焊接金属波纹管机械密封;b)聚四氟乙烯波纹管机械密封;c)橡胶波纹管型