波纹管机封技术交流
双端面波纹管机械密封结构
双端面波纹管机械密封结构
双端面波纹管机械密封结构是一种常用于轴封的机械密封形式，适用于各种工业设备
中的轴向运动部位。
它的构造包括固定部分和旋转部分两部分组成。
固定部分通常由密封座、固定座、弹性元件、螺钉等元件组成，固定在设备的固定端。
其中，密封座是连接设备与密封的主体部件，密封座的内径与轴颈直接接触，与固定座压
力协同形成密封作用。
固定座是用于连接密封座和设备的主体部件，通常焊接或螺接固定
在设备上，用于支撑整个机械密封部件。
弹性元件通常为波纹管或弹簧，负责连接固定座
和密封座，使两者之间产生一定的压力。
螺钉主要是用来固定各部件，从而保证密封座与
固定座之间的精确定位。
旋转部分由轴颈套、密封环、波纹管等元件组成，旋转部分位于设备的动态端，与轴
颈直接接触形成动密封。
轴颈套是连接设备轴颈与密封环的部件，其内径与轴颈直接接触。
密封环是位于轴颈套内壁的环形密封零件，与轴颈的动态滑动外壳直接接触，起到动密封
作用。
波纹管通常负责连接轴颈套和密封环，使两者之间产生一定的压力，同时也负责旋
转部分与固定部分之间的相对运动。
整个机械密封结构的工作原理是：将压力密封区与压力平衡区隔开，使渗漏流过多个
密封区的综合效应减低到可能的最小值。
固定部分和旋转部分之间的波纹管或弹簧产生弹
性变形，对自然的轴向、径向和偏心运动都具有适应性，从而使密封环保持在轴颈上的一
定压力，产生动静密封作用。
总之，双端面波纹管机械密封结构是一种可靠、经济、易于维护的密封形式，广泛应
用于各种行业和领域，并且随着技术的发展，它的性能和可靠性还将逐步提高和升级。
机械密封ABC-波纹管机械密封
机械密封ABC-波纹管机械密封机械密封ABC - 波纹管机械密封前言对于轴封型离心泵来说，机械密封及其系统属于本体上非常重要的部件，如果选型、使用不当，不仅直接影响到泵组的长期安全稳定运行，而且对企业财产、员工的人身安全及环境带来威胁。
本文将向朋友们介绍机械密封基础知识：波纹管机械密封。
文中的图形及部分内容来源于BURGMANN Dictionary 《The ABC of Mechanical Seals》，由上海电气凯士比核电泵阀有限公司褚工（褚卫民）友情推荐。
波纹管机械密封特点波纹管密封是指采用弹性体或弹性金属波纹管提供辅助密封和弹簧载荷的机械密封。
所有波纹管机械密封的共同特点都是将弹性体或金属波纹管作为动态密封。
这种类型的机械密封对污染和沉积物不敏感。
金属波纹管还可用作弹簧来闭合滑动面。
金属波纹管机械密封非常适用于高温和低温环境，前提是辅助密封由合适的材料制成，如图1～图10。
常用的波纹管有压制的和焊接的两种。
压制波纹管采用薄壁管拉长和成型的办法在压力机上或用液压压模制成；焊接波纹管用薄膜片内、外圆焊接制成（常用）。
弹性波纹管机械密封图1 - 安装在外部不与产品接触的多弹簧旋转机械密封图2- 不与产品接触的单弹簧旋转橡胶波纹管机械密封图3 - 与产品接触的单弹簧静止橡胶波纹管机械密封图4 - 不与产品接触的单弹簧静止橡胶波纹管机械密封PTFE波纹管机械密封图5 - 安装在外部不与产品接触的多弹簧旋转机械密封金属波纹管机械密封图6 - 旋转波纹管机械密封图7 - 用于高温和低温、带有纯石墨次级密封的旋转波纹管机械密封图8 - 静止波纹管机械密封图9 - 旋转波纹管机械密封图10 - 静止波纹管机械密封应用范围波纹管机械密封的应用范围很广，从低温到高温，从中性介质到腐蚀性介质，从低速到高速，从普通到苛刻的工作条件都可选用。
波纹管有橡胶波纹管及蛇形套、塑料波纹管和金属波纹管。
橡胶波纹管及蛇形套用于低载荷机械密封作为辅助密封；塑料波纹管用于强腐蚀介质机械密封作为辅助密封；金属波纹管用于高温和低温介质的机械密封，即可作为辅助密封，又可作为弹性元件。
波纹管机械密封
波纹管机械密封应用分析摘要：机械密封又称端面密封。
用于泵、反应釜、压缩机、液压传动及其它类似设备的旋转轴的密封。
它是此类机械设备的重要构件，对其正常运转安全生产影响极大，企业中此类设备很多，运行可靠，装置连续生产具有重大意义，并且有着不可替代的作用。
密封从大的方面可分为：机械密封和填料密封。
很早以前人们采用填料一类的多种密封材料，使液体从液泵壳体沿着主轴的向外泄漏量不断减少。
尽管现代工艺流程中采用的液泵，仍然广泛地沿用最古老的密封设计——填料盒，因为其起步费用低，而且又为工厂的工作人员所熟悉。
然而，由于环境问题的关系，采用填料密封的方法已逐渐不能被人们所接受，特别是针对现代工艺流程中比较普遍的、腐蚀性较强的液体而言。
而机械密封由于其泄漏量很小，密封可靠，摩擦功耗低，使用周期长，对轴(或轴套)磨损很小，能满足多种工况要求等特点被广泛应用于泵、压缩机、反应釜等旋转设备中，目前大多数的工业用泵配备机械密封。
机械密封的形式很多，分类的方式不相同。
按其结构可分为：单端面和双端面；单弹簧和多弹簧；内装式和外装式；旋转式和固定式。
按端面上载荷情况可分为非平衡性，部分平衡性和全平衡性等。
在这里我就以常用的波纹管式机械密封（DBM-90）为例向大家简单的介绍一下机械密封。
关键词：机械密封填料密封波纹管式密封一、机械密封的原理及材料1、机械密封的原理：机械密封又称端面密封（Mechanical Seal），是旋转轴用动密封。
机械密封性能可靠，泄漏量小，使用寿命长，功耗低，毋须经常维修，且能适应于生产过程自动化和高温、低温、高压、真空、高速以及各种强腐蚀性介质、含固体颗粒介质等苛刻工况的密封要求。
机械密封是靠一对或几对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持接合并配以辅助密封而达到的阻漏的轴封装置.如下图所示。
工业泵常用的机械密封结构如图1所示。
它是由动环6（旋转环）、静环10、传动加荷的装置（1弹簧座、3弹簧、4传动销）和动、静密封圈组成。
波纹管密封技术的最新解决方案
波纹管密封技术的最新解决方案长期水密封性是排污管最难和最重要的技术要求。
解决这一问题也是波纹管市场最为关键的技术之一。
Drossbach公司开发的SAFECONNEC增强技术，是一种解决这一问题的有效方法。
产品要求开发一种满足排污系统应用经济性且可实现100%密封的承插接头成为市场的必然要求。
这一产品必须满足独立批准机构的试验结果证明，并具有长期100%安全性能。
德国政府已经建立了关于建筑产品排污管测试的有关的条例和标准。
例如，一个试验可能在装有各种规格管道，包括各类接头的试验场地持续进行2000h的试验。
试验系统完整安装，包括垫层、填埋及压实，与实际情况相同。
之后在试验系统中充满水，施加0.5bar-2.5bar的内压。
在整个试验过程中，不允许出现内压下降现象，即必须达到100%的密封。
最关键的问题是要防止承口区的长期蠕变。
在安装这些管道系统时，装在波纹管上的橡胶垫圈（装入下一个管的管线承口，或接头的承口中）会由于垫圈在接入管线喇叭口及常用的双承口中后受到压缩而在整个使用期内产生压力。
当管道安装在沟中并且用填充材料填充后，由于所有热塑性塑料的特性，即长期蠕变性会使承口扩大。
如果对承口未进行增强，其会产生蠕变并扩大，密封水（及密封真空）的密封力会大大下降，同时垫片的压缩量也会减小。
发生这种情况后，对内压的密封及承插接头的真空密封就会丧失。
新型密封系统Drossbach是排污管、排水管及电缆保护管等领域波纹管技术的领导者之一。
该公司与ADS公司一起共同为承插接头开发了SAFECONNEC增强技术。
SAFECONNEC产品在其承口区进行了增强，该区域为管连接后垫片所处的位置。
用专门开发的玻璃纤维楔进行增强，其在管材生产结束后直接熔接在承口外表面上。
该技术也用于双承口，这种承口在生产带接头、弯头及T形接头的管道系统时需要使用。
结合完全新开发的垫片系统，Drossbach最新的排污管系统达到了DIBt-Approv al批准试验（在德国所有建筑材料都要经过这种批准）的要求，该试验是2.5bar 内压下的长期密封试验。
双壁波纹管施工规范和安装使用注意事项及技术交底
双壁波纹管施工规范和安装使用注意事项及技术交底一般规定＊管道应敷设在原状土地基或经开槽后处理回填密实的地层上，管道在车行道下管顶覆土厚度不小于0.7m。
＊管道应直线敷设，需利用柔性接口折线敷设时，管道每个承接口处相对转角一般情况下不得大于1.5°。
＊排水管道工程可同槽施工，但应符合一般排水管同槽敷设设计、施工的有关规定。
＊管道穿越铁路、高等级道路路堤及有障碍的构筑物时，应设置钢筋混凝土、钢、铸铁等材料制作的保护套管．套管内径应大于波纹管外径200mm以上，管道与套管之间的端部处空间用填料填塞。
＊管道基础的埋深低于建(构)筑物基础底面时，管道不得敷设在建(构)筑物基础下地基扩散角受压区以内。
＊地下水位高于开挖沟槽槽底高程的地区，施工时应采取降底地下水位的措施，防止沟槽失稳。
地下水位应降至槽底最低点以下0.3m～0.5m方可进行管道安装。
回填的全部过程中，不得停止降低地下水。
沟槽＊沟槽槽底净宽度，宜按管外径加0 6m～1 Om确定，以便于人工在槽底作业为宜。
＊开挖沟槽，应严格控制基底高度，不得扰动基面。
基底设计标高以上0.2m～0.3m的原状土应予保留，禁止扰动。
铺管前用人工清理至设计标高，不得挖至设计标高以下。
如果局部超挖或发生扰动，不得回填泥土，可换填10mm～15mm天然级配的砂石料或中、粗砂并整平夯实。
＊雨季施工，应尽可能缩短开槽长度，做到成槽快，回填快，并做好防泡槽的措施。
一旦发生泡槽，应将水排除，把受泡的软化土层清除，换填砂石料或中粗砂，做好基础处理。
＊人工开槽时，宜将槽上部混杂土，槽下部良质土分开堆放．以便回填用。
堆土不得影响管沟的稳定性。
＊槽底埋有不易清除的块石、碎石、砖块等物质时，应铲除至设计标高以上O 2m，然后铺垫天然及配砂石料，面层铺上沙土整平夯实。
＊槽底不得受浸泡或受冻。
基础＊管道基础设计．采用垫层基础。
对一般的土质地段，基底只需铺一层砂垫层，其厚度为0.1m，对软土地基，槽底又处在地下水位以下时,宜铺垫一层砂砾或碎石，其厚度不小于0.15m，碎石粒为5mm～40mm，上面再砂垫层(中、粗砂)厚度不小于0.05m．垫层总厚度不小于0.2m。
机封技术交流.
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2018/8/12
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机械密封的材料——弹性元件
• 8-1Cr18Ni9Ti——中等腐蚀、适用温度小 于260℃ • 6- 00Cr17Ni14Mo2(316L)——中等腐蚀、 适用温度小于260℃ • 1 -Hastalloy C——强腐蚀温度小于 350℃ • 9- Inconel718(GH4169)——中等腐蚀 、 适用温度小于350℃
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没有冲洗时易出现那些故障？
• 摩擦副产生的热量，要通过冲洗液体带走， 以保持端面温度正常，液膜不气化。 • a. 摩擦副产生的热量不能及时带走，端面温 度高，液膜易气化，工作不稳定，易失效。 • b. 机械杂质积存于密封腔内，易进入端面， 密封出现磨粒磨损失效。 • c.密封腔内出现气蚀或抽空时，易损伤密封。
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机械密封的材料
• 端面材料： 浸呋喃树脂石墨、浸锑石墨、碳化硅、镍 基硬质合金、钴基硬质合金 • 辅助密封材料： 聚四氟乙烯、柔性石墨、铝、铜 • 结构件及波纹管材料： 0Cr18Ni9、2Cr13、0Cr17Ni12Mo2(316) 、 4J42、4J43、00Cr17Ni14Mo2(316L)、 Hastalloy C、Inconel718(GH4169)
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机械密封的构成和作用
弹性元件
扭矩传递元件
扭矩传递元件
橡胶波纹管型机封设计探讨
橡胶波纹管型机械密封设计探讨杨成方、王黎明（密友集团有限公司·昆山·215316）摘要：设计橡胶波纹管型机械密封时，要考虑橡胶材料耐介质特性、橡胶波纹管为全波橡胶波纹管还是半波橡胶波纹管、橡胶波纹管弹力在不同温度下的变化以及补偿力随补偿环组件高度的变化情况；介绍了具体型号的橡胶波纹管型机械密封特点、运行限制及适用范围，并对其设计作了探讨。
关键词：橡胶波纹管；机械密封；设计；补偿力；补偿环组件Rubber bellows-type mechanical seal design discussionYang Chengfang、Wang Liming(Miyou Group Co., Ltd ·Kunshan·215316)Abstract: The design of rubber bellows-type mechanical seal,it is necessary to consider the rubber material bears the medium characteristic,the rubber bellows for the full-wave or half-wave rubber bellows,rubber bellows elasticity at different temperatures changes as well as compensated force changes situation along with seal head of height;Introduced a specific type of rubber bellows-type mechanical seal characteristics,operating limits and application scope,and its design are discussed.Key words: rubber bellows; mechanical seal; design; compensated force; seal head1．前言机械密封常用于泵、反应釜、压缩机、液压传动及其它类似设备的旋转轴密封，具有密封性好、性能稳定、泄漏量少、摩擦功耗低、使用周期长、对轴或轴套磨损小、能满足多种工况要求等特点；按结构区分有弹簧O形圈型机械密封和波纹管型机械密封。
波纹管机械密封
波纹管机械密封夏广友(大庆油田天然气分公司) 随着科技的进步,高科技波纹管机械密封产品得到研制和开发。
波纹管机械密封采用新型结构及密封材料,密封效果良好,比传统旋转式密封有更突出的特点,在油气生产设备上得到了广泛的应用。
11波纹管机械密封的优点波纹管机械密封原理与旋转式机械密封原理基本相同,称为端面密封,所不同的是,波纹管机械密封比旋转式密封有更突出的优点,表现为:①结构简单,安装方便,适应性强,静止环具有浮动性;②浮环结构设计,消除镶装环的各种应力;③旋转环易于更换、修复;④结构紧凑,适用于螺杆泵轴向较小的场合;⑤旋转环、静止环法兰连接、动泄漏点少。
应用中有如下特点:①密封可靠,在较长时间使用中不会泄漏;②使用寿命长,静环和动环高耐磨材料和一定的比压,它比旋转式密封多用半年;③摩擦功率损失小;④适用范围广,能用于低温、高温、高压、各种转速及各种耐腐蚀、易燃、易爆、有毒介质的密封;⑤弹簧强度大,抗震能力强,稳定性好。
波纹管弹簧与旋转式弹簧优缺点比较见表1。
表1 波纹管弹簧与旋转式弹簧优缺点比较影响因素波纹管弹簧旋转式弹簧比压均匀性端面上弹簧比压均匀,端面上弹簧比压不均匀摩擦副摩擦副接触面积大,对中性好摩擦副接触面积小,对中性差调整弹簧力弹簧力调整范围大,有利于调节弹簧力弹簧力调整范围小,不利于调节弹簧力结构尺寸结构紧凑,尺寸小结构尺寸大性能加工精密,性能好加工精度低,性能较差, 21机械密封的选择及常用材料波纹管机械密封种类型号较多,按有无轴套分为集装式机械密封和非集装式机械密封两种,按密封结构型式分为两种:一种是动环采用波纹管组件;一种是静环采用波纹管组件。
一般的选择方法为:①根据输送介质的性质和操作条件选择机械密封;②根据泵规格型号来选择机械密封;③根据端面的比压和端面的相对运动速度来选择机械密封。
就材料而言,波纹管用镍铬不锈钢、镍铬钼合金、高镍合金钢,具有硬度高、强度高、耐磨性能高、耐腐蚀、耐高温、热膨胀系数小等优点。
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2020/10/22
波纹管机械密封的发展史
• 1885年首先在英国申请机械密封专利。
• 1957年出现了第一套金属焊接波纹管机械密 封。
• 60~70年代，我国第一套金属焊接波纹管机械 密封在兰州炼油厂诞生。
• 80~90年代，克隆集团为代表的密封行业通过 攻关，使金属焊接波纹管机械密封在品种、材 料、技术等方面都达到了新的水平，对进口密 封进行批量国产化改造，促进了我国机械密封 技术的发展。
• 仿制——合资——自主开发
2020/10/22
波纹管机械密封的基本原理
2020/10/22
波纹管机械密封的基本原理
• 金属焊接波纹 管：
• 优点：体积小 、耐高压、弹性 力精确、适用转 速高、无滑移o 圈、弹性元件无 散落可能
• 缺点：加工复 杂、易淤塞
2020/10/22
波纹管机械密封的基本原理
• 辅助密封元件：除端面外，所有密封点的密封 及缓冲作用。
• 扭矩传递元件：起到传递和抵消扭矩的作用。 要求拆装方便、安全可靠、传递平稳。
2020/10/22
波纹管机械密封的基本原理
• 基本组成元件— —波纹管（温度、 腐蚀）
• AM350、 00C718(GH416 9)
2020/10/22
波纹管机械密封的基本原理
• 按弹性元件的种类分类：
• 弹簧：性能稳定 • 波形弹簧：轴向尺寸紧凑 • 液压成型波纹管：焊缝少、耐高温 • 金属焊接波纹管：轴向尺寸紧凑、耐高温 • 其它弹性元件：板簧……
2020/10/22
波纹管机械密封的定义
• 波纹管机械 密封是以环状 金属薄片组焊 作为弹性元件 和隔离元件， 从而实现密封 的部件。
2020/10/22
波纹管机械密封的基本原理
• 基本元件——镶 嵌环
• 端面材料： 浸呋喃树脂石墨、 浸锑石墨、碳化硅 、硬质合金
• 环座材料： 1Cr18Ni9Ti、2Cr13 、 0Cr17Ni12Mo2(316 ) 、Hastalloy C
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波纹管机械密封的典型结构
• 法兰联接、静止型
波纹管机封技术交流
2020/10/22
交流内容
波纹管机械密封的基本原理 波纹管机械密封的材料 波纹管机械密封的冷却和冲洗 波纹管机械密封的使用和安装 波纹管机械密封的故障分析
2020/10/22
机械密封的定义
• 机械密封的定义： • 机械密封是一种依靠弹性元件和介质压力 压紧动、静环端面从而达到密封的部件。 • 通过阻止泄漏、减少摩擦。机械密封的作 用： • 1.提高机器效率、降低能耗。 • 2.提高机器的可靠性。 • 3.安全和环境保护。
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波纹管机械密封的典型结构
• 顶丝传动、旋转型
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耐高温、长寿命的原理
• 耐高温：取消滑移直径处的弹性体密封的耐温限制 。
• 长寿命：无滑移摩擦阻力，弹簧比压降低。
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波纹管机械密封的耐压能力
• “作用中径”受压 力影响。
• 波纹管机械密封 有效作用中径与弹 簧密封的滑移直径 在理论计算上的意 义是相同的，但波 纹管有效作用中径 随密封介质压力的 变化而变化。
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克隆集团波纹管机械密封介绍
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克隆集团波纹管密封分类
2020/10/22
DM系列机械密封
• DM系列能够 满足几乎全部的 石油产品的密封 要求，同时可密 封部分化工介质 ，并能满足食品 ，医药，水处理 等行业要求。
2020/10/22
DM系列机械密封
• 模块化设计 • 法兰联接 • 平垫密封 • 静止型
• 弹簧密封：
• 优点：加工简 单、适用范围 广
• 缺点：零件多 、体积大
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波纹管机械密封的基本原理
2020/10/22
基本元件的作用和要求
• 摩擦副：使密封面紧密贴和，防止泄漏。它要 求具有良好的耐磨性；补偿环轴向移动灵活；端 面变形稳定……
• 波纹管组件：起隔离、预紧、补偿、缓冲的作 用。要求具有适当的弹力，良好的压力、密封特 性，从而保证在压力作用下端面贴和良好。
• 用来密封清洁或有颗 粒的中低粘度介质。 更是解决有毒、腐蚀 等问题最好的选择。
2020/10/22
C50系列机械密封
• “G3”型： C52、C55、 C58型
• 标准化设计： DIN24960……
• 波纹管密封：动态性能好 • “O”型密封圈：仅作为静
密封，简单可靠 • 紧定螺钉定位：安装简单 • 耐蚀设计：有专用的耐腐蚀
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DM机封1、2系列简介
• 2系列：出现早、尺 寸长
• 1系列：尺寸短
• 结论：同一规格的不 同泵位的密封可以保证 波纹管组件长度一致， 但是应防止因材料不同 而发生的错误选用、错 误安装！
环头
波纹管
波纹管组件
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C50系列机械密封
• 可以满足石化、炼油 、化工、化纤、食品 、医药、热电等不同 行业不同的要求。
型密封
2020/10/22
C52型机械密封
2020/10/22
克隆集团波纹管密封性能
• 极限性能
• 温度:-75~400℃
• 压力: -0.1~2.0MPa （ 5.5MPa ）
• 速度:最高50m/s或不 超过10000rpm（ 19000rpm）
• 规格：30～100mm
2020/10/22
波纹管机械密封的耐压能力
• 核心技术特点
2020/10/22
波纹管机械密封的耐压能力
• 核心技术特点
2020/10/22
波纹管机械密封的耐压能力
• 与常规金属波纹管密封比较耐压范围 • 常规金属波纹管密封： • 最低-0.1MPa(真空) 最高2.0MPa • 新型金属波纹管密封： • 最低-0.1MPa(真空) 最高5.5MPa
2020/10/22
DBM-B-1型机械密封
• "G3"型密封 • 波纹管密封动态性能好， 适合高温环境 • 强制内冷结构简单，效率更高
2020/10/22
DBM-B-1型波纹管组件
• DBM-B-1型密封可 配用冷却水套，利 用软化水或低压蒸 气等流体对密封高 温工作环境进行控 制。 • 适合密封中高粘 度介质，并允许介 质含有较多固体颗 粒。