机械密封的基本型式
机械密封基础知识
机械密封基础知识
机械密封端面组合： 机械密封端面组合： 考虑到介质复杂情况，环保要求，自动监控， 考虑到介质复杂情况，环保要求，自动监控，安全性等要 机械密封组合成不同形式用以满足上述要求： 求，机械密封组合成不同形式用以满足上述要求： 机械密封端面组合形式： 机械密封端面组合形式： 单端面机械密封组合形式 双端面机械密封组合形式 背对背式 面对面式 串联式 多端面机械密封组合形式 辅助密封： 辅助密封： 喉部节流密封； 喉部节流密封； 二次节流密封； 二次节流密封；
Pressure Gauge Pressure Switch External Pressure Source One-way Block Valve (Normally Open) Level Gauge
Points to Note for API Plan 53: Typically used with an arrangement 3 pressurised dual seal. During normal operation, circulation is maintained by an internal pumping ring. The reservoir pressure is greater than the process pressure being sealed.
Points to Note for API Plan 52: Typically used with an arrangement 2 unpressurised dual seal. During normal operation, circulation is maintained by an internal pumping ring. The reservoir is usually continuously vented to a vapour recovery system and is maintained at a pressure less than the pressure in the seal chamber.
设备润滑与密封技术基本知识ppt课件
5、润滑油脂主要质量指标：
润滑油质量指标：（1）黏度是各种润滑油分类分级 和评定产品质量的主要指标，润滑油的牌号划分是指 某一温度（通常是40℃或100℃）下的运动黏度。 （2）黏度指数是衡量润滑油黏度随温度变化的快慢 程度，黏度指数越高，润滑油受温度变化而影响的程 度越小。（3）闪点是润滑油加热到所逸出的蒸气与 火焰接触发生瞬间闪火时的最低温度，它是一个安全 指标。（4）水分，润滑油中水分的存在会促使油品 氧化变质，锈蚀设备。
润滑脂质量指标：（1）针入度表示润滑脂软硬程度， 是划分润滑油脂牌号的重要依据，润滑脂针入度是随 温度升高而增大。（2）滴点表示润滑脂的抗热性， 润滑脂的滴点决定了其工作温度。（3）水分，润滑 脂中含有水分可使油脂乳化变质，降低润滑脂的机械
6、润滑材料的选择：
选择润滑油脂主要考虑以下几个因素：（1） 运动速度，两个摩擦表面相对运动速度愈 高，润滑油的黏度应选择得小一些，润滑 脂的针入度选择大一些。（2）工作负荷， 工作负荷愈大，则润滑油的黏度应选大一 些，润滑脂的针入度应选小些，还应考虑 油脂的极压性。（3）工作温度，工作温度 较高时应采用黏度较大的润滑油，针入度 较小的润滑脂。
4、润滑材料分类：
润滑油是从石油中提炼而成，组成石油的主要元 素是碳和氢，这两种元素占石油含量的96%～ 99.5%，润滑油主要由碳氢化合物组成并含有各种 不同的添加剂。原油经过初馏和常压蒸馏，提取 低沸点的汽油、煤油和柴油后剩下常压渣油。按 照提取方法的不同，润滑油又可分为：馏分润滑 油、残渣润滑油、调和润滑油三大类。
油封密封及工作原理
油封密封及工作原理油封是机械密封的一种形式，其主要作用是防止液体或气体从机械系统中泄漏或外部杂质进入机械系统中。
油封的广泛应用范围包括汽车、工厂生产设备、机械工具、豪华游艇等。
本文将介绍油封密封及其工作原理。
油封的种类现代油封通常是由多种材料组成的，包括弹簧、密封唇、压实部件、壳体和可调节部件等。
根据用途和应用要求的不同，油封可以分为以下几类。
机械式油封：机械式油封的优点是结构简单、操作方便，可大幅降低机械系统的泄漏率。
非接触式油封：非接触式油封最常见的形式是气体密封和真空密封。
它们主要用于高速设备、污染物手段要求高、对生产环境方面有要求的工业设备等领域。
流动式油封：流动式油封是指利用流体动力学原理实现密封的油封形式，如旋转轴封和可调节油封。
油封的工作原理油封的工作原理是基于对密封唇和压实部件的设计、材料的选择、和运动状态下的润滑剂等因素的评估。
一般来说，当机械系统进入运动状态时，润滑剂（通常是油）与油封的接触粘附力会产生一个压力差，使密封唇产生一个从液体到机械系统内的压力变化，这一变化可以防止液体进入机械系统。
此外，环形弹簧会使压实部件紧紧地贴着机械系统的轴线，形成合适的压实力。
在工作时，油封密封唇和压实部件间始终存在一定程度的相对运动，这种持续的摩擦产生的磨损和热量可能会影响油封的性能。
油封的选择油封的选择主要基于以下几个因素。
工作环境：在选择油封时必须考虑环境温度、湿度、机械系统的精度和运动状态以及工作环境的消音、污染等要求。
工作压力：油封的耐压能力应该匹配机械系统的使用压力，以避免因耐压不足而导致液体泄漏问题。
润滑剂类型：不同类型的润滑剂润滑效果不同，油封要与某一种或几种特定的润滑剂相配合使用。
材料选择：油封的材料应该考虑工作条件下的化学性质、耐磨性和耐腐蚀性等因素。
油封的安装油封的安装是确保高效工作的关键环节，关于油封的安装应注意以下几个方面。
因液压力引起的摩擦应在工作前尽力减少，应加上磨擦苏打粉或润滑剂，以保护液压元件。
机械密封技术
常见机泵类接触式密封
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一、机械密封原理
什么是机械密封？
机械密封也称端面密封，其至少有 一对垂直于旋转轴线的端面。动环端面 在流体介质压力及补偿机械弹力的作用 下，加之辅助密封（O型圈等）的配合， 与另一端面（静环端面）保持贴合并相 对转动，从而防止流体泄漏的装置。
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Heat热量
流体在两个面之间充当润滑剂的过程
Pump Housing 泵腔
Process Fluid 工艺流体
Gland密封端盖
补偿环
配合环
不可见泄漏，微量的泄漏在大气侧蒸发 。
没有润滑干磨运转导致过热
Pump Housing 泵腔
没有流体或者干运转 里面是空气
Gland密封端盖
补偿环
Mating Ring 配合环
3、端盖──防转销8─非补偿环（静环）6
紧固螺钉5 轴套
弹簧座4
密封端盖
弹簧3
动环1
静环6
防转销8
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（四）传动机构的作用
把轴或轴套的运动方式(旋转)传递给动环，一般是通过 键（要配合阶梯轴）、紧定螺钉、传动螺钉、销、R槽、拨 叉、弹簧、波纹管等的组合来传递运动。 （1）紧定螺钉（顶丝）传动：在轴表面划凹坑，否则易打
为密封环境提供除工艺流体之外的液体
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三）实现目标的方法
❖为工艺流体布置管道 ❖引入外部流体 ❖辅助设备
密封冷却器 旋液分离器 封液罐 ❖仪表
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冲洗孔形式
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冷却孔形式
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机械设计手册之密封装置
多数密封件已标准化、系列化根据工作条件和使用要求加以选用
第二节 密封类型与选择
密封按被密封的两结合面之间是否有相对运动而分为静密封和动密封两大类动密封又按密封件和被密封面间是否有间隙分为接触式动密封和非接触式动密封
一、 非接触式动密封
1、间隙密封
间隙密封是靠相对运动件的配合面之间的微小间隙防止泄漏而实现的密封它的工作原理是基于流体黏性摩擦理论即当油液通过缝隙时存在一定的黏性阻力而起密封作用
2、离心密封
离心密封主要是利用轴在旋转时产生的离心力将泄漏出来的润滑油再甩回到油腔也有在轴上直接开螺旋槽在紧贴轴承处安装一甩油环将油再甩回去螺旋槽的旋转方向要保证轴在旋转时是使油甩到油腔里而不是相反这种密封通常只能在单向回转的轴上使用
3、涨圈密封
涨圈通常是由金属制造的带有切口的弹性环放入槽中后靠涨圈本身的弹力使外圈紧贴在壳体上不随轴转动由于介质压力的作用涨圈一端面紧压在涨圈槽的一侧产生相对运动用液体进行润滑和堵漏从而达到密封 的作用涨圈密封既 可用于往复运动件的 密封也可用于旋转 运动件的密封
第五节 机械密封
毡圈密封是标准件按照轴的直径确定毡圈的尺寸和沟槽的尺寸也可两个毡圈并排放置以增强密封效果
2O形圈密封 O形圈用作动密封时主要用于移动密封如活塞和活塞杆的密封当圆周速度小于2m/s时也可用于旋转密封
O形密封圈结构简单密封性可靠运动摩擦阻力很小沟槽尺寸小容易制造等 故应用十分广泛其主要的缺点是 起动摩擦阻力较大
一、密封的类型
具体分类如下：
密 封
机械密封型号手册
机械密封型号手册机械密封是一种广泛应用于各种机械设备中的密封形式，它可以有效地防止介质泄漏和外部污染物进入机械设备。
机械密封的型号繁多，不同的型号适用于不同的工作条件和要求。
本手册将介绍几种常见的机械密封型号，以及它们的特点、应用领域和安装方法。
一、单端面机械密封（Type A）单端面机械密封是最简单的一种机械密封型号，由一个固定环和一个旋转环组成。
固定环安装在机器的静止部分，而旋转环则安装在旋转轴上。
这种密封型号适用于低压、低温和无腐蚀性介质的工作环境，轴的转速一般不超过3000转/分钟。
二、双端面机械密封（Type B）双端面机械密封由两个相互接触的面密封环组成，分别安装在旋转轴的两端。
两个面密封环之间的空间被填充着一个密封介质，通常是润滑油。
这种机械密封具有良好的密封效果和较高的工作可靠性，适用于高温、高压和有腐蚀性介质的工作环境。
三、外置式机械密封（Type C）外置式机械密封适用于需要频繁更换密封件的情况。
该型号的机械密封由一个固定环和一个旋转环组成，旋转环连接在密封机构的外部。
当需要更换密封件时，只需要拆卸外部的旋转环，而不需要拆卸整个密封机构，从而简化了更换密封件的过程。
四、波纹管式机械密封（Type D）波纹管式机械密封适用于高温和高压的工作条件。
该型号的机械密封由一对波纹管组成，波纹管的变形实现了有效的密封作用。
波纹管式机械密封具有良好的适应性和较高的工作可靠性，在高温、高压和有腐蚀性介质的环境中都能稳定运行。
五、混合式机械密封（Type E）混合式机械密封是一种结合了静密封和动密封的机械密封型号，它具有静态环和动静环两部分。
静态环用于实现静密封，而动静环则用于实现动密封。
混合式机械密封适用于中高温、高压和有腐蚀性介质的工作环境，具有较高的密封性能和工作可靠性。
六、旋转面机械密封（Type F）旋转面机械密封适用于高速旋转的轴。
该型号的机械密封由一个固定环和一个旋转面组成，旋转面由光滑的材料制成，可以与固定环接触并形成密封。
双端面机械密封和单端面机械密封
双端面机械密封和单端面机械密封
双端面机械密封，也叫双端法兰，是液压高压及其他介质，如油、水、气等，特别是油压高压系统中，在法兰端面重叠部位采用的一种结构形式。
它具有密封性极强、密封究极充分的优点，是液压高压及其他介质的阀门
密封的最佳形式，被广泛应用于石油、冶金、电力、煤矿、火力发电厂、
轻工机械、汽车、矿山机械、环保设备等行业。
单端面机械密封，也叫单端法兰，是液压高压及其他介质，如油、水、气等，特别是油压高压系统中，在法兰端面采用的一种结构形式。
它与双
端面机械密封相比，在某些方面存在有限的密封要求，但可以更加安全可
靠的完成某些能量的转移，可以在高压环境下使用，是否的优点是它拆装
比较简单且损耗小，因此被广泛应用于石油、冶金、电力、煤矿、火力发
电厂、轻工机械、汽车、矿山机械、环保设备等行业。
机械密封课件全解
1）抽空、气蚀或较长时间憋压，导致密封破 坏； 2）对泵实际输出量偏小，大量介质泵内循环， 热量积聚，引起介质气化，导致密封失效； 3）回流量偏大，导致吸人管侧容器(塔、釜、 罐、池)底部沉渣泛起，损坏密封； 4）对较长时间停运，重新起动时没有手动盘车 ，摩擦副因粘连而扯坏密封面； 5）介质中腐蚀性、聚合性、结胶性物质增多； 6）环境温度急剧变化； 7）工况频繁变化或调整； 8）忽然停电或故障停机等。离心泵在正常运转 中忽然泄漏，如不能及时发现，往往会酿成较大 事故或损失，须予以重视并采取有效措施。
机封的弹性元件
4）集装式机械密封
所谓集装式机械密封就是通过密封自带轴套和端盖 将单（双）端面机械密封组合在一起，为整体安装形 式。将其安装到泵上后，不做任何调整（包括弹簧的 压缩量），只需固定轴套和压盖再把剖分式卡环（见 下图中的A）取下，即可投入使用。集装式机械密封在 设计上还有一个特点：卡环的（轴向）宽度就等于弹 簧的压缩量，因此，从外部就可以知道该值的大小。
5）其他分类
按密封腔温度分 t＞150℃ 80＜t≤150℃ -20≤t≤80℃ t＜-20℃ 按密封腔压力分 p＞15MPa 3＜p≤15MPa 1＜p≤3MPa 常压≤p≤1MPa 负压
高温机械密封 中温机械密封 普温机械密封 低温机械密封 超高压机械密封 高压机械密封 中压机械密封 低压机械密封 真空机械密封
3、弹性元件材料
1）弹簧材料 对弹簧材料的要求是：弹性好，耐介质 腐蚀。常用弹簧材料有不锈弹簧钢(1Cr18Ni9Ti等)、铬钢 (3Cr13、4Cr13等)、碳索弹簧钢(60si2Mn等)和磷青铜。 2）波纹管材料 对波纹管材料的要求是：良好的焊接 性能、较大的弹性、一定的耐腐蚀性。常用的波纹管材料 有铁基、铜基和镍基合金以及钛材等，一般以钛基中的镍 铬奥氏体带材为主，尤以1Cr18Ni12Mo2Ti用得最多。高 镍弹性合金被认为是制作波纹管较理想的材料，含铝的材 料用一般焊接技术时会遇到困难。目前国外用得最多的波 纹管材料有AM350（近似Cr16Ni45MnMo3N ）属于固溶 体、低强度、低硬度、高延伸率。
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机械密封的基本型式
机械密封有基本型式有：接触式和非接触式机械密封、内装式和外装式机械密封、内流式和外流式机械密封、弹簧旋转式和弹簧静止式机械密封、非平衡式和平衡式机械密封、单弹簧式和多弹簧式机械密封、推环(弹簧加载推环)式机械密封和波纹管密封等等，下面就详细的分别讲述了各种机械密封的概念及相关知识。
1、接触式和非接触式机械密封
接触式机械端面密封是指密封面微凸体接触的机械密封，密封面间隙
h=0.5~1um。
普通的机械密封均属接触式机械密封。
非接触式机械端面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>2um，对于流体静压密封h>5um。
当工作间隙发生变化时，其值超过密封面升举点间隙(h>hc，接触间隙)，密封面微凸体开始不接触，接触式机械密封就会变成非接触式机械密封，同样的h<hc时非接触式机械密封也会变成接触式机械密封。
接触式机械密封的摩擦状态是混合摩擦，也有边界摩擦和干摩擦;非接触式机械密封的摩擦状态则是流体润滑，也有弹性流体动力润滑。
普通的接触式机械密封泄漏量小、结构简单，使用广泛。
一般来说，非接触式机械密封泄漏量较大、结构复杂，大多在高参数条件下使用或用作多级密封的前置密封。
采用表面改形技术做成的可控间隙非接触式机械密封，可以达到工艺流体零泄漏。
此外，还有平衡比可以调节的半接触式机械密封，根据要求可以由接触式密封转变为非接触式密封或由非接触式密封转变为接触式密封。
2、内装式和外装式机械密封
静环装在压盖内侧的机械密封称为内装式机械密封：静环装在压盖外侧的机械密封称为外装式机械密封。
弹簧置于密封流体之内的机械密封称为内置式机械密封;弹簧置于密封流体之外的机械密封称为外置式机械密封。
内装(内置)式机械密封的弹簧和动环安装在密封箱内与介质接触，可以利用箱内介质压力来密封。
其优点是：受力状态好、泄漏量小(因泄漏方向与离心力方向相反)，冷却与润滑条件好，使用工作范围广(图1-2a)。
外装(外置)式机械密封的弹簧和动环安装在密封箱外不与介质接触，适用于强腐蚀、高粘度、易结晶介质。
因泄漏方向与离心力方向相同，泄漏量较大，其使用工作压力较低(图1-2b)。
3、内流式和外流式机械密封
密封流体在密封端面间的泄漏方向与离心力方向相反的机械密封称为内流式机械密封;密封流体在密封端面间的泄漏方向与离心力方向相同的机械密封称为外流式机械密封(图1-2c及1-2d)。
由于内流式密封中离心力不仅能阻止泄漏流体，而且还可以防止固体颗粒进入密封面间，故其泄漏量要比外流式小些。
通常内流式机械密封适用于高压，而外流式机械密封的最高压力为1~2MPa。
4、弹簧旋转式和弹簧静止式机械密封
弹性元件随轴旋转的机械密封称为弹簧旋转式机械密封;弹性元件不随轴旋转的机械密封称为弹簧静止式机械密封(图1-2e、f)。
由于弹簧旋转式机械密封的弹簧转动件受离心力影响，所以不适用于高速密封，但由于结构简单、径向尺寸小，常用于一般机械密封。
由于弹簧静止式机械密封的弹簧不受离心力影响，常用于高速机械密封。
5、非平衡式和平衡式机械密封
面积比B》1的机械密封称为非平衡式机械密封;面积比B<1的机械密封称为平衡式机械密封(图1-2g、h)。
面积比等于密封流体作用的有效面积A2(内装式)或A1(外装式)与密封面面积Af之比，即密封流体作用面积大于密封面面积的非平衡式机械密封，其密封端面上的作用力随密封流体压力升高而增大，因此只适用于低压。
而在平衡式机械密封中，其密封端茴上的作用力随密封流体压力变化较小，因此它适用于高压。
6、单弹簧式和多弹簧式机械密封
只有一个集中大弹簧的机械密封称为单弹簧式机械密封;有多个点布小弹簧的机械密封称为多弹簧式机械密封(图1-2i、j)。
单弹簧式机械密封的端面受力不均匀，而且高速下离心力使弹簧偏移或变形，弹簧力不易调节，轴向尺寸大，因此，它多用于小直径(轴径不大于80mm!1.5mm)、低速密封;多弹簧点布机械密封的端面受力均匀(可经挑选后点布)，受离心力影响较小，弹簧力可通过改变弹簧个数来调节，因此，它可用于大直径、高速机械密封。
但在腐蚀性介质和有固体颗粒介质的场合下，小弹簧结构会因易腐蚀和堵塞而失效。
7、单密封、双密封及多密封
只有一对端面摩擦副的密封为单密封(图1-2a~j);由两对端面摩擦副组成
的密封为双密封(图1-2k~l);由两对以上端面摩擦副组成的密封为多端面机械
密封(图1-2m)。
单密封结构简单，最常用。
在单端面机械密封不能满足要求时，则可采用双密封或多密封。
双密封有轴向双端面机械密封和径向双端面机械密封(图2-2n)，后者结构
布置较前者紧凑。
轴向双端面机械密封有背对背或面对面布置的结构(图1-2k、l)。
此外，还有串联布置的双密封(图1-2o)。
双密封的特点是两个端面摩擦副之问可充满中间流体一阻塞流体(俗称封气、封油、封水、封液)或缓冲流体。
当中间阻塞流体压力大于被密封流体压力( 通常大0.05~0.15MPa)和大气压力时，双密封用作阻塞密封;当中间缓冲流体压力
低于被密封流体压力但高于大气压力时，双密封用作串联密封。
中间环密封属于多端面密封。
旋转的中间环密封，可用于高速下降低!" 值;不转的中间环密封，用于高压和(或)高温下减少力变形和(或)热变形。
具有中间环的螺旋槽面密封可用作双向密封。
此外，还有推环(弹簧加载推环)式机械密封( 图1-2a~o)和波纹管密封( 图1-2p)。