《现代密封技术介绍》PPT课件.ppt

密封，气隙激振,现代密封技术介绍,迷宫密封,叶轮偏心引起的激振,气隙激振力对系统稳定性的影响,气隙激振的分析处理探讨,鲁豫鑫 郭娟 杨青 董玛莉 焦志曼,现代密封技术介绍,演讲：鲁豫鑫 学号：11721167 指导老师：王小静,1密封介绍 2垫片密封 3填料密封 4机械密封 5磁流体密封 6小结,1984年12月3日，美国联合碳化物公司设在印度的博帕尔农药厂异氰甲酸酯储罐发生泄漏，造成3000多人死亡，12.5万人中毒。1986年1月28日，美国“挑战者”号航天飞机升空后不久爆炸，造成这场航天史上最大悲剧的主要原因是右侧火箭助推器连接处O形密封圈失效，导致一连串的连锁反应。,密封是防止流体或固体微粒从相邻结合面间泄漏以及防止外界杂质（如灰尘与水分等）侵入机器设备内部的零部件或措施。,静密封,动密封,密封垫密封,密封胶密封,直接接触密封,密封,中低压静密封,高压静密封,旋转密封,往复密封,接触式密封,非接触式密封,圆周密封,端面密封,垫片密封,垫片是一种夹持在两个独立连接件之间的材料或材料的组合，其作用是在预定的使用寿命内，保持两个连接件间的密封。 垫片密封是过程工业装置中压力容器、工艺设备、动力机器和连接管道等可拆连接处最主要的静密封形式。,垫片密封的原理,垫片密封是靠外力压紧密封垫片，使其本身发生弹性或塑性变形，以填满密封面上的微观凹凸不平来实现密封。它包括初始密封和工作密封两部分。 初始密封：垫片压缩，在密封面间产生足够的压紧力，即垫片预紧应力，以阻止介质通过垫片本身的渗漏，同时保证垫片对连接件有较大的适应性。 工作密封：接头受到压力作用时，密封面将被迫发生分离，此时要求垫片能释放出足够的弹性应变能，弥补这一分离量，并且留下足以保持密封所需要的工作垫片应力。,垫片的种类及应用范围,非金属垫片：橡胶垫、石棉垫、柔性石墨垫和聚四氟乙烯垫等。质地柔软、耐腐蚀、价格便宜，但耐温和耐压性能差。多用于常温和中温的中、低压容器或管道的法兰密封。 半金属垫片（金属复合垫片）：用不同材料的金属薄板把非金属材料包裹起来压制成型。可满足较高温度和较高压力的使用要求。 金属垫片：在高温高压及载荷循环频繁等苛刻条件下，各种金属垫片仍是首选。材料有铜、铝、低碳钢、不锈钢、铬镍合金钢、钛等。截面形状有平形、波形、齿形、八角形等。,填料密封,填料密封又称为压紧填料密封，俗称盘根。盘根密封是最古老的一种密封结构，在我国古代的提水机械中，就是用填塞棉纱的方法来堵住泄漏的，世界上最早出现的蒸汽机也是采用这种密封形式的。而石油和天然气开采技术的生产与发展，使填料密封的材料有了新的发展。到了20世纪，填料密封因其结构比较简单，价格不贵，来源广泛而获得许多工业部门的青睐。,压盖2通过螺栓1轴向预紧力的作用时填料产生轴向压缩变形，同时引起填料产生径向膨胀的趋势，从而压紧填料箱内壁和轴的表面，间隙被填塞而达到密封。,成型填料密封,成型填料密封跟填料密封的区别，在于它不仅依靠密封圈预先被挤压因弹塑性变形而产生预紧力，在工作时介质压力也挤压密封圈，使之变形产生压紧力。也就是说，成型填料密封属于自紧式密封。 成型填料按工作特性分为挤压型密封圈和唇形密封圈两大类；按材质分为橡胶类、塑料类、皮革类和软金属类，其中应用最广的是橡胶密封圈，有“密封之王”之称。,挤压型密封圈,挤压型密封圈广泛应用于真空设备、液压及空压等系统的密封中，也作为其他动密封的重要辅助零件，还可作为容器法兰、管道法兰等接头部位的静密封件使用。,唇形密封圈,唇形密封圈有多类型，常用的有V形、U形、L形、J形、Y形等。 唇形密封圈在压力作用下，易与密封面紧密贴合，因此，具有自紧作用。但只有单向密封能力，在双向压力中使用时，须成对装填。,机械密封,机械密封是一种用于旋转流体机械的轴封装置。一般用于离心泵、离心机、压缩机等设备，轴和设备腔体间存在一个圆周间隙，设备介质易从中泄漏，因此必须设一道阻漏装置。因机械密封具有泄漏少、寿命较长、结构简单等优点，成为了主要的轴密封方式。,1传动螺钉 2传动座 3弹簧 4推环 5动环密封圈 6动环 7静环 8静环密封圈 9防转销,摩擦副是机械密封的主要元件，它在很大程度上决定了机械密封的性能和寿命。因此，对它有一些基本要求： （1）足够的强度和刚度 （2）端面有足够的耐腐蚀性 （3）耐热冲击力高的导热系数，低的线膨胀系数 （4）较小的摩擦系数，良好的自润滑性 （5）易加工，材料成本低 （6）一般选择一软一硬的材料配对，如石墨、聚四氟乙烯对硬质合金、陶瓷、碳化钨、氮化硅、硌钢等,干气密封,这种密封运行无磨损，功耗小；泄漏量小，可实现零泄漏或者零逸出；结构相对简单，无需复杂的封油系统，安装维护费用低；系统可靠，可实现长周期稳定运行。 干气密封最初是用在透平压缩机、膨胀机等高速旋转机械上，到目前为止，己在化工、炼油、化肥、天然气输送等行业获得广泛的应用。上世纪90 年代国外开始在中低速旋转机械如离心泵、搅拌釜中采用干气密封。,磁流体密封,20世纪60年代初期美国宇航局为了解决宇航服的真空密封及空间失重状态下的液体燃料补充问题，开发了磁性流体。 磁流体，或称铁磁流体，是一种对磁场 敏感又可流动的由直径约为10nm的铁 磁性或亚铁磁性固体微粒在特定的表面 活性剂的作用下均匀高度弥散到基载液 （水、机油）中而成的一种高稳定性固 液相溶的胶体溶液，即使在重力场、磁 场作用下也能长期稳定的存在，不产生 沉淀和分离。,密封原理如图所示：它由两个环形磁极和夹于磁极中间的环形永久磁铁组成，磁性流体在磁场中受到磁场力的作用形成油膜屏障，在无外力作用时，磁性流体将保持在磁场最强的区域内。在外力作用下，磁性流体的位置和形状将发生变化，引起磁场力的变化，磁场力与外力相平衡，使磁性流体处于新的平衡状态，始终把磁流体保留在密封间隙内，起到密封作用。,工作原理及自愈合功能,磁流体密封的主要特点是它的密封能力不依靠密封表面间的压紧力，在密封表面之间存在相对运动的情况下，它的摩擦力极小，仅表现为铁磁性流体内部的剪切应力。 磁性流体密封具有以下优点：不可测量的泄漏率；高可靠性，使用寿命长达10 年以上，具有自我恢复的能力；能承受高转速，允许轴有一定的偏心度和径向跳动；最佳的扭矩传递，无需加预紧力，避免了变形；低的黏性摩擦。 目前，磁流体的密封耐压能力可达3.5MPa，真空度达10.8托，极限转速为30000r/min。,小结,自19世纪末第一项密封专利开始至今己发展了100多年，高性能、高参数和高水平的产品大量被研制出来，并更深入的发展。随着人们对环境保护的日益关注，对产品的泄漏要求也越来越严格。密封技术的发展总体趋势是利用新概念、新技术、新工艺和新材料，改进结构以提高密封的可靠性、延长寿命、降低泄漏量和开发出适用于特殊工况下的密封产品。,参考文献,1许振石,樊军. 现代密封技术概述. 传动技术,2010,12:38-40 2曹树谦,陈予恕. 现代密封转子动力学研究综述. 工程力学,2009,12:68-79 3顾伯勤,蒋小文,孙见君,陈晔. 机械密封技术最新进展. 化工进展,2003,11(22):1160-1164 4左振亮,李楠. 机械密封技术与研发方向.