毕业设计（论文）-毛细管特性分析及压力测试台设计（全套图纸三维）.pdf

摘要：摘要： 凡内径很细的管子叫“毛细管”。通常指的是内径等于或小于 1 毫米的细管，因 管径有的细如毛发故称毛细管。目前可以在医学上，建筑材料上都能看得到。 如今， 现代建筑的空调系统必须要符合很高的要求。传统的空调系统如通风设备 和静态供热很难同时达到最佳热的舒适性、最省的空间和节能的要求 毛细管是 这个领域的一项新技术，它可以根据周围环境自动调整。用水做热媒的毛细管使 用的是弹性塑料，直接铺在房间围护结构表面的下方。这样房间的天花板、地板 和墙壁就会变得非常的温暖舒适。这样，使用者和房间表面之间的能量传递就通 过辐射的方式进行。辐射是在自然条件下调整各物体间的热平衡。 研究已经证 明，因为这个原因，毛细管网制冷、采暖系统可使人们感觉更舒适，从而具有更 高的工作效率。 采用 4.3X0.8 mm 的 PPR 塑料毛细管组成的间隔为 10 mm 30 mm 的网栅， 犹如人体中的毛细管，起到着分配、输送和搜集液体的功能。在网栅中和人体毛 细管中的液体流动速度基本相同，都在 0.05 0.2 m/s 之间。同时人体皮下组织 的毛细血管与周围环境成功地进行了传热交换，达到自身温度调节的目的。 冬季毛细管内通较低温度的热水,柔和的向房间辐射热量；夏季毛细管内通温度 较高的冷水,柔和的向房间辐射冷量。由于毛细管席换热面积大，传热速度快， 因此传热效率更高。 全套图纸，加全套图纸，加 153893706 Abstract： Where a narrow capillary tubes called . Usually refers to the inner diameter is equal to or less than 1 mm diametertube, due to some as thin as hair so that capillary. At present, in medicine, building materials, can see. Nowadays, air conditioning system of modern architecture should meet very high demand. As the air conditioning and ventilation equipment and static conventional heating system is difficult to comfort, space and energy requirements ofthe province of capillary and best heat is a new technique in the field, it can be adjusted automatically according tothe surrounding environment. Capillary do heat medium water is directly below the elastic plastic, shop in theenvelope of a room surface. This rooms ceiling, floor and walls will become very warm and comfortable. So, between the user and the energy transfer on the room surfaces by means of radiation. Radiation is the adjustment of the thermal balance between objects in natural conditions. Research has shown that, for this reason, the capillaryrefrigeration, heating system can make people feel more comfortable, so it has higher working efficiency. Using PPR plastic capillary 4.3X0.8 mm composed of interval for the grid of 10 mm - 30 mm, like capillary in the human body, to the distribution, transport and collect the function of liquid. The liquid in the grid and human in capillary flow velocity is basically the same, are between 0.05 - 0.2 m/s. At the same time the human subcutaneous tissue of the capillary and the surrounding environment successfully carried out the heat exchange, to achieve itspurpose of temperature adjustment. Low temperature hot water through the winter in a capillary, soft and radiant heat to the room; cold water through high temperature in summer in a capillary, soft radiation cooling to the room. Due to the capillary mat large heat exchange area, fast heat transfer speed, so the heat transfer efficiency is higher. 目录： 摘要： . 1 Abstract： . 2 一，毛细管的介绍 . 4 1.1 蒸汽压缩的原理. 4 压缩系统压缩系统 . 5 蒸汽降温器蒸汽降温器 . 5 润滑系统润滑系统 . 5 1.2 毛细管的种类. 5 电泳色谱电泳色谱 . 5 细管空调细管空调 . 5 细管用途细管用途 . 6 1.3 毛细管的研究意义. 6 二，设计方法 . 7 2.1 毛细管试验台设计思路 . 7 2.2 元器件的选用及其设计 . 7 2.2.1 毛细管的选择. 7 2.2.2 气压计的选择. 8 种类种类 . 8 用途用途 . 8 水银气压水银气压 . 8 无液气压无液气压 . 9 2.2.3 换向阀的选择. 9 2.3.4 其他元件的选择 . 11 2.3 密封性的设计 . 13 2.4 使用注意事项 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 三，设计方案验证 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.1 本设计的可行性分析. 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 3.2 本设计的优点及其不足之处 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 四，总结 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 五，致谢 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 六，参考文献 . 错误！未定义书签。错误！未定义书签。 一，毛细管的介绍一，毛细管的介绍 1.1 蒸汽压缩的原理蒸汽压缩的原理 蒸汽压缩机是热回收系统对产生的蒸汽通过压缩作用而提高蒸汽汽温度和压力 的关键设备。作用是将低压（或低温）的蒸汽加压升温，以达到工艺或者工程所 需的温度和压力要求。 蒸汽压缩机总体构成较为复杂，主要由压缩系统、蒸汽降温器和润滑系统三个进 本单元组成。再沸器（蒸发器）内产生的蒸汽经过内嵌式微滴分离器除去蒸汽中 的部分液体，然后再进入蒸汽压缩机或相应的用汽点 离心压缩机。在工艺设计时可留有不经压缩的蒸汽旁路，以自动控制而满足生产 对不同蒸汽压力和温度的要求或防止压缩机出现故障时维修余地。 压缩系统压缩系统 蒸汽压缩机压缩形式根据原理不同， 是由一个整体的齿轮装置驱动的单级离心压 缩机。 根据不同的需求压缩机的形式也不尽相同， 一般常见的有罗茨式压缩机 （容 积式）、离心式压缩机（速度式）等。 蒸汽降温器蒸汽降温器 蒸汽降温器是一个特别设计的喷嘴，它安装在回收蒸汽管中。使流动中的蒸汽使 尽量多的水雾化为蒸汽。通向降温器的供水流量由降温器后的蒸汽的温度来控 制。 润滑系统润滑系统 润滑系统包括油罐、 两个并联的水冷式冷却器、 一套并联的油过滤器和两个油泵。 主油泵是一个螺杆泵，直接由低速齿轮轴驱动。备用油泵由电机驱动在启动时使 用。油冷却器是一个管状的换热器，油在换热管中流动。油罐上安装有油除沫器 和电加热器，润滑油通过油冷却器和油过滤器从油罐泵送到齿轮箱，油的温度由 油冷却器旁路的温度控制器调节。油过滤器上有压差指示器，以检测过滤器中的 污染物。 1.2 毛细管的种类毛细管的种类 凡内径很细的管子叫“毛细管”。通常指的是内径等于或小于 1 毫米的细管，因 管径有的细如毛发故称毛细管。目前可以在医学上，建筑材料上都能看得到。 水银温度计、钢笔尖部的狭缝、毛巾和吸墨纸纤维间的缝隙、土壤结构中的细隙 以及植物的根、茎、叶的脉络等，都可认为是毛细管。毛细管电色谱是发展起来 的一种新型微分离分析技术，它整合了毛细管电泳与微径柱液相色谱的优点，通 过在填充微细颗粒液相色谱填料的微径柱色谱柱两端施加直流高压电场， 达到其 对痕量复杂生物及化学体系样品优越的分离能力。 电泳色谱电泳色谱 LC/MSD TOF 的高效液相色谱仪部分式组合设备，可以根据需要任意组合。 空调系统中的毛细管的作用： 制冷时，毛细管将从冷凝器出来的高压液态制冷剂，通过节流膨胀使其成为低压 的液态制冷剂，再进入蒸发器。 细管空调细管空调 毛细管网模拟叶脉和人体毛细血管机制， 由外径为 3.5-5.0mm （壁厚 0.9mm 左右） 的毛细管和外径 20mm（壁厚 2mm 或 2.3mm）的供回水主干管构成管网。保温层、 散热层、和毛细管网结合使用，复合成毛细管网换热器，大大提高了毛细管网单 一构造的散热能力合使用用途，保护了毛细管管壁不受损坏。毛细管网平面辐射 空调系统一般采用小循环大系统方式，并采用专用溶液作介质，可以避免系统阻 塞，方便控制。为达到更高舒适度要求并避免结露，房间还应该配套湿度控制和 新风系统。毛细管网生产和应用技术此前一直由德国企业高度垄断，北京普来福 环境技术有限公司已打破国外企业垄断，研发生产出国产的毛细管网换热器，申 请了多项发明专利和实用新型专利，并且已经进入批量生产阶段。 2007 年 5 月，该产品在中国建筑科学研究院空调所（国家空调设备置粮监督检 验中心）进行检验。以某节点的测试举例，结果如下： 1、在实验压力为 1.5Mpa 情况下，无渗漏； 2、在供水温度 45，回水温度 40，基准温度 20，T=22.5时，折合样 品单位面积散热量 Qdr=240.88W/m2； 3、在供水温度 15，回水温度 20，基准温度 26，T8.5，折合样品单 位面积制冷量 Qdl=122.84W/m2。 细管用途细管用途 毛细管一般被用于 20kW 1以下的小型氟利昂制冷装置。毛细管由紫铜管制 毛细管成，长度 16m，内径为 0.52mm.通过长度和管径的多种组合可使其满足不同的工况 和不同制冷量的制冷剂装置要求，但毛细管被选定和安装后，便不能随负荷变化而变化，为 使制冷装置在绝大多数时间下高效率运转，选择具有代表性的设计工况是及其重要的。 1.3 毛细管的研究意义毛细管的研究意义 毛细管研究有助于选择最适合的长度，使得压缩达到最好的效果，节省能量，充 分利用能量，另外可以测试毛细管能够承受的压力，保证使用中的安全性。 二，设计方法二，设计方法 2.1 毛细管试验台设计思路毛细管试验台设计思路 本实验通过测试毛细管压力与长度的关系.具体方案图如下 黄色线条所示为毛细管，毛细管为定长，其单个长度为 100mm，测试过程中， 首先电磁阀 5 断开，电磁阀 1 接通，打开蓄能器，可以测试一根毛细管也就是 100mm 毛细管压力差的测试。 第二步，电磁阀 1 关闭，电磁阀 5 和电磁阀 2 接通，这样可以测试两根毛细管也 就是 200mm 毛细管的压力差。 以此类推，可以测试不同长度毛细管的压差，做好数据记录方便以后分析。 另外测试结束以后可以进行流量调节，进行下一轮测试，这样可以测试流量与压 力差的关系。 2.2 元器件的选用及其设计元器件的选用及其设计 2.2.1 毛细管的选择毛细管的选择 毛细管一般被用于 10kW 以下的小型氟利昂制冷装置。毛细管由紫铜管制 成，长度 16m，内径为 0.52mm.通过长度和管径的多种组合可使其满足不同的 工况和不同制冷量的制冷剂装置要求，但毛细管被选定和安装后，便不能随负荷 变化而变化，为使制冷装置在绝大多数时间下高效率运转，选择具有代表性的设 计工况是及其重要的。 细管网模拟叶脉和人体毛细血管机制， 由外径为 3.5- 5.0mm （壁厚 0.9mm 左右）的毛细管和外径 20mm（壁厚 2mm 或 2.3mm）的供回水主 干管构成管网。 保温层、 散热层、 和毛细管网结合使用， 复合成毛细管网换热器， 大大提高了毛细管网单一构造的散热能力合使用用途， 保护了毛细管管壁不受损 坏。 毛细管网平面辐射空调系统一般采用小循环大系统方式，并采用专用溶液作 介质，可以避免系统阻塞，方便控制。为达到更高舒适度要求并避免结露，房间 还应该配套湿度控制和新风系统。 毛细管网生产和应用技术此前一直由德国企业 高度垄断，北京普来福环境技术有限公司已打破国外企业垄断，研发生产出国产 的毛细管网换热器，申请了多项发明专利和 实用新型专利，并且已经进入批量 生产阶段。 2007 年 5 月，该产品在中国建筑科学研究院空调所（国家空调设备置粮监 督检验中心）进行检验。以某节点的测试举例，结果如下： 1、在实验压力为 1.5Mpa 情况下，无渗漏； 2、在供水温度 45，回水温度 40，基准温度 20，T=22.5时，折 合样品单位面积散热量 Qdr=240.88W/m2； 3、在供水温度 15，回水温度 20，基准温度 26，T8.5，折合样 品单位面积制冷量 Qdl=122.84W/m2。 2.2.2 气压计的选择气压计的选择 气压计是根据托里拆利(Evangelista Torricelli,16081647)的实验原理而制 成，用以测量大气压强的仪器 根据托里拆利（Evangelista Torricelli,16081647）的实验原理而制成，用 以测量大气压强的仪器。气压计的种类有水银气压计及无液气压计。其用途是： 可预测天气的变化，气压高时天气晴朗；气压降低时，将有风雨天气出现。可测 高度。每升高 12 米，水银柱即降低大约 1 毫米，因此可测山的高度及飞机在空 中飞行时的高度。 种类种类 气压计的种类有水银气压计及无液气压计。 用途用途 可预测天气的变化，气压高时天气晴朗；气压降低时，将有风雨天气出现。 可测高度。每升高 12 米，水银柱即降低大约 1 毫米，因此可测山的高度及飞机 在空中飞行时的高度。 水银气压水银气压 利用托里拆利管来测定大气压的一种装置。 玻璃管底部的水银槽是用一个皮囊所 代替，并附有可以调准的象牙针使其指示水银面，叫做“福廷式水银气压计”， 在玻璃管外面加上一个金属护套，套管上刻有量度水银柱高度的刻度尺。在水银 槽顶上另装一只象牙针，针尖正好位于管外刻度尺的零点，另用皮袋作为水银槽 底。使用时，轻转皮袋下的螺旋，使槽内水银面恰好跟象牙针尖接触（即与刻度 尺的零点在一水平线上），然后由管上刻度尺读出水银柱的高度。此高度示数即 为当时当地大气压的大小。另外还有不需调准象牙针的观测站用气压计，可测低 气压山岳用的气压计，以及对船的摇动不敏感的航海用气压计。 大气压强不同支持的水银柱的高度不同，根据 P=p(水银密度)hg,计算出的压强 就等于大气压强，当然这个计算制造气压计时就算出来标到气压计上了，通过水 银面对准的刻度，就可以知道气压的大小了！ 无液气压无液气压 无液气压计是气压计的一种,最常见的是金属盒气压计。 它的主要部分是一种波纹状表面的真空金属盒。为了不使金属盒被大气压所压 扁，用弹性钢片向外拉着它。大气压增加，盒盖凹进去一些；大气压减小，弹性 钢片就把盒盖拉起来一些。盒盖的变化通过传动机构传给指针，使指针偏转。从 指针下面刻度盘上的读数，可知道当时大气压的值。 它使用方便，便于携带，但测量结果不够准确。如果在无液气压计的刻度盘上标 的不是大气压的值，而是高度，于是就成了航空及登山用的高度计。 本设计中选择如下气压阀 2.2.3 换向阀的选择换向阀的选择 换向阀是具有两种以上流动形式和两个以上油口的方向控制阀。 是实现液压油流 的沟通、切断和换向，以及压力卸载和顺序动作控制的阀门。 可分为手动换向阀、电磁换向阀、电液换向阀等。 又称克里斯阀，阀门的一种，具有多向可调的通道，可适时改变流体流向。 工作时借着阀外的驱动传动机构转动驱动轴，带动摇拐臂，启动阀板，使工作流 体时而从左入口通向阀的下部出口，时而从右入口变换通向下部出口，实现了周 期变换流向的目的。 这种变换阀在石油、 化工生产中有着广泛的应用， 在合成氨造气系统中最为常用。 此外，换向阀还可作成阀瓣式的结构，多用于较小流量的场合。工作时只需转动 手轮通过阀瓣来变换工作流体的流向。 六通换向阀主要由阀体、密封组件、凸轮、阀杆、手柄和阀盖等零部件组成(图 1)。阀门由手柄驱动，通过手柄带动阀杆与凸轮旋转，凸轮具有定位驱动与锁定 密封组件的开启与关闭功能。手柄逆时针旋转，两组密封组件分别在凸轮的作用 下关闭下端的两个通道，上端的两个通道分别与管道装置的进口相通。反之，上 端的两个通道关闭，下端两个通道与管道装置的进口相通，实现了不停车换向。 六通换向阀 1 上阀盖 2 手柄 3 阀杆 4 凸轮 5 密封组件 6 阀盖 7 阀体 (1)六通阀的阀体由隔板分成两腔，每腔都有 3 个通道，中间为进油口，两端为 出油口。阀体为碳钢板焊结构，体积小，质量轻，结构紧凑，提高了材料的利用 率，缩短了生产周期，降低了成本。密封面堆焊不锈钢，防锈耐腐蚀，密封面经 过精加工后抛光研磨，表面粗糙度 Ra0.8m。 (2)六通阀有两组密封组件。每组密封组件(图 2)由阀瓣、密封圈、调整块、调 节螺钉、夹板和螺栓组成。阀瓣为碳钢板焊件，设有加强筋，即增加阀瓣强度又 起导向作用，保证每组阀瓣间的同轴度。阀瓣上镶嵌聚氨脂橡胶圈，该材料具有 耐油、耐磨损、性能稳定、密封良好和使用寿命长的特点。在凸轮的作用下，密 封圈的球面与阀体密封面相接触产生挤压弹性变形，达到密封效果。调整块和调 节螺钉在两组密封组件不能同步到位时可起调整作用， 确保各通道密封性能同步 到位。 密封组件 1 夹板 2 螺栓 3 调整块 4 阀瓣 5 密封圈 6 调整螺钉 (3)阀杆与阀体隔板和上阀盖间的轴向密封采用 O 形圈。 (4)阀体隔板及上阀盖轴孔部位镶有铜套，可减小与 O 形圈间的摩擦力矩，密封 组件开启与关闭灵活，操作力矩小。 (5)上阀盖设有指示牌及限位螺钉，阀杆上安装指针，明确指示各通道的接通状 况，易于操作。 (1)机动换向阀，机动换向阀又称行程阀。 (2)电磁换向阀，电磁换向阀是利用电磁吸引力操纵阀芯换位的方向控制阀。 (3)电液换向阀，电液换向阀是由电磁换向阀和液动换向阀组成的复合阀。 (4)手动换向阀，手动换向阀是用手推杠杆操纵阀芯换位的方向控制阀。 1 动作准确、自动化程度高、工作稳定可靠，但需附设驱动和冷却系统，结构较为 复杂；阀瓣式结构则较简单，多用于流量较小的生产工艺上。 在石油、化工、矿山和冶金等行业中，六通换向阀是一种重要的流体换向设备。 该阀安装在稀油润滑系统输送润滑油的管道中。 通过变换密封组件在阀体中的相 对位置，使阀体各通道连通或断开，从而控制流体的换向和启停。 2.3.4 其他元件的选择其他元件的选择 三通为管件、管道连接件。又叫管件三通或者三通管件， 不锈钢等径三通三通接头，用在主管道要分支管处。三通是具有三个口子，即一 个进口，两个出口；或两个进口，一个出口的一种化工管件，有 T 形与 Y 形，有 等径管口，也有异径管口，用于三条相同或不同管路汇集处。 1三通的主要作用 是改变流体方向的。 按管径尺寸划分按管径尺寸划分 1. 等径三通的接管端部均为相同的尺寸； 2. 异径的三通的主管接管尺寸相同，而支管的接管尺寸小于主管的接管尺 寸。 按工艺划分按工艺划分 1. 液压胀形 三通的液压胀形是通过金属材料的轴向补偿胀出支管的一种成形工艺。 其过 程是采用专用液压机，将与三通直径相等的管坯内注入液体，通过液压机的两个 水平侧缸同步对中运动挤压管坯，管坯受挤压后体积变小，管坯内的液体随管坯 体积变小而压力升高，当达到三通支管胀出所需要的压力时，金属材料在侧缸和 管坯内液体压力的双重作用下沿模具内腔流动而胀出支管。 三通的液压胀形工艺可一次成形，生产效率较高；三通的主管及肩部壁厚均 有增加。 因无缝三通的液压胀形工艺所需的设备吨位较大，目前国内主要用于小于 DN400 的标准壁厚三通的制造。其适用的成形材料为冷作硬化倾向相对较低的 低碳钢、低合金钢、不锈钢，包括一些有色金属材料，如铜、铝、钛等。 2. 热压成形 三通热压成形是将大于三通直径的管坯，压扁约至三通直径的尺寸， 冷拔三通 在拉伸支管的部位开一个孔；管坯经加热，放入成形模中，并在管坯内装入拉伸 支管的冲模；在压力的作用下管坯被径向压缩，在径向压缩的过程中金属向支管 方向流动并在冲模的拉伸下形成支管。 整个过程是通过管坯的径向压缩和支管部 位的拉伸过程而成形。与液压胀形三通不同的是，热压三通支管的金属是由管坯 的径向运动进行补偿的，所以也称为径向补偿工艺。 由于采用加热后压制三通，材料成形所需要的设备吨位降低。热压三通对材 料的适应性较宽，适用于低碳钢、合金钢、不锈钢的材料；特别是大直径和管壁 偏厚的三通，通常采用这种成形工艺。 以材质划分以材质划分 碳钢，铸钢，合金钢，不锈钢，铜，铝合金，塑料，氩硌沥，pvc 等。 以制作方法划分以制作方法划分 顶制、压制、锻制、铸造等。 以制造标准划分以制造标准划分 国标、电标、化标、水标、美标、德标、日标、俄标等，具体如下： GB/T12459- 2005,GB/T13401- 2005,ASME B16.9,SH3408,SH3409- 96,SH3410- 96,HG/T21635,DL/T 695,SY/T 0510,DIN 2615。 2.3 密封性的设计密封性的设计 密封，指严密地封闭。语出晋葛洪抱朴子金丹：“又尹子丹法： 以云母水和丹，密封致金华池中，一年出，服一刀圭，尽一斤得五百 岁。” 密封可分为静密封和动密封两大类。 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。 静密封指严密地封闭密封舱密封容器用于密封 函件和遗嘱的印章。 密封可分为静密封和动密封两大类。 静密封静密封 静密封主要有垫密封、密封胶密封和直接接触密封三大类。根据工作 压力，静密封又可分为中低压静密封和高压静密封。中低压静密封常 用材质较软宽度较宽的垫密封， 高压静密封则用材质较硬接触宽度很 窄的金属垫片。 动密封动密封 动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。 其他其他 按密封件与其作相对运动的零部件是否接触， 可分为接触式密封和非 接触式密封；按密封件和接触位置又可分为圆周密封和端面密封，端 面密封又称为机械密封。动密封中的离心密封和螺旋密封，是借助机 器运转时给介质以动力得到密封，故有时称为动力密封。 根据密封结构的类型、密封机理、密封件形状和材料等，密封可按表 29.2-1 分类。 表 29.2-1 密封的分类 对密封的基本要求是密封性好、安全可靠、寿命长，燕应力求结构紧 凑，系统简单，制造维修方便，成本低廉，大多数密封件易损件，应 保证互换性，实现标准化、系列化。 各种型式的密封，都有其特点和使用范围，设计密封时应先进行分析 比较。 表 29.2-2 列出了各种常用密封方法的特征， 表 29.2-3 为动密封的种 类与应用范围。 密封类型 往复运动 转动 耐压性 耐高速性 耐热性 耐寒性 耐久性 用途 备注 填料密封泵、水轮机、阀、高压釜。可用缠绕填料、纺织填料或成型 填料。 O 形圈密封活塞密封可广泛用作静密封，此时耐久性良好。 Y 形圈密封活塞密封有时作静密封 机械密封 泵、水轮机、高压釜、压气机、搅拌。可用不同的材料组 合，包括金属波纹管密封 油封轴承密封 或与其他密封并用，防尘 分瓣滑环密封 水轮机、汽轮机 多用石墨作滑环 迷宫式密封汽轮机、泵、压气机 往复用时，宜高速，低速不用 浮动环密封泵、压气机 离心密封和螺旋密封泵 磁流体密封压气机 只用于气体介质 表 29.2-3 动密封的种类与应用范围 种类 真空（绝对压力）/MPa 压力（表压）/MPa 工作温度/ 线速 度/ms-1 泄漏率/ mh-1 使用期限 应用举例 压紧填料密封 1.3310-3 31.38 -240600 20 101000 - 清水离 心泵，柱塞泵、阀杆密封 接 触 型 成型填料 挤紧型 1.3310-7 98.07 -45230 10 0.001 0.1 6 个月1 年液压缸、水压缸 唇型 1.3310-9 0.110 橡胶油封 油封 - 0.29 -30150 12 36 个月 轴承封油与防尘 防尘油封 硬填料密封 往复 - 294.20 -45400 - 3 个月1 年 活塞杆密封 旋转 - 6 个月1 年 航空发动机主轴承封油 胀圈密封 往复 1.3310-3 300 12 0.2%1%吸气容积 36 个月汽 油机、柴油机、压缩机、液压缸、航空发动机主轴承封油 旋转 0.2 - 机械密封 普通型 1.3310-7 7.85 -196400 30 0.1150 6 个月 1 年 化工用、电厂用、炼油厂用的离心泵 液膜 - 31.38 -30150 30100 1005000 1 年以上 大型泵、透 平压缩机 气膜 1.96 不限 不限 - 航空发动机 迷宫密封 1.3310-5 19.61 600 不限 大 3 年以上 蒸汽透平、燃气 透平、迷宫活塞压缩机 非接触型 动力密封 离心密封 背叶轮 1.3310-3 0.25 050 30 - 1 年以上 矿浆泵 甩油环 油封 - 0 不限 不限 - 非易损件 轴承封油与防尘 防尘 螺旋密封 螺旋密封 1.3310-3 2.45 -30100 30 - 取决于轴承寿 命 轴承封油、鼓风机封油 螺旋迷宫密封 - 70 锅炉给水泵辅助密封 其他 铁磁流体密封 1.3310-13 (4.12) （-5090) (70) - - - 全封闭密封 密封材料应满足密封功能的要求。由于被密封的介质不同，以及设备 的工作条件不同，要求密封材料具有不同的适用性。对密封材料的要 求是： 材料致密性好， 不易泄漏介质； 有适当的机械强度和硬度； 压缩性和回弹性好，永久性变形小；高温下不软化、不分解，低 温下不硬化、不脆裂；抗腐蚀性能好，在酸、碱、油等介质中能长 期工作，其体积一硬度变化小，且不粘附在金属表面上；摩擦系数 小，耐磨性好；具有与密封面贴全的柔软性；耐老化性好，经久 耐用；加工制造方便，价格便宜，取材容易。显然，任何一种材料 要完全满足上述要求是不可能的， 但具有优异密封性能的材料能够满 足上述大部分要求。 可橡胶是最常用的密封材料，除橡胶外，适合于做密封材料的还有石 墨带、聚四氟乙烯以及各种密封胶等，表 29.2-4 列出密封材料的分 类和用途。 表 29.2-2 常用密封方法的特征 类别 材料 用途 液体 高分子材料 液态密封胶、厌氧胶、热熔型密封胶 纤维 植物纤维 棉、麻、纸、软木垫片、软填料、防尘密封件、夹布 橡胶密封件 动物纤维 毛、毡、皮革 垫片、软填料、成型填料、油封、防尘密封 件 纤维 矿物纤维石棉垫片、软填料 人造纤维 有机合成纤维、玻璃纤维、碳纤维、陶瓷纤维 软填料、夹 布橡胶密封件 弹塑性体 橡胶合成橡胶、天然橡胶垫片、成型填料、油封、软填料、 防尘密封件、全封闭密封件 塑料 氟塑料、尼龙、聚乙烯、酚醛塑性、氯化聚醚、聚苯硫醚 垫片、 成型填料、油封、软填料、硬填料、活塞环、机械密封、防尘密封件、 全封闭密封件 密封胶 液态密封胶、厌氧胶 垫片、导管联接、螺纹密封 无机材料 柔生石墨 天然石墨 垫片、软填料、密封件 碳石墨 焙烧碳、电化石墨 机械密封、硬填料、动力密封、间隙密封 工程陶瓷 氧化铝瓷、滑石瓷、金属陶瓷、氧化硅、硼化铬 金属 有色金属 铜、铝、铅、锌、锡及其合金 垫片、软填料、机械 密封、迷宫密封、硬填料、间隙密封 黑色金属 碳钢、铸铁、不锈钢、堆焊合金、喷涂粉末 垫片、硬填料、 机械密封、活塞环、间隙密封、防尘密封件、全封闭密封件、成型填 料 硬质合金 钨钴硬质合金、钨钴钛硬质合金 机械密封 贵金属 金、银、铟、钽 高真空密封、高压密封、低温密封 密封材料的性能是保证有效密封的重要因素，选择密封材料，主要是 根据密封元件的工作环境，如使用温度、工作压力、所使用的工作介 质以及运动方式等。对密封材料的基本要求如下： 具有一定的力学性能，如拉伸强度、伸长率等； 弹性和硬度适当，压缩永久变形小； 耐高温和低温，高温下不分解、软化，低温下不硬化； 与工作介质相适应，不产生溶胀、分解、硬化等； 耐氧性和耐老化性好，经久耐用； 耐磨损，不腐蚀金属； 易于成形加工，价格低廉； 泄漏， 是指从运动副的密封处越界漏出的少量不作有用功的流体的现 象。 造成泄漏的基本原因是密封部位内外两侧的压力差或浓度差使流体 流动，以及密封面上有间隙，使流体溢出。对于不同类型的密封，作 用原理有所不同。静密封是依靠封闭结合面间的间隙以实现密封作 用；而动密封就不能单纯依靠封闭结合面间的间隙实现密封，因为间 隙愈紧密， 对偶表面相对运动时的摩擦阻力就愈大， 导致结合面发热， 使密封很快失效， 因此动密封作用原理的要点是既可保持密封而又不 产生较大摩擦阻力， 包括减小密封两侧的压力差及使结合面间保持流 体润滑膜等。 对密封件的基本要求有如下几点： 在一定的压力和温度范围内具有良好的密封性能。 摩擦阻力小，摩擦系数稳定。 磨损小，磨损后在一定程度上能自动补偿，工作寿命长。 与工作介质相适应。 结构简单，装拆方便，价格低廉。 模压成型模压成型 大多数橡胶密封件均应用此种成型方法，如各种挤压密封、旋转轴唇 形密封、 往复动唇形密封圈、 复合密封、 薄膜密封、 波纹管形密封等。 加工成型加工成型 如矩形密封、活塞环密封、同轴密封（或滑环组合密封）等。 板或条类型材板或条类型材 如橡胶、纤维增强橡胶、粘接石棉纤维、芳族聚酰胺纤维等，板或条 类型材多半用于密封衬垫或填料，橡胶作为石棉及其代用品的粘合 剂， 其中芳族聚酰胺纤维与加工成型的橡胶圈有时用于航天设备往复 动密封。 密封胶是一种涂敷在两结合面间，使之胶接在一起，从而将泄漏缝隙 堵塞的密封材料。密封胶是一种高分子密封材料。密封胶一般分为液 态密封胶与厌氧胶两类。 液态密封胶的初始形态一般是具有流动性的 粘稠液状物，能容易地填满接合面间的缝隙而形成（或者经过干燥后 形成）具有粘性、粘弹性或可剥性的均匀而稳定的连续薄膜。而厌氧 胶则在密封胶渗入两接合面并与空气隔绝时， 在常温下自行聚合固化 而将两接合面牢固地胶接和密封。 现国内市场上的密封胶，其主要缺点为油脂耐温低、粉料易固化粘附 等， 造成密封过程中耐温差、 易粘附于缸面， 难以清除等缺陷， 另外， 还有保质期较短等缺点。 高温密封胶具有良好的密封性能，又有良好的耐温、耐压、耐密介质 等特点，使用方法简便，常用于机电产品的静止接合面间的密封，以 及接合面较复杂的螺纹等的密封。高温密封胶优异的耐温性能，最高 耐温可达 900；良好的耐压性能，在蒸汽压力下承受 25Mpa，无密 封环法兰承受 45Mpa，螺管接头 55Mpa；极好的密封性能，由于产 品具有良好的塑变性，受热不会固化，密封膜不会被破坏，从而保证 了机件密封面的密封；产品易于清除，使用过的密封面可以用无水乙 醇或丙酮轻易的擦去，而不会附着于密封面；博科思高温密封胶保质 期较长，产品在正确储存的情况下，我们保证两年的适用期；使用寿 命长，根据应用指导使用并正常运行时，对于蒸汽轮机和燃气轮机， 我们保证在机加密封面（对接接头）的使用寿命在 10 年。润滑；在 高温高压下接触酸、碱、蒸汽等部位的密封和润滑；高温热炉管道法 兰面、油气田深井钻具的耐高温密封；特别适用于超临界以及超超临 界容量火力发电机组的汽轮机气缸结合面的持久密封； 应用于航空发 动机、船舶用发动机及真空泵等断面密封和润滑；高温热管丝扣螺纹 的密封。 密封脂则是一种辅助密封材料， 它可配合密封材料解决密封泄漏或在 冲击、振动、交变负荷下的静密封和低速一下的动密封。 液态胶液态胶 也即液态密封胶，它的初始状态一般是具有流动性的粘稠液状物。 一，分类一，分类 按液态密封胶的化学组成、 涂敷后成膜形状和应用场合等可分成许多 类型。 按化学组份分类 可分为树脂型、橡胶型、油改性型及天然高分子 型。这种分类法能根据高分子材料的特性，推测出它的耐温性、密封 性和对各种介质的适应性。 按应用场合分类 可分为耐热型、耐寒型、耐压型、耐油型、耐水 型、耐溶剂型、耐化学药品型和绝缘型等。 按其涂敷后成膜性状分类 可分为干性附着型、干性可剥型、非干 性粘型、和半干性粘弹型 4 种。这种分类法是国内常用分类法。对制 造者和使用者都很方便。 中国液态密封胶已形成通用型、无溶剂硅酮型以及厌氧型、填隙型、 浸渗型等密封胶体体系。 二，特性二，特性 液态密封胶本身呈液态，因此流动性好，能在金属的接合面的窄缝中 充满缝隙，形成一种具有粘性、粘弹性或可剥性的均匀的稳定的连续 的薄膜，从而使在设备各部件的接合面之间起密封作用。 液态密封胶在一定紧固力下密封性能好，耐压、耐热、耐油性能好。 对介质（油、水）有良好的稳定性，对金属不腐蚀，同时，它是液态 状，不像固体垫圈那样在起密封作用时必须要有压缩变形，因此也就 不存在内应力、松弛、蠕变和弹性疲劳等导致泄漏因素，由于它具有 流动性和触变性，可以充满接合面之间凹陷和缝隙，消除了固体垫圈 在使用中出现的界面泄漏现象。 密封胶是一种具有良好粘接弹性的物 质，在受到振动、冲击以及过度压缩时，不会像固体垫圈那样产生龟 裂、 脱落等破坏性泄漏现象。 此外， 密封胶制造工艺简单， 价格便宜， 贮用方便，因此这是一种理想的机械产品静密封材料。