机械密封基础知识

1、 机械密封基础知识 2008年5月 机械密封基础知识 机械密封主要用在转动机械的主軸上，以 防止流体经由转动中的主軸与外壳之間泄 漏的机械裝置。 常見的机械密封的机械设备有，离心泵、 齿轮泵、真空泵、回转泵、搅拌器、离心 机等转动设备。 近几年來环保的要求标准日渐提高，加上 废弃物处理理成本高漲，泄漏量控制变得 非常重要。 机械密封基础知识机械密封基础知识 机械密封概述机械密封概述: : 定义定义: :机械密封机械密封( (端面密封端面密封)-)-由至少一对垂直于轴线的端面在流体压力和补赏机构由至少一对垂直于轴线的端面在流体压力和补赏机构 弹力弹力( (或磁力或磁力) )的作用下以及辅助密封的

2、配合下的作用下以及辅助密封的配合下, ,保持贴合并相对滑动而构成保持贴合并相对滑动而构成 防止流体泄漏的装置防止流体泄漏的装置. . 基本结构基本结构: : 端面密封磨擦付端面密封磨擦付 缓冲补赏和压紧机构缓冲补赏和压紧机构 辅助密封辅助密封( (二级密封挠性元件二级密封挠性元件) ) 传动机构传动机构 基本密封点基本密封点: : 端面主密封点端面主密封点 静环与端盖辅助密封点静环与端盖辅助密封点 动环与轴动环与轴( (轴套轴套) )辅助密封点辅助密封点 端盖与泵体连接密封点端盖与泵体连接密封点 此外为了保证和提高机械密封的密封效果延长使用寿命此外为了保证和提高机械密封的密封效果延长使用寿命,

3、 ,采取不同端面采取不同端面 的组合，增加如冲洗的组合，增加如冲洗, ,节流冷却节流冷却, ,阻封和杂质过滤等辅助系统阻封和杂质过滤等辅助系统. . 完整的密封及系统解决方案完整的密封及系统解决方案 机械密封机械密封 盘根盘根 二级辅助密封二级辅助密封 密封支持系统密封支持系统 润滑系统润滑系统 轴承密封轴承密封 Flexible 联轴节联轴节 机械密封基础知识机械密封基础知识 机械密封基本结构与基本密封点机械密封基本结构与基本密封点: : “O”型环型环 泵轴泵轴 静环静环(非补赏环非补赏环) 动环动环(补赏环补赏环) 卡环卡环 轴封挡环轴封挡环 “O”型环型环 推环推环 弹簧弹簧 传动套传

4、动套 定位螺钉定位螺钉 机械密封分类机械密封分类: : 按介质按介质-液膜接触常规密封液膜接触常规密封, ,气膜非接触干气密封气膜非接触干气密封, ,干运转密封干运转密封 按结构按结构-平衡型与非平衡型密封平衡型与非平衡型密封, ,单弹簧与多弹簧密封单弹簧与多弹簧密封 按补赏型式按补赏型式-推进型与非推进型密封推进型与非推进型密封 按安装型式按安装型式-外装式与内装式密封外装式与内装式密封 机械密封基础知识机械密封基础知识 推进型密封与非推进型密封 Pusher 推进型推进型 Non-Pusher 非推进型非推进型 随着密封面磨损，随着密封面磨损，“O”型圈型圈 二级密封必须延轴向推进补二级密

5、封必须延轴向推进补 赏。赏。 随着密封面磨损，波纹管波形随着密封面磨损，波纹管波形 部分与动环随意补赏，作为波部分与动环随意补赏，作为波 纹管二极密封定位部分与轴行纹管二极密封定位部分与轴行 动相对静止无推进运动，动相对静止无推进运动， vs. 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，安全性等要考虑到介质复杂情况，环保要求，自动监控，安全性等要 求，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单端面机械密封组合形式 双端面机械密封组合形式双端面机械

6、密封组合形式 背对背式背对背式 面对面式面对面式 串联式串联式 多端面机械密封组合形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； 机械密封热量的形成机械密封热量的形成: : 介质流动介质流动; ; 磨擦付表面生热磨擦付表面生热; ; 搅拌热搅拌热; ; 产生热量致使产生热量致使: : 密封材料过热密封材料过热; ; 介质汽化介质汽化; ; 不稳定的端面条件不稳定的端面条件; ; 增加动静环表面的磨损增加动静环表面的磨损; ; 减少或丧失机械密封的使用寿命减少或丧失机械密封的使用寿命; ; 采取措施及解决办法采取措施及解决办法: :

7、应用机械密封辅助系统应用机械密封辅助系统; ; 结构改进设计结构改进设计; ; 优选不同材料优选不同材料; ; 最终目的最终目的: : 降低密封区的工作温度降低密封区的工作温度, ,提供适宜的密封环境提供适宜的密封环境 Leakage 机械密封辅助系统应用机械密封辅助系统应用: 基本系统基本系统-为保证机械密封正常使用为保证机械密封正常使用,选用正确的密封辅助系统选用正确的密封辅助系统, 增加如冲洗增加如冲洗,循环循环,抗温抗温,抗压抗压,排渣排渣,节流节流,润滑润滑,防结晶防结晶, 防介质泄漏等功能防介质泄漏等功能,改善机械密封的工作环境改善机械密封的工作环境,从而保从而保 证机械密封的正常

8、运行证机械密封的正常运行. 基本系统功能基本系统功能: 控制泄漏控制泄漏 控制压力控制压力 控制磨蚀控制磨蚀 控制腐蚀控制腐蚀 防污染防污染 防泄漏防泄漏 基本系统分类基本系统分类: API 610 PLAN 系统系统 介质冲洗介质冲洗 API 610 PLAN 1,11, 12,13,21,22,23,31,41 外流体冲洗外流体冲洗 API 610 PLAN 32,62 缓冲液循环系统缓冲液循环系统 API 610 PLAN 51,52 隔离液循环系统隔离液循环系统 API 610 PLAN 53,54 机械密封沖洗方案 Plan 11 軸封沖洗配管 Plan 13 軸封沖洗配管 Plan

9、 21 熱交換器 冷卻水入口 冷卻水出口 軸封沖洗配管 Plan 23 熱交換器 冷卻水入口 冷卻水出口 軸封室內沒有壓 差，故必有需加 裝輔助循環裝置 軸封沖洗配管 Plan 32 Points to Note for API Plan 52: nTypically used with an arrangement 2 unpressurised dual seal. nDuring normal operation, circulation is maintained by an internal pumping ring. n The reservoir is usually conti

10、nuously vented to a vapour recovery system and is maintained at a pressure less than the pressure in the seal chamber. 压力表压力表 液位计液位计 球阀球阀 节流孔板节流孔板 Drain 液位开关 (高) 液位开关液位开关 ( (低低) ) 压力开关 (一般置长开位置一般置长开位置) 放空阀放空阀 External reservoir providing buffer fluid for the outer seal of an unpressurised dual seal

11、arrangement. 泵效环产生封液泵效环产生封液 循环力循环力 外侧保护密封外侧保护密封 vent to safe area Pressure Gauge Level Gauge Level Switch (L) Vent Valve (Normally Closed) Orifice Pressure Switch External Pressure Source One-way Block Valve (Normally Open) Points to Note for API Plan 53: nTypically used with an arrangement 3 pressu

12、rised dual seal. nDuring normal operation, circulation is maintained by an internal pumping ring. n The reservoir pressure is greater than the process pressure being sealed. External reservoir providing pressurised barrier fluid for the outer seal of an pressurised dual seal arrangement. Drain A 机械密

13、封辅助系统机械密封辅助系统-缓冲液缓冲液,隔离液的选择隔离液的选择: 清洁的润滑性好的液体清洁的润滑性好的液体 安全安全,无毒无毒,无腐蚀性，与介质相容无腐蚀性，与介质相容 较宽的温度稳定区，好的热交换性较宽的温度稳定区，好的热交换性 低黏度低黏度 好的适应性好的适应性/低价位低价位 机械密封辅助系统的维护机械密封辅助系统的维护: 定期检查封液罐压力定期检查封液罐压力 定期检查封液罐内的液面高度定期检查封液罐内的液面高度 液位液位, ,压力出现异常应记录并通知有关人员压力出现异常应记录并通知有关人员 机械密封选型：机械密封选型： 基本密封选型分为七个步骤基本密封选型分为七个步骤 第一步骤：搜集

14、必要的数据，第一步骤：搜集必要的数据，包括介质描述，压力描述，温度描述，轴径转速包括介质描述，压力描述，温度描述，轴径转速 第二步骤：确认适合的材料数据。第二步骤：确认适合的材料数据。 第三步骤：根据特性初步选定密封家族和密封型号第三步骤：根据特性初步选定密封家族和密封型号 第四步骤：核对密封承载压力极限第四步骤：核对密封承载压力极限 第五步骤：检查饱和蒸汽压第五步骤：检查饱和蒸汽压 第六步骤：对含颗粒介质，检查密封的材料和结构第六步骤：对含颗粒介质，检查密封的材料和结构 第七步骤：检查黏度第七步骤：检查黏度 一般密封选型极限：温度一般密封选型极限：温度-20C-400C,压力：压力：0-50

15、Bar, 轴径线速度轴径线速度25m/s ,介质为液态且可在选型指南清晰识别介质为液态且可在选型指南清晰识别 需要更详细的资料确定密封组合形式及密封辅助系统，包括；需要更详细的资料确定密封组合形式及密封辅助系统，包括； 选择并确定密封布置形式选择并确定密封布置形式 选择并确定密封冲洗方式选择并确定密封冲洗方式 选择并确定有关装置尺寸选择并确定有关装置尺寸-包括冲洗装置，冷却装置，包括冲洗装置，冷却装置， 缓冲，隔离液循环装置缓冲，隔离液循环装置 选择并确定防护报警装置选择并确定防护报警装置 API 682 API 682 机械密封标准机械密封标准( (第一版第一版) ) “独立应用独立应用”的

16、机械密封标准的机械密封标准,1994,1994年年1111月出版月出版 针对针对API 610 API 610 及及API 676 API 676 泵系列泵系列 适用于适用于API 610API 610第七版和第八版第七版和第八版 关于机械密封详细的指导文件关于机械密封详细的指导文件 机械密封名词术语及关联标准机械密封名词术语及关联标准 机械密封设计结构及设计总则机械密封设计结构及设计总则 机械密封材料机械密封材料 机械密封选型及应用机械密封选型及应用 机械密封辅助系统设备机械密封辅助系统设备 机械密封检测试验及发货前的准备机械密封检测试验及发货前的准备 卖方资料卖方资料 机械密封工业的完整的

17、技术说明机械密封工业的完整的技术说明 API 682对机械密封基本要求及与早期的有关标准区别对机械密封基本要求及与早期的有关标准区别: 密封全部为集装式设计密封全部为集装式设计 介质流体明确详细说明介质流体明确详细说明 机械密封型式及安装型式以严格定义机械密封型式及安装型式以严格定义 密封腔体尺寸大于密封腔体尺寸大于API 610 第七版规定第七版规定 所有密封必须进行质量检验所有密封必须进行质量检验,且每套集装式密封必须进行单独试验且每套集装式密封必须进行单独试验 规定新的密封编码及系统文件规定新的密封编码及系统文件 API610机械密封的分类编码机械密封的分类编码-五位分类系统编码五位分类

18、系统编码 第一位字母：第一位字母：(B)平衡型，平衡型，(U)非平衡型非平衡型 第二位字母：第二位字母：(S)单端面，单端面，(D)双端面，双端面，(T)串联式串联式 第三位字母：第三位字母：(P)普通式，普通式，(T)节流式，节流式，(A)辅助密封装置辅助密封装置 第四位字母：二次密封材料第四位字母：二次密封材料E. F. G. H. I. R. X. Z. 第五位字母：端面密封组合材料第五位字母：端面密封组合材料L. M. N. X. API682 机械密封的分类编码机械密封的分类编码-标准密封代码设计标准密封代码设计 标准密封代码：标准密封代码：(A)推进型推进型 ，(B)金属波纹管金属波纹管(低温低温)，(C)金属波纹管金属波纹管(高温高温) 指定特征代码：指定特征代码：A-耐氨石墨，耐氨石墨，B-丁晴橡胶，丁晴橡胶，C-耐氨橡胶，耐氨橡胶，H-硬硬/硬摩擦副硬摩擦副 K-高氟橡胶，高氟橡胶