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高温机械密封设备的介绍
编辑:上海创行实业有限公司   时间:2017-09-04

随着科学技术和生产的发展,流体机械和流体工程的应用范围不断扩大,高温密封、纸温密封、超低温、强腐蚀、易燃、易爆、有毒、放射性介质、高压密封、高真空密封以及含各种杂质等悬浮颗粒介质的密封也都应运而生。保证密封的可靠性和使用寿命,是当前密封研究、设计制造、使用等各方面最重要的课题之一。

        密封的功能是阻止泄漏。起密封作用的零部件称为密封件,简称为密封。较复杂的密封,尤其是带有附属系统的,则称为密封装置。

流体密封包括流体静密封和流体动密封。相对静止结合面(即密封面)间的密封称为静密封;相对运动的结合面的密封称为动密封。对流体机械和流体工程而言,密封是不可缺少的零部件,在众多机器设备中,虽然密封一般只占整个机器较小的比重,但往往直接决定了整台甚至整套设备的安全性、可靠性和耐久性。从而成为评价诸多机械产品质量的一个重要指标。尤其在石化等工业中,输送、处理和储存的流体许多是具有易燃、易爆、腐蚀和有毒类的介质,一旦密封出现故障,甚至失效现象,后果是严重的,轻则影响产品质量、污染环境,危及周围人员的健康,严重时会导致火灾、爆炸、人员伤亡甚至大面积、长时间的生态环境恶化,前苏联切尔诺利核电站核燃料泄漏而造成极为严重的事故,就是教训深刻的事例。

        此外,对于核电站的循环泵,高压聚乙烯中的高压压缩机,聚丙燃中的反应釜等设备,其中的密封则属于决定性的技术。

        密封还直接关系到物质和能源的节约。在全部能源消耗中各种动力机械和流体机械所占的比重最大。而这些机械由于存在着内漏和外漏,致使容积效率往往很低,其损失可达到总功率的10%以上,小型机器甚至出现40~50%的情况。某些密封装置本身的摩擦功率消耗也不小。如活塞环的摩擦损失占整台发动机摩擦损失的2/3。离心叶轮密封消耗的功率可能达到总的轴功率的1/3。至于改进密封,杜绝跑、冒、滴、漏,减少物料损失。则是直接的效益。如炼油厂用的油泵使用填料密封时,每台泵年漏油量约10m3,现推广使用机械密封,年漏油量降至0.1m3以下,以1000台泵计每年节油就近1000m3,若各类流体机械都采用恰当或先进的密封技术,在节约物质和节约能源方面的效益将是十分可观的。

在流体机械的运行使用中,密封的保养和维修工作,占了相当的比重,对石油化工业而言,密封故障是造成非计划停车的主要原因,据统计,60%以上的非计划停车事件都与密封故障有关。再以机泵为例,流体动密封,流体动密封的维修工作量几乎要占总维修量的50%左右。火箭发动机的故障,有一半以上也是密封故障或失效造成的。从这个意义上而言,可以说密封又是机器、设备最薄弱的环节之一。故此,先进而可靠的密封技术也是自动化连续生产、文明生产所必需保证的重要环节。

        高温机械密封设备的结构特点 :

        为了适应不同工作条件的需要,机械密封有多种不同的型式。

        1、按密封端面的对数,分为单端面、双端面等机械密封。

        单端面——在密封装置中只有一对密封端面。它结构简单,是常用的机械密封型式。

        双端面——在密封装置中具有两对密封端面。它结构复杂,适用于强腐蚀、易燃易爆、有毒有害介质以及真空的场合。

        2、按密封流体作用在密封端面上的压力是卸荷或不卸荷,可分为平衡式和非平衡式机械密封。

        平衡式——密封流体作用在密封端面上压力部分卸荷或全部卸荷。

        非平衡式——密封流体作用在密封端面上的压力不卸荷。

        平衡式适用于中、高压条件的机械密封;非平衡式适用于低压条件的机械密封。

        3、按弹簧是否置于密封流体之内,分为弹簧内置式和弹簧外置式机械密封。

        弹簧内置式——弹簧置于密封流体之内。

        弹簧外置式——弹簧置于密封流体之外。

        弹簧内置式的密封端面受力状态好,泄漏量小,冷却与润滑好。所以,除了带腐蚀性的介质外,应尽可能采用内置式结构。

        4、按补偿结构中的弹簧个数,分为单弹簧式和多弹簧式的机械密封。

        单弹簧式——在补偿机构中只有一个弹簧。它用于负荷较轻、轴径较小的场合。

        多弹簧式——在补偿机构中有多个弹簧。用于较大轴径。密封端面上弹簧力分布较均匀,但弹簧丝直径小,腐蚀对弹簧影响较大。

        5、按补偿机构是否随轴旋转,分为旋转式和静止式机械密封。

        旋转式——补偿环随轴旋转。

        静止式——补偿环不随轴旋转。

        一般的机械密封常采用旋转式,因为补偿机构及轴的结构简单,径向尺寸较小。但在高速条件下,补偿环及其它转动零件产生的离心力影响较大,动平衡要求高,采用静止式较为合适。

        从结构特点看,机械密封型式多种多样,但按组成讲,它主要有以下4个基本单元组成。

        1、密封单元

        即由动环和静环组成的密封端面,这是机械密封的核心。

        2、缓冲补偿单元

        以弹簧为主要元件而组成的缓冲补偿机构,它是维持机械密封正常工作的重要条件。

        3、传动单元

        由轴套、键或固定销钉组成的传动机构,它是实现动环随轴一起旋转的可靠保证,也是实现动密封的前提条件。

        4、辅助密封单元

        由动环密封圈和静环密封圈等元件组成,它是解决密封端面之外的、有泄漏可能的部位之辅助性密封机构,是机械密封不可缺少的组成要素。


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