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1、电厂辅机密封作用及原理,常用密封类型及原理,一、密封的作用,密封的作用：就是将接合面间的间隙封住，隔离或切断泄露通道，增加泄露通道中的阻力，或者在通道中加设小型做功元件，对泄露物造成压力，与引起泄露的压差部分抵消或完全平衡，以阻止泄露，防止工作介质从泵内泄漏出来或者防止外界杂质或空气侵入到泵内部的装置或措施称为密封，被密封的介质一般为液体、气体或粉尘。,密封的分类,密封可分为相对静止接合面间的静密封和相对运动接合面间的动密封两大类。静密封主要有点密封，胶密封和接触密封三大类。根据工作压力，静密封由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，垫片较宽的垫密封，高压静密封则用材料较硬
2、，接触宽度很窄的金属垫片。动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。按密封件与其作用相对运动的零部件是否接触，可以分为接触式密封和非接触式密封。一般说来，接触式密封的密封性好，但受摩擦磨损限制，适用于密封面线速度较低的场合。非接触式密封的密封性较差，适用于较高速度的场合。,对密封的基本要求是密封性好，安全可靠，寿命长，并应力求结构紧凑，系统简单，制造维修方便，成本低廉。大多数密封件是易损件，应保证互换性，实现标准化，系列化。,造成泄漏的原因主要有两个方面：一是密封面上有间隙。二是密封部位两侧存在压力差，消除或减小任何一个因素都可以阻止或减小泄漏，达到密封的目的。泵的设计压力和使用压力是客观
3、存在不能减小，所以泵的密封该解决的是消除或减小密封面之间的间隙。这种间隙包括密封面之间的间隙和密封装置本生内部的间隙。,静密封通常有垫片密封、O型圈密封、螺纹密封等型式。动密封则主要有软填料密封、油封密封、迷宫密封、螺旋密封、动力密封和机械密封等。,垫片密封,垫片是离心泵静密封的基本元件，使用范围非常广泛。垫片的选型主要根据泵输送介质、温度、压力和腐蚀性等因素决定。当温度和压力不高时一般选用非金属密封垫片；中压高温时，选用非金属与金属组合垫片。非金属垫片在泵上应用最为普遍，其材料一般为纸、橡胶和聚四氟乙烯。当温度不超过120，压力在1.0Mpa以下时，一般选用青壳纸或模造纸垫片。如果输送介质为
4、油，温度在-30110时，一般选用耐老化性能较好的丁晴橡胶。当输送介质在-50200时，选用氟橡胶更为合适。因为它除了耐油耐热外，机械强度大也是其主要特征。在化工泵中，由于所输送介质具有腐蚀性，所以一般选用聚四氟乙烯做为垫片材料。随着泵使用的领域越来越广泛，所输送介质种类也越来越多，因此在选用垫片材质时应查阅相关资料或通过实验后再做出正确选择。,O型圈密封,泵中常用的是橡胶O型圈。由于其形状十分简单，因而制造容易，成本低廉，不论O型圈的整体尺寸有多大，其截面尺寸都很小（只有几毫米）所以重量轻，消耗材料少，使用方法简单，安装、拆卸方便，更为突出的优点还在于O形圈具有良好的密封能力，使用范围很宽。
5、静密封工作压力可达100MPa以上，动密封也可达30Mpa。适用温度为-60200，可满足多种介质的使用要求。因此在泵的设计中得到越来越广泛的应用。 O形密封圈安装在沟槽和被密封面之间，有一定压缩量，由此产生的反弹力给予被密封的光滑面和沟槽底面以初始的压缩应力。从而起到密封作用。当被密封的液体压力增大时，O形圈的变形也随之增大，从而传递给密封面的压力也增大，密封的作用也增大。这就是O形密封圈具有良好密封能力的原因。,螺纹密封,螺纹密封在泵上一般有两种形式，一种是螺纹联接垫片密封，一种是螺纹加填充济密封，二者皆用于小直径螺纹连接的密封场合。螺纹联接垫片密封的密封件是垫片，而螺纹只起提供压紧力的作
6、用。密封的效果除了垫片的本身性能外。密封面的粗糙度以及与螺纹孔的相对几何位置精度对密封效果影响也很大。于由密封垫片在拧紧螺纹时不仅承受压紧力，还承受扭矩，使垫片产生变形甚至损坏，因此，当垫片为非金属时，一般只适用于压力不高的场合，如果垫片为金属则适用压力可达30Mpa以上。 泵上经常使用的丝堵，则是另一种螺纹密封形式。由于考虑到丝堵制造的经济性，一般单靠螺纹的配合不能起到密封作用，往往用生胶带，密封胶等填充物填充螺纹的密封间隙。其承压能力取决于螺纹的制造精度和材质，与丝堵和螺纹孔的配合形式没有关系。螺纹孔与丝堵无论采用“锥对锥”还是“柱对锥”，密封效果相同，只是使用地域不同而已。我国目前两种形
7、式同等采用。影响密封效果的常见原因是在加工螺纹底孔时尺寸偏大，使螺纹牙形变短，牙顶变宽，造成密封面减小，当密封压力升高后产生泄漏，甚至将丝堵压出。由于填充物被密封介质腐蚀而产生泄漏的现象在化工行业的用泵中也时有发生，因此对填充物的选择也是密封考虑的因素之一。,填料密封,将富有压缩性和回弹性的填料放入填料函内，依靠压盖的轴向压紧力转化为径向密封力，从而起到密封作用。这种密封方法称为填料密封，这种填料称为密封填料。由于填料密封结构形式简单，更换方便、价格低廉、适应转速、压力、介质宽泛而在泵的设计中得到普遍采用。输送常温介质时，填料密封一般都设有填料环，其或与泵的高压腔相通，或外接具有一定压力的液体
8、介质，可起到冷却、润滑、密封或冲洗作用。由于填料密封是一种接触密封，因此必然存在磨擦和磨损问题。而磨擦和磨损的大小，主要决定于填料压盖的压紧力。压力大可提高密封效果，但却会加大动力消耗和轴套的磨损，反之则会产生较大泄漏。因此应根据泄漏量大小和泄漏介质的温度对压盖的压紧力进行调整，必要时应对填料进行更换或补充。填料密封的合理泄漏一般为10-20ml/min。当从外界引入液体时，应保证这种液体有良好的化学稳定性，既不污染泵所输送的介质，又不与介质发生反应产生沉淀物和固体微粒，还应与填料有良好的浸渍性和持久的保持性，这样就能起到良好和持久的密封效果。,油封密封,油封是一种自紧式唇状密封，其结构简单，
9、尺寸小，成本低廉，维护方便，阻转矩较小，既能防止介质泄漏，也能防止外部尘土和其它有害物质侵入，而且对磨损有一定的补偿能力，但不耐高压，所以一般用在低压场合。油封应安装在制造精度为h8h9，表面粗糙度为1.60.8m且经过表面硬化处理的轴上。密封介质不应含有固体微粒和杂质，否则会造成油封和轴的迅速磨损而使密封失效。,机械密封,机械密封是现代泵轴封的主要方法，虽然利用它实现完全不泄漏不大容易，但是达到微小的，令人完全可以接受的泄漏量却是完全可能的。,机械密封(mechanical seal)是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相
10、对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。弹力加载机构与辅助密封是金属性纹管的机械密封我们称为金属波纹管密封。,机械密封与软填料密封比较，有如下优点：密封可靠在长周期的运行中，密封状态很稳定，泄漏量很小，按粗略统计，其泄漏量一般仅为软填料密封的1/100；使用寿命长在油、水类介质中一般可达12年或更长时间，在化工介质中通常也能达半年以上；摩擦功率消耗小机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的10%50%,机械密封失效的原因,1、械密封的材质选择不合适。机械密封的材质与所输送的介质不相匹配。在工作时，密封元件很快被腐蚀，溶解或磨损，因而失去密封能力。所以根据输送介质的性质而选择机械密封的材质是保证其密封功能和
11、正常寿命的先决条件。,2、机械密封的冲洗状况不符合设计要求。在输送易结晶或有细小颗粒的介质时，必须有一定压力和一定流量的冲洗液进行冲洗，否则其结晶体或者微粒会加速密封副的磨损，以及影响密封副磨损后的自动补偿而发生泄漏。所以根据输送介质的性质不仅要配置相应的冲洗管路，更要安装有监控和调节功能的仪表和装置，保证冲洗液的压力和流量满足设计要求，才能维持机封的正常工作，这一点往往被用户所忽视。,3、每种机械密封所能承受的压力是有限度的，由于对密封腔内的压力测算不准，造成密封腔内的压力超过了机械密封所能承受的压力而产生泄漏，也是常见的密封失效原因之一。,4、机械密封的工作温度不能超过其规定值。在有冷却管
12、路的设计中，往往由于冷却介质的流量不足而使冷却效果降低；在没有冷却管路的设计中，密封腔内经常由于窝存空气而造成机械密封处于干磨擦状态。这两种情况都会使机械密封的运动密封副工作温度过高而加快磨损，导致密封失效。,5、在使用单弹簧的机械密封时，忽略弹簧的旋转方向与泵转子转动方向的正确组合也时有发生。或设计时没有说明，或装配时的疏忽，没有做到因为转子的旋转而使机械密封的弹簧力加大而是相反，结果造成动环和静环磨擦副的压力不足而形成泄漏。,6、轴承的严重磨损或损坏，使泵轴产生严重的轴向窜动，也是机械密封泄漏的原因之一。随着科学的技术的发展，新的密封形式和密封材料陆续出现，其必然对泵的密封技术产生直接的影
13、响和推动。长寿命、零泄漏的泵类产品会在越来越多的场合得到推广和应用。,电厂辅机密封作用及原理,常用密封类型及原理,一、密封的作用,密封的作用：就是将接合面间的间隙封住，隔离或切断泄露通道，增加泄露通道中的阻力，或者在通道中加设小型做功元件，对泄露物造成压力，与引起泄露的压差部分抵消或完全平衡，以阻止泄露，防止工作介质从泵内泄漏出来或者防止外界杂质或空气侵入到泵内部的装置或措施称为密封，被密封的介质一般为液体、气体或粉尘。,密封的分类,密封可分为相对静止接合面间的静密封和相对运动接合面间的动密封两大类。静密封主要有点密封，胶密封和接触密封三大类。根据工作压力，静密封由可分为中低压静密封和高压静密
14、封。中低压静密封常用材质较软，垫片较宽的垫密封，高压静密封则用材料较硬，接触宽度很窄的金属垫片。动密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。按密封件与其作用相对运动的零部件是否接触，可以分为接触式密封和非接触式密封。一般说来，接触式密封的密封性好，但受摩擦磨损限制，适用于密封面线速度较低的场合。非接触式密封的密封性较差，适用于较高速度的场合。,对密封的基本要求是密封性好，安全可靠，寿命长，并应力求结构紧凑，系统简单，制造维修方便，成本低廉。大多数密封件是易损件，应保证互换性，实现标准化，系列化。,造成泄漏的原因主要有两个方面：一是密封面上有间隙。二是密封部位两侧存在压力差，消除或减小任何一个
15、因素都可以阻止或减小泄漏，达到密封的目的。泵的设计压力和使用压力是客观存在不能减小，所以泵的密封该解决的是消除或减小密封面之间的间隙。这种间隙包括密封面之间的间隙和密封装置本生内部的间隙。,静密封通常有垫片密封、O型圈密封、螺纹密封等型式。动密封则主要有软填料密封、油封密封、迷宫密封、螺旋密封、动力密封和机械密封等。,垫片密封,垫片是离心泵静密封的基本元件，使用范围非常广泛。垫片的选型主要根据泵输送介质、温度、压力和腐蚀性等因素决定。当温度和压力不高时一般选用非金属密封垫片；中压高温时，选用非金属与金属组合垫片。非金属垫片在泵上应用最为普遍，其材料一般为纸、橡胶和聚四氟乙烯。当温度不超过120
16、，压力在1.0Mpa以下时，一般选用青壳纸或模造纸垫片。如果输送介质为油，温度在-30110时，一般选用耐老化性能较好的丁晴橡胶。当输送介质在-50200时，选用氟橡胶更为合适。因为它除了耐油耐热外，机械强度大也是其主要特征。在化工泵中，由于所输送介质具有腐蚀性，所以一般选用聚四氟乙烯做为垫片材料。随着泵使用的领域越来越广泛，所输送介质种类也越来越多，因此在选用垫片材质时应查阅相关资料或通过实验后再做出正确选择。,O型圈密封,泵中常用的是橡胶O型圈。由于其形状十分简单，因而制造容易，成本低廉，不论O型圈的整体尺寸有多大，其截面尺寸都很小（只有几毫米）所以重量轻，消耗材料少，使用方法简单，安装、
17、拆卸方便，更为突出的优点还在于O形圈具有良好的密封能力，使用范围很宽。静密封工作压力可达100MPa以上，动密封也可达30Mpa。适用温度为-60200，可满足多种介质的使用要求。因此在泵的设计中得到越来越广泛的应用。 O形密封圈安装在沟槽和被密封面之间，有一定压缩量，由此产生的反弹力给予被密封的光滑面和沟槽底面以初始的压缩应力。从而起到密封作用。当被密封的液体压力增大时，O形圈的变形也随之增大，从而传递给密封面的压力也增大，密封的作用也增大。这就是O形密封圈具有良好密封能力的原因。,螺纹密封,螺纹密封在泵上一般有两种形式，一种是螺纹联接垫片密封，一种是螺纹加填充济密封，二者皆用于小直径螺纹连
18、接的密封场合。螺纹联接垫片密封的密封件是垫片，而螺纹只起提供压紧力的作用。密封的效果除了垫片的本身性能外。密封面的粗糙度以及与螺纹孔的相对几何位置精度对密封效果影响也很大。于由密封垫片在拧紧螺纹时不仅承受压紧力，还承受扭矩，使垫片产生变形甚至损坏，因此，当垫片为非金属时，一般只适用于压力不高的场合，如果垫片为金属则适用压力可达30Mpa以上。 泵上经常使用的丝堵，则是另一种螺纹密封形式。由于考虑到丝堵制造的经济性，一般单靠螺纹的配合不能起到密封作用，往往用生胶带，密封胶等填充物填充螺纹的密封间隙。其承压能力取决于螺纹的制造精度和材质，与丝堵和螺纹孔的配合形式没有关系。螺纹孔与丝堵无论采用“锥对
19、锥”还是“柱对锥”，密封效果相同，只是使用地域不同而已。我国目前两种形式同等采用。影响密封效果的常见原因是在加工螺纹底孔时尺寸偏大，使螺纹牙形变短，牙顶变宽，造成密封面减小，当密封压力升高后产生泄漏，甚至将丝堵压出。由于填充物被密封介质腐蚀而产生泄漏的现象在化工行业的用泵中也时有发生，因此对填充物的选择也是密封考虑的因素之一。,填料密封,将富有压缩性和回弹性的填料放入填料函内，依靠压盖的轴向压紧力转化为径向密封力，从而起到密封作用。这种密封方法称为填料密封，这种填料称为密封填料。由于填料密封结构形式简单，更换方便、价格低廉、适应转速、压力、介质宽泛而在泵的设计中得到普遍采用。输送常温介质时，填
20、料密封一般都设有填料环，其或与泵的高压腔相通，或外接具有一定压力的液体介质，可起到冷却、润滑、密封或冲洗作用。由于填料密封是一种接触密封，因此必然存在磨擦和磨损问题。而磨擦和磨损的大小，主要决定于填料压盖的压紧力。压力大可提高密封效果，但却会加大动力消耗和轴套的磨损，反之则会产生较大泄漏。因此应根据泄漏量大小和泄漏介质的温度对压盖的压紧力进行调整，必要时应对填料进行更换或补充。填料密封的合理泄漏一般为10-20ml/min。当从外界引入液体时，应保证这种液体有良好的化学稳定性，既不污染泵所输送的介质，又不与介质发生反应产生沉淀物和固体微粒，还应与填料有良好的浸渍性和持久的保持性，这样就能起到良
21、好和持久的密封效果。,油封密封,油封是一种自紧式唇状密封，其结构简单，尺寸小，成本低廉，维护方便，阻转矩较小，既能防止介质泄漏，也能防止外部尘土和其它有害物质侵入，而且对磨损有一定的补偿能力，但不耐高压，所以一般用在低压场合。油封应安装在制造精度为h8h9，表面粗糙度为1.60.8m且经过表面硬化处理的轴上。密封介质不应含有固体微粒和杂质，否则会造成油封和轴的迅速磨损而使密封失效。,机械密封,机械密封是现代泵轴封的主要方法，虽然利用它实现完全不泄漏不大容易，但是达到微小的，令人完全可以接受的泄漏量却是完全可能的。,机械密封(mechanical seal)是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流
22、体压力和补偿机构弹力（或磁力）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的防止流体泄漏的装置。弹力加载机构与辅助密封是金属性纹管的机械密封我们称为金属波纹管密封。,机械密封与软填料密封比较，有如下优点：密封可靠在长周期的运行中，密封状态很稳定，泄漏量很小，按粗略统计，其泄漏量一般仅为软填料密封的1/100；使用寿命长在油、水类介质中一般可达12年或更长时间，在化工介质中通常也能达半年以上；摩擦功率消耗小机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的10%50%,机械密封失效的原因,1、械密封的材质选择不合适。机械密封的材质与所输送的介质不相匹配。在工作时，密封元件很快被腐蚀，溶解或磨损，因而失去
23、密封能力。所以根据输送介质的性质而选择机械密封的材质是保证其密封功能和正常寿命的先决条件。,2、机械密封的冲洗状况不符合设计要求。在输送易结晶或有细小颗粒的介质时，必须有一定压力和一定流量的冲洗液进行冲洗，否则其结晶体或者微粒会加速密封副的磨损，以及影响密封副磨损后的自动补偿而发生泄漏。所以根据输送介质的性质不仅要配置相应的冲洗管路，更要安装有监控和调节功能的仪表和装置，保证冲洗液的压力和流量满足设计要求，才能维持机封的正常工作，这一点往往被用户所忽视。,3、每种机械密封所能承受的压力是有限度的，由于对密封腔内的压力测算不准，造成密封腔内的压力超过了机械密封所能承受的压力而产生泄漏，也是常见的
24、密封失效原因之一。,4、机械密封的工作温度不能超过其规定值。在有冷却管路的设计中，往往由于冷却介质的流量不足而使冷却效果降低；在没有冷却管路的设计中，密封腔内经常由于窝存空气而造成机械密封处于干磨擦状态。这两种情况都会使机械密封的运动密封副工作温度过高而加快磨损，导致密封失效。,5、在使用单弹簧的机械密封时，忽略弹簧的旋转方向与泵转子转动方向的正确组合也时有发生。或设计时没有说明，或装配时的疏忽，没有做到因为转子的旋转而使机械密封的弹簧力加大而是相反，结果造成动环和静环磨擦副的压力不足而形成泄漏。,6、轴承的严重磨损或损坏，使泵轴产生严重的轴向窜动，也是机械密封泄漏的原因之一。随着科学的技术的发展，新的密封形式和密封材料陆续出现，其必然对泵的密封技术产生直接的影响和推动。长寿命、零泄漏的泵类产品会在越来越多的场合得到推广和应用。,