1、项目三项目三 离心泵轴封的装配离心泵轴封的装配知识知识1 1 密封的基本原理密封的基本原理知识知识2 2 离心泵填料密封离心泵填料密封知识知识3 3 离心泵机械密封离心泵机械密封【相关知识】【相关知识】知识知识1 1 垫片密封垫片密封 知识知识2 2 浮环密封浮环密封 知识知识3 3 迷宫密封迷宫密封 知识知识4 4 蜂窝密封蜂窝密封 知识知识5 5 干气密封干气密封知识知识1 1 密封的基本原理密封的基本原理 一、泄漏与密封一、泄漏与密封 泄漏泄漏：物料从有限空间内部跑到外部，或者是其：物料从有限空间内部跑到外部，或者是其他物质由空间外部进入内部他物质由空间外部进入内部 。造成泄漏的原因造成
2、泄漏的原因 ：1 1、是由于机械加工的结果，机械产品的表面必、是由于机械加工的结果，机械产品的表面必然存在各种缺陷和形状及尺寸偏差，因此，在机然存在各种缺陷和形状及尺寸偏差，因此，在机械零件联接处不可避免地会产生间隙。械零件联接处不可避免地会产生间隙。2 2、是密封两侧存在压力差，工作介质就会通过、是密封两侧存在压力差，工作介质就会通过间隙而泄漏。间隙而泄漏。阻止泄露的主要途径阻止泄露的主要途径 ：减小或消除间隙减小或消除间隙 一、泄漏与密封一、泄漏与密封 密封的作用密封的作用将接合面间的间隙封住，将接合面间的间隙封住，隔离或切断泄露通道，增加泄露通道中的隔离或切断泄露通道，增加泄露通道中的阻
3、力，或者在通道中加设小型做功元件，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。分抵消或完全平衡，以阻止泄露。真空系统的密封，还要考虑真空系统的密封，还要考虑渗漏渗漏和和扩散扩散 密封件密封件 能起密封作用的零部件能起密封作用的零部件 密封系统密封系统 较复杂的密封，特别是带有较复杂的密封，特别是带有附属装置的称为密封系统附属装置的称为密封系统 。一、泄漏与密封一、泄漏与密封 减少泄漏的方法减少泄漏的方法 ：(1)(1)尽量减少密封部位的数量尽量减少密封部位的数量 (2)(2)堵塞或隔离泄漏通道堵塞或隔
4、离泄漏通道 (3)(3)增加泄漏通道中的阻力增加泄漏通道中的阻力 (4)(4)在通道中加设小型作功元件在通道中加设小型作功元件 (5)(5)抽走或注入密封介质抽走或注入密封介质 二、密封的分类二、密封的分类密封静密封动密封点密封胶密封接触密封 螺旋密封 往复密封 根据工作压力分根据工作压力分静密封中低压密封高压密封 按密封件与其作用相按密封件与其作用相对运动的零部件是否对运动的零部件是否接触接触 动密封接触式密封 非接触式密封 三、化工生产对密封的要求三、化工生产对密封的要求 1 1、密封可靠、泄漏少。、密封可靠、泄漏少。2 2、耐腐蚀性。、耐腐蚀性。3 3、密封件要有一定的使用寿命。、密封件
5、要有一定的使用寿命。4 4、安装调整方便。、安装调整方便。5 5、密封件品种多样，便于选取。、密封件品种多样，便于选取。6 6、价格便宜。、价格便宜。知识知识2 2 离心泵填料密封离心泵填料密封 填料密封是一种填料密封是一种接触式密封接触式密封 优点优点：结构简单，更换方便，成本低廉，：结构简单，更换方便，成本低廉，适用范围广适用范围广(可用于旋转、往复、螺旋运动可用于旋转、往复、螺旋运动的密封的密封)，对旋转运动的轴允许有轴向窜动。，对旋转运动的轴允许有轴向窜动。缺点缺点：密封性能差，轴不允许有较大的径：密封性能差，轴不允许有较大的径向跳动，功耗大，磨损轴，使用寿命短。向跳动，功耗大，磨损轴
6、，使用寿命短。一、填料密封的基本结构、工作原理及其特点一、填料密封的基本结构、工作原理及其特点 1 1填料密封的基本结构、工作原理填料密封的基本结构、工作原理图3-1 填料密封结构如图 1-填料函 2-填料 3-压盖 2 2常见填料密封结构型式常见填料密封结构型式(1)(1)单填料函单填料函 无需任何辅助装置，适于低温、低压、低无需任何辅助装置，适于低温、低压、低真空度的情况，采用棉纱、石棉类填料居真空度的情况，采用棉纱、石棉类填料居多。多。图3-2 单填料函结构2 2常见填料密封结构型式常见填料密封结构型式(2)2)夹套填料函夹套填料函 外部有夹套通以外部有夹套通以冷却水或蒸汽，冷却水或蒸汽
7、，以改善填料的工以改善填料的工作条件，对于高作条件，对于高温介质或低温易温介质或低温易结晶的介质尤为结晶的介质尤为适用。适用。图3-3 夹套填料函2 2常见填料密封结构型式常见填料密封结构型式(3)(3)带液环填料函带液环填料函 在填料函中部或底部引入封液，通过液环进在填料函中部或底部引入封液，通过液环进入填料两侧入填料两侧 。2 2常见填料密封结构型式常见填料密封结构型式(4)(4)双填料函双填料函 图3-5 双填料函结构2 2常见填料密封结构型式常见填料密封结构型式(5)(5)锥形填料函锥形填料函 用于比较特殊的场合用于比较特殊的场合 2 2常见填料密封结构型式常见填料密封结构型式(6)(
8、6)旋转填料函旋转填料函 用于某些轴静止时而外壳体保持转动的化用于某些轴静止时而外壳体保持转动的化工传动设备。工传动设备。图3-7 如旋转填料函结构2 2常见填料密封结构型式常见填料密封结构型式(7)(7)浮动填料函浮动填料函 适用于轴和壳体不同心或在转动时摆动、适用于轴和壳体不同心或在转动时摆动、跳动较大的场合跳动较大的场合 。图3-8 如旋转填料函结构二、填料对材料的要求及其形式二、填料对材料的要求及其形式 1 1对材料的要求对材料的要求 有一定的弹塑性有一定的弹塑性 化学稳定性化学稳定性 不渗透性不渗透性 自润滑性好，摩擦因数小并耐磨。自润滑性好，摩擦因数小并耐磨。耐温性。耐温性。装拆方
9、便。装拆方便。制造简单，价格低廉。制造简单，价格低廉。2 2填料形式填料形式图3-9 不同形式的填料三、填料密封的装配与使用三、填料密封的装配与使用 1 1填料密封的装配填料密封的装配 安装时应注意下面几点：安装时应注意下面几点：用百分表检查旋转轴与填料函的同轴度和轴的用百分表检查旋转轴与填料函的同轴度和轴的径向圆跳动量，柱塞与填料函的同轴度，十字头径向圆跳动量，柱塞与填料函的同轴度，十字头与填料函的同轴度。与填料函的同轴度。清理填料函。清理填料函。检查填料材质是否与要求相符，断面尺寸与填检查填料材质是否与要求相符，断面尺寸与填料函和轴向尺寸是否相匹配。料函和轴向尺寸是否相匹配。沿轴或柱塞周长
10、，用锋利刀口将填料切断。切沿轴或柱塞周长，用锋利刀口将填料切断。切口可以是直口或口可以是直口或4545斜口。斜口。预压成型。预压成型。图3-10 预制填料环的模具1-芯棒 2-套模 3-填料环4-垫环套模上的压紧力可按下式计算 装填。装填。填料装完后，对称地压紧压盖螺栓，避免填料填料装完后，对称地压紧压盖螺栓，避免填料压偏，用手盘动轴或柱塞使其稍能转动即可。压偏，用手盘动轴或柱塞使其稍能转动即可。软硬填料混合安装，硬填料应放在填料函底部，软硬填料混合安装，硬填料应放在填料函底部，软填料靠近压盖处。软填料靠近压盖处。安装过程中，填料不要随便乱放，以免表面沾安装过程中，填料不要随便乱放，以免表面沾
11、污泥砂、灰尘等物，因为这些污物很难清除，一污泥砂、灰尘等物，因为这些污物很难清除，一日随填料装入后，就会对轴产生强烈磨损。日随填料装入后，就会对轴产生强烈磨损。填料安装后需进行试运转，不必启动电机，用填料安装后需进行试运转，不必启动电机，用于盘动联轴器，使填料紧松适宜。于盘动联轴器，使填料紧松适宜。2.2.成型填料密封简介成型填料密封简介 按工作特性分为按工作特性分为挤压型密封圈：挤压型密封圈：O O形圈形圈 唇形密封圈唇形密封圈 ：V V形、形、U U形、形、L L形、形、J J形和形和Y Y形等。形等。按材料可分为按材料可分为橡胶类橡胶类、塑料类塑料类、皮革类皮革类和和金属金属类。类。O
12、O型密封圈型密封圈 优点：优点：密封部位结构简单，安装部位紧凑，重量较轻。密封部位结构简单，安装部位紧凑，重量较轻。有自密封作用，往往只用一个密封件便能完成密封。有自密封作用，往往只用一个密封件便能完成密封。密封性能较好，用作静密封时几乎可以做到没有泄露。密封性能较好，用作静密封时几乎可以做到没有泄露。运动摩擦阻力很小，对于压力交变的场合也能适应。运动摩擦阻力很小，对于压力交变的场合也能适应。尺寸和沟槽已标准化，成本低，便于使用和外购。尺寸和沟槽已标准化，成本低，便于使用和外购。V V型密封圈型密封圈 主要用于往复运动，作活塞或活塞杆的密封。很少用于主要用于往复运动，作活塞或活塞杆的密封。很少
13、用于转动中或作静密封。转动中或作静密封。特点特点：密封性能良好。密封性能良好。允许一定的偏心载荷、和偏心运动。允许一定的偏心载荷、和偏心运动。可以多圈重叠使用，并通过调节压紧力来获得最大密可以多圈重叠使用，并通过调节压紧力来获得最大密封效果。封效果。耐冲击压力和振动压力。耐冲击压力和振动压力。当填料不能从轴向装入时，可以开切口使用，只要安当填料不能从轴向装入时，可以开切口使用，只要安装时将切口互相错开，不影响密封效果。装时将切口互相错开，不影响密封效果。缺点缺点：摩擦阻力较其他成型填料的大。：摩擦阻力较其他成型填料的大。Y Y型、型、U U型密封圈型密封圈 J J形和形和L L形密封圈形密封圈
14、 都是用于工作压力不大于都是用于工作压力不大于1MPa1MPa的气压或液的气压或液压机械设备的密封。压机械设备的密封。J J形密封圈的是用于活形密封圈的是用于活塞杆密封。塞杆密封。知识知识3 3 离心泵机械密封离心泵机械密封 特点：特点：机械密封的密封性好、性能稳定、泄漏量机械密封的密封性好、性能稳定、泄漏量少、摩擦功耗低、使用周期长、对轴磨损少、摩擦功耗低、使用周期长、对轴磨损很小，能满足多种工况要求，在化工、石很小，能满足多种工况要求，在化工、石油化工等部门已广泛应用，但其结构复杂、油化工等部门已广泛应用，但其结构复杂、制造精度高、价格较贵、维修不便。制造精度高、价格较贵、维修不便。一、机
15、械密封的基本结构、工作原理及其特点一、机械密封的基本结构、工作原理及其特点 1 1机械密封的基本结构机械密封的基本结构 由静止环由静止环(静环静环)及旋转环及旋转环(动环动环)组成的一对密封组成的一对密封端面，此二面通常为研磨面，有时称二端面为摩擦端面，此二面通常为研磨面，有时称二端面为摩擦副。副。以弹性元件以弹性元件(或磁性元件或磁性元件)为主的补偿缓冲机构。为主的补偿缓冲机构。辅助密封圈。辅助密封圈。使旋转环和轴一起旋转的传动机构。使旋转环和轴一起旋转的传动机构。图3-11 机械密封结构 2 2机械密封的工作原理机械密封的工作原理 机械密封基本原理机械密封基本原理 机械密封的结构中其至少有
16、一对垂直于旋转机械密封的结构中其至少有一对垂直于旋转轴线的端面，该端面在流体压力及补偿机械轴线的端面，该端面在流体压力及补偿机械外弹力外弹力(或磁力或磁力)的作用下，加之辅助密封的的作用下，加之辅助密封的配合，与另一端面保持贴合并相对滑动，从配合，与另一端面保持贴合并相对滑动，从而防止流体泄漏。而防止流体泄漏。由于两个密封端面的紧密贴合，使密封端面由于两个密封端面的紧密贴合，使密封端面之间的交界之间的交界(密封界面密封界面)形成一微小间隙，当形成一微小间隙，当有压介质通过此间隙时，形成极薄的液膜，有压介质通过此间隙时，形成极薄的液膜，形成阻力，阻止介质泄漏，又使端面得以润形成阻力，阻止介质泄漏
17、，又使端面得以润滑，由此获得长期的密封效果。滑，由此获得长期的密封效果。机械密封的工作过程机械密封的工作过程 3 3机械密封的分类机械密封的分类 按用途分类按用途分类 按作用原理与结构分类按作用原理与结构分类 机械密封的分类机械密封的分类机械密封的分类机械密封的分类机械密封的分类机械密封的分类机械密封的分类机械密封的分类机械密封的分类机械密封的分类机械密封的分类机械密封的分类 二、常见机械密封材料及其选用二、常见机械密封材料及其选用 要求：要求：具有一定的耐磨性，一般要求动、静环使用寿具有一定的耐磨性，一般要求动、静环使用寿命大于命大于8000h8000h。与介质相容，即摩擦副发生相对滑动时，
18、其间与介质相容，即摩擦副发生相对滑动时，其间能产生润滑膜，以提高摩擦副自润滑能力。能产生润滑膜，以提高摩擦副自润滑能力。能经受短时的干摩擦。能经受短时的干摩擦。能抵抗介质的腐蚀或溶解，否则因腐蚀或溶解能抵抗介质的腐蚀或溶解，否则因腐蚀或溶解导致摩擦面粗糙，随之损伤与其对磨的材料。导致摩擦面粗糙，随之损伤与其对磨的材料。热稳定性好。热稳定性好。导热快，摩擦热能迅速传导，而不积存在摩擦导热快，摩擦热能迅速传导，而不积存在摩擦面上。面上。有一定的机械强度及刚度。有一定的机械强度及刚度。材料有来源、易加工、成本低。材料有来源、易加工、成本低。1 1摩擦副材料摩擦副材料 2 2、机械密封的辅助密封圈材料
19、、机械密封的辅助密封圈材料 辅助密封圈作用辅助密封圈作用:密封轴与动环之间及静环与静环座间的密封轴与动环之间及静环与静环座间的间隙。间隙。动环密封圈补偿密封面的偏斜和振动，动环密封圈补偿密封面的偏斜和振动，以保证动静环端面的紧密贴合。以保证动静环端面的紧密贴合。常用材料：丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶、常用材料：丁腈橡胶、硅橡胶、氟橡胶、乙丙橡胶、氯丁橡胶等乙丙橡胶、氯丁橡胶等 3 3弹簧和其他零件材料弹簧和其他零件材料 弹簧材料：弹簧材料：4 4材料选用材料选用 三、机械密封的使用、维修与安装三、机械密封的使用、维修与安装 1 1运转与维护运转与维护 应避免因零件松动而发生泄漏，注意因应避免因零件
20、松动而发生泄漏，注意因进入端面的物料造成的发热现象及运转中进入端面的物料造成的发热现象及运转中有无异常响声等。有无异常响声等。辅助冲洗冷却等装置及仪表是否正常稳辅助冲洗冷却等装置及仪表是否正常稳定定 机器本身的振动机器本身的振动(如联轴器不对中如联轴器不对中)发热发热等也将影响密封，故必须经常观察。等也将影响密封，故必须经常观察。2 2零件的修理零件的修理 动、静环动、静环 密封端面为硬质材料密封端面为硬质材料 ：研磨：研磨 密封端面为软质材料密封端面为软质材料 ：重新研磨使其平而度公差必须合格。重新研磨使其平而度公差必须合格。软质材料容易在使用安装中造成崩边、划伤，软质材料容易在使用安装中造
21、成崩边、划伤，一般不允许有内外相通的划道。一般不允许有内外相通的划道。密封端面高度一般要求不小于密封端面高度一般要求不小于2mm2mm，否则应予，否则应予更换。更换。密封圈密封圈 一般使用一定时问后，密封圈溶胀或老化，故检一般使用一定时问后，密封圈溶胀或老化，故检修时最好更换新的密封圈。修时最好更换新的密封圈。弹簧弹簧 检修时，将弹簧清洗干净，测其弹力，如弹力变检修时，将弹簧清洗干净，测其弹力，如弹力变化小于化小于2020，则可继续使用。，则可继续使用。轴套轴套 由于机器自身的振动，导致辅助密封圈有时磨损由于机器自身的振动，导致辅助密封圈有时磨损轴套，严重时形成沟槽故检修时应仔细检查轴轴套，严
22、重时形成沟槽故检修时应仔细检查轴套，可采用适当的修复工艺修复。套，可采用适当的修复工艺修复。3 3安装安装 安装前准备安装前准备 查对查对 清洗清洗 压缩量的确定压缩量的确定 检查检查 1 1）检查动环的浮动性）检查动环的浮动性 2 2）检查固定环偏心）检查固定环偏心 3 3）检查密封圈）检查密封圈 4 4）其他）其他 运转准备运转准备机械密封机械密封安装演示安装演示集装式机械密封各部件名称驱动螺钉轴套胶圈轴套弹簧动环静环静环胶圈定位圈压盖套筒胶圈弹簧套筒垫片填料腔L2L1D2D1D3n-D4轴或轴套直径轴或轴套直径 D1=？1、填料腔直径、填料腔直径 D2=？2、端盖螺栓分布圆、端盖螺栓分布
23、圆 直径直径D3=？3、螺栓规格、螺栓规格 D4=？4、螺栓数量、螺栓数量 n=？5、填料腔深度、填料腔深度 L1=？6、外部自由空间长度、外部自由空间长度 L2=？泵体相关尺寸泵体相关尺寸以一台单级卧式双吸油泵为例：步骤之一步骤之一泵解体泵解体步骤之二步骤之二检查轴套检查轴套光洁度光洁度直径直径长度长度当不符合当不符合要求时要求时必须更换必须更换步骤之三步骤之三检查检查填料腔尺寸填料腔尺寸直径直径深度深度端面平整度端面平整度垂直度垂直度步骤之四步骤之四打磨轴套打磨轴套步骤之五步骤之五端面清理端面清理步骤之六步骤之六轴套润滑轴套润滑涂防卡剂涂防卡剂可用硅脂等步骤之七步骤之七机封润滑机封润滑涂防
24、卡剂涂防卡剂可用硅脂、黄油、凡士林步骤之八步骤之八预先套入预先套入要求轻缓要求轻缓步骤之九步骤之九轴的装配轴的装配步骤之十步骤之十轴组安装轴组安装尽量不要尽量不要碰到机封碰到机封步骤之十一步骤之十一泵体恢复泵体恢复步骤之十二步骤之十二整体调整整体调整步骤之十三步骤之十三清理填料清理填料腔端面腔端面清理余胶清理余胶中分面纸垫中分面纸垫步骤之十四步骤之十四端面施胶端面施胶保证密封保证密封机械密封原则机械密封原则上是不能用密上是不能用密封胶封胶步骤之十五步骤之十五机械密封机械密封法兰固定法兰固定步骤之十六步骤之十六动环与轴动环与轴的定位的定位要求依次逐个要求依次逐个轮流拧紧轮流拧紧步骤之十七步骤之十
25、七定位块定位块拆除拆除步骤之十八步骤之十八盘车检查盘车检查听、看听、看有无刮卡有无刮卡安装完毕安装完毕运行调试运行调试1、装上三个定位块、装上三个定位块2、松掉定位圈上的定位螺钉及驱动螺钉、松掉定位圈上的定位螺钉及驱动螺钉3、松掉冲洗接管，松掉压盖螺栓、松掉冲洗接管，松掉压盖螺栓4、取出机械密封、取出机械密封 四、机械密封失效分析与故障分析四、机械密封失效分析与故障分析 1 1腐蚀失效腐蚀失效 表面腐蚀表面腐蚀 点腐蚀点腐蚀 晶间腐蚀晶间腐蚀 应力腐蚀破裂应力腐蚀破裂 缝隙腐蚀缝隙腐蚀 电化学腐蚀电化学腐蚀 2 2热损失效热损失效 热裂热裂 发泡、炭化发泡、炭化 老化、龟裂、溶胀老化、龟裂、溶
26、胀 凡因热损引起密封失效，关键在于尽量降凡因热损引起密封失效，关键在于尽量降低摩擦热改善散热，使密封面处不发生低摩擦热改善散热，使密封面处不发生温度剧变。温度剧变。3 3磨损失效磨损失效 克服方法：克服方法：用平衡型机械密封用平衡型机械密封 适当减少弹簧压力适当减少弹簧压力 选用良好的摩擦副材料选用良好的摩擦副材料 4 4安装、运转等引起的故障分析安装、运转等引起的故障分析 加水或静压试验时发生泄漏加水或静压试验时发生泄漏 由于安装不良，机械密封加水或静压试验时会发生由于安装不良，机械密封加水或静压试验时会发生泄漏。泄漏。动、静环接触表面不平，安装时碰伤、损坏。动、静环接触表面不平，安装时碰伤
27、、损坏。动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧。动、静环密封圈尺寸有误、损坏或未被压紧。动、静环表面有异物夹入。动、静环表面有异物夹入。动、静环动、静环V V形密封圈方向装反，或安装时反边。形密封圈方向装反，或安装时反边。紧定螺钉未拧紧，弹簧座后退。紧定螺钉未拧紧，弹簧座后退。轴套处泄漏，密封圈未装或压紧力不够。轴套处泄漏，密封圈未装或压紧力不够。如用手转动轴泄漏有方向性则有如下原因：弹簧如用手转动轴泄漏有方向性则有如下原因：弹簧力不均匀，单弹簧不垂直多弹簧长短不一或个数力不均匀，单弹簧不垂直多弹簧长短不一或个数少。密封腔端面与轴垂直度不够。少。密封腔端面与轴垂直度不够。静环压紧不均匀。静环压
28、紧不均匀。由安装、运转等引起的周期性泄漏由安装、运转等引起的周期性泄漏 运转中如泵叶轮轴向窜动量超过标准、转运转中如泵叶轮轴向窜动量超过标准、转轴发生周期性振动及工艺操作不稳定，密轴发生周期性振动及工艺操作不稳定，密封腔内压力经常变化均会导致密封周期性封腔内压力经常变化均会导致密封周期性泄漏。泄漏。经常性泄漏经常性泄漏 动环、静环接触端面变形会引起经常性泄漏。动环、静环接触端面变形会引起经常性泄漏。镶装或粘接的动、静环接缝处泄漏造成泵的经常镶装或粘接的动、静环接缝处泄漏造成泵的经常性泄漏，由于镶装工艺不合理引起残余变形、用材性泄漏，由于镶装工艺不合理引起残余变形、用材不当、过盈量不合要求、黏结
29、剂变质均会引起接缝不当、过盈量不合要求、黏结剂变质均会引起接缝泄漏。泄漏。摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏。摩擦副损伤或变形而不能跑合引起泄漏。摩擦副夹入颗粒杂质。摩擦副夹入颗粒杂质。弹簧比压过小。弹簧比压过小。密封圈选材不正确，溶胀失弹。密封圈选材不正确，溶胀失弹。V V形密封圈装反。形密封圈装反。动、静环密封而对轴线不垂直度误差过大。动、静环密封而对轴线不垂直度误差过大。密封圈压紧后，传动销、防转销顶住零件。密封圈压紧后，传动销、防转销顶住零件。大弹簧旋向不对。大弹簧旋向不对。1111转轴振动。转轴振动。1212动、静环与轴套间形成水垢不能补偿磨损位移。动、静环与轴套间形成水垢不能补偿磨
30、损位移。1313安装密封圈处轴套部位有沟槽或凹坑腐蚀。安装密封圈处轴套部位有沟槽或凹坑腐蚀。1414端面比压过大，动环表面龟裂。端面比压过大，动环表面龟裂。1515静环浮动性差。静环浮动性差。1616辅助装置有问题。辅助装置有问题。突发性泄漏突发性泄漏 泵强烈振动、抽空破坏了摩擦副。泵强烈振动、抽空破坏了摩擦副。弹簧断裂。弹簧断裂。防转销脱落或传动销断裂而失去作用。防转销脱落或传动销断裂而失去作用。辅助装置有故障使动，静环冷热骤变导辅助装置有故障使动，静环冷热骤变导致密封面变形或产生裂纹。致密封面变形或产生裂纹。由于温度变化，摩擦副周围介质发生冷由于温度变化，摩擦副周围介质发生冷凝、结晶影响密
31、封。凝、结晶影响密封。停泵一段时间再开动时发生泄漏停泵一段时间再开动时发生泄漏 摩擦副附近介质的凝固结晶，摩擦副上有摩擦副附近介质的凝固结晶，摩擦副上有水垢。弹簧锈蚀、堵塞而丧失弹性，均可水垢。弹簧锈蚀、堵塞而丧失弹性，均可引起泵重新开动时发生泄漏。引起泵重新开动时发生泄漏。5 5机械密封的辅助措施机械密封的辅助措施 冷却、保温、冲洗、过滤的目的冷却、保温、冲洗、过滤的目的 机械密封端面由于相互摩擦而发热，旋转元件对机械密封端面由于相互摩擦而发热，旋转元件对被密封介质的搅动也产生热量，两者使密封端面被密封介质的搅动也产生热量，两者使密封端面温度上升，为此，应采取必要的冷却措施，否则温度上升，为
32、此，应采取必要的冷却措施，否则将导致下列结果。将导致下列结果。端面间的液膜粘度降低并气化，使液膜失稳或端面间的液膜粘度降低并气化，使液膜失稳或破坏。破坏。由橡胶、塑料等材料构成的密封圈老化、分解。由橡胶、塑料等材料构成的密封圈老化、分解。加速介质对密封零件的腐蚀作用。加速介质对密封零件的腐蚀作用。动环、静环变形，热裂，浸渍金属的熔化。动环、静环变形，热裂，浸渍金属的熔化。密封面间介质压力增大，使端面打开而造成泄密封面间介质压力增大，使端面打开而造成泄漏。漏。冷却、冲洗与急冷的方式冷却、冲洗与急冷的方式 冷却冷却 冷却是对密封面周围介质采用间接降温的冷却是对密封面周围介质采用间接降温的方法，使介
33、质冷却下来。方法，使介质冷却下来。图3-12 机械密封的冷却措施(2)(2)冲洗冲洗 冲洗的目的主要在于利用被密封的介质或冲洗的目的主要在于利用被密封的介质或其他有压力的介质带走机械密封摩擦副产其他有压力的介质带走机械密封摩擦副产生的热量，并可防止杂质沉积及气体滞留生的热量，并可防止杂质沉积及气体滞留等。等。图3-13 机械密封冲洗的分类(3)(3)急冷急冷 急冷是将冷却液急冷是将冷却液(一般为水一般为水)直接与动、静环内径直接与动、静环内径(或外径或外径)接触的一种冷却方法，使动、静环与密接触的一种冷却方法，使动、静环与密封圈均受到冷却，冷却效果较好。封圈均受到冷却，冷却效果较好。以水为冷却
34、液以水为冷却液通用方法。通用方法。以溶剂作冷却剂以溶剂作冷却剂对于易造成密封端面污染的对于易造成密封端面污染的介质。介质。以蒸汽为冷却液以蒸汽为冷却液适用于高温介质或易结晶或适用于高温介质或易结晶或易挥发介质。易挥发介质。【相关知识【相关知识】知识知识1 垫片密封垫片密封 一、垫片密封的原理和结构一、垫片密封的原理和结构 泄漏的途径有两条：泄漏的途径有两条：一是通过垫片内部渗漏（一是通过垫片内部渗漏（渗渗透泄漏透泄漏），），二是通过垫片于两法兰之间二是通过垫片于两法兰之间泄漏（泄漏（界面泄漏界面泄漏）失效失效主因主因图3-15 法兰连接1-螺母 2-螺栓 3-垫片 4-法兰二、垫片的分类、垫片
35、的性能和构造二、垫片的分类、垫片的性能和构造 1垫片的分类垫片的分类 按其材料和结构分：按其材料和结构分：(1)非金属垫片非金属垫片不耐高温不耐高温 有橡胶、石棉橡胶板、柔性石墨、聚四氟乙烯等，有橡胶、石棉橡胶板、柔性石墨、聚四氟乙烯等，截面形状皆为矩形。截面形状皆为矩形。(2)金属复合型垫片金属复合型垫片 有各种金属包挚、金属缠绕垫。有各种金属包挚、金属缠绕垫。(3)金属垫片金属垫片耐高温、高压、苛刻条件耐高温、高压、苛刻条件 有金属平垫、波形垫、环形垫、齿形垫、透镜垫、有金属平垫、波形垫、环形垫、齿形垫、透镜垫、三口垫、双锥环、三口垫、双锥环、C形环、中空形环、中空O形环等。形环等。2垫片
36、的性能和构造 三、三、垫片的安装垫片的安装 1安装前的检查安装前的检查 安装前，心检查法兰的型式是否符合要求、密封面安装前，心检查法兰的型式是否符合要求、密封面是否光洁、有无机械损伤、径向刻痕和锈蚀等。是否光洁、有无机械损伤、径向刻痕和锈蚀等。对螺栓及螺母进行下列检查。对螺栓及螺母进行下列检查。螺栓及螺母的材质、型式、尺寸是否符合要求。螺栓及螺母的材质、型式、尺寸是否符合要求。螺母在螺栓上转动应灵活，不晃动。螺母在螺栓上转动应灵活，不晃动。螺纹不允许有断缺现象。螺纹不允许有断缺现象。螺栓不应有弯曲现象。螺栓不应有弯曲现象。对垫片进行检查。安装椭圆形、八角形截面金属垫圈前应检查法兰的梯形槽尺寸是
37、否一致，槽内是否光洁。安装垫片前，应检查管道及法兰安装质量是否有下列缺陷：偏口(管道不垂直、不同心、法兰不平行)错口(管道和法兰垂直，但两法兰不同心)张口(法兰间隙过大)错孔(管道和法兰同心，但两个法兰相对应的螺孔之间的弦距离偏差较大)2安装要求 两法兰必须在同一中心线上并且平行。垫片必须安装准确，以保证受压均匀。为防止石棉橡胶垫粘在法兰密封面上并便于清理，可在垫片两面均匀涂卜一层薄薄的密封材料或石墨涂料。安装螺栓及螺母时，螺栓的螺纹部分涂抹石墨粉或二硫化钼。拧紧螺母应按图3-16所示顺序进行。拧紧M22以下的螺母可使用力矩扳手。高压设备螺栓的上紧液压装拆 一般对操作温度超过300的设备，在升
38、温或运行了一段时期后，需进行热紧。5 垫片泄漏的主要原因 设计引起的泄漏 法兰或法兰密封面型式选择不当。垫片材料选用不当。法兰、螺栓材料选择不当。5 垫片泄漏的主要原因 制造、安装与操作引起的泄漏 法兰和垫片的加工精度未达到技术要求，密封面有碰伤、划痕，特别是径向贯穿划痕，对密封性能有影响。螺栓或垫片材料误用。在同一法兰上混用不同材质的螺栓等。预紧螺栓时操作不当，造成垫片压偏、压损或法兰翘曲。法兰密封面不清洁，黏附各种杂物。管路法兰存在偏口、错口、张口情况。设备操作不稳定，压力、温度波动大或超过允许值。由于设备管路振动引起螺栓松动等。四、静密封检验标准四、静密封检验标准 设备及管线的接合部位用
39、肉眼观察，不结设备及管线的接合部位用肉眼观察，不结焦，不冒烟，无漏痕，无渗迹，无污垢。焦，不冒烟，无漏痕，无渗迹，无污垢。仪表设备及风引线、焊接及其他连接部位仪表设备及风引线、焊接及其他连接部位用肥皂水试漏，无气泡（真空部位，用薄纸用肥皂水试漏，无气泡（真空部位，用薄纸条顺的办法）。条顺的办法）。电气设备、变压器、油开关、油浸纸绝缘电气设备、变压器、油开关、油浸纸绝缘电缆头等接合部位，用肉眼观察，无渗漏。电缆头等接合部位，用肉眼观察，无渗漏。氢气、氯气、氯甲烷等易燃易爆或有毒气氢气、氯气、氯甲烷等易燃易爆或有毒气体系统，用肥皂水试漏，无气泡，或用精密体系统，用肥皂水试漏，无气泡，或用精密试纸试
40、漏，不变色。试纸试漏，不变色。氧气、氮气、空气系统，用氧气、氮气、空气系统，用10毫米宽、毫米宽、100毫毫米长薄纸试漏，无吹动现象或用肥皂水检查无气米长薄纸试漏，无吹动现象或用肥皂水检查无气泡。泡。蒸汽系统蒸汽系统 用肉眼观察不漏气，无水垢。用肉眼观察不漏气，无水垢。酸、碱等化学系统，用肉眼观察无渗迹，无漏酸、碱等化学系统，用肉眼观察无渗迹，无漏痕，不结垢，不冒烟或用精密试纸试漏不变色。痕，不结垢，不冒烟或用精密试纸试漏不变色。水、油系统水、油系统 宏观检查或用手摸，无渗漏，无水宏观检查或用手摸，无渗漏，无水垢。垢。各种机床的各种变速箱、立轴、变速手柄，宏各种机床的各种变速箱、立轴、变速手柄
41、，宏观检查无明显渗漏，没有密封的部位，如滑机、观检查无明显渗漏，没有密封的部位，如滑机、导轨等不进行统计和考核。导轨等不进行统计和考核。四、静密封检验标准四、静密封检验标准知识知识2 浮环密封浮环密封一、浮环密封的基本结构、工作原理及其特点一、浮环密封的基本结构、工作原理及其特点 1浮环密封的基本结构及工作原理图3-17 离心式压缩机浮环密封结构1-内侧浮环 2-外侧浮环 2浮环密封的特点浮环密封的特点 浮环具有很宽的密封工作参数范围。浮环具有很宽的密封工作参数范围。浮环密封在各种动密封中是最典型的高参数密浮环密封在各种动密封中是最典型的高参数密封，具有最高的工况封，具有最高的工况pv值，可高
42、达值，可高达25002800MPam/s。浮环密封利用自身的密封系统，将气相条件转浮环密封利用自身的密封系统，将气相条件转换为液相条件。因而特别适用于气相介质。换为液相条件。因而特别适用于气相介质。浮环密封对大气环境为浮环密封对大气环境为“零漏泄零漏泄”密封。密封。浮环密封性能稳定、工作可靠、寿命长。浮环密封性能稳定、工作可靠、寿命长。浮环密封的非接触工况，漏泄量大。浮环密封的非接触工况，漏泄量大。浮环密封需要复杂的辅助密封系统，因而增加浮环密封需要复杂的辅助密封系统，因而增加了它的技术复杂性和设备成本。了它的技术复杂性和设备成本。浮环密封是价格昂贵的密封装置。浮环密封是价格昂贵的密封装置。二
43、、浮环密封类型二、浮环密封类型 浮环密封结构分为剖分型及整体型两大类，见表3-10.三、浮环密封的使用条件与装配三、浮环密封的使用条件与装配 1浮环密封的使用条件 能有效地密封10MPa以上的高压，能用于1000020000r/min的高速旋转机械，其许用线速度高达100m/s以上，可以用于强腐蚀介质的密封。2装配 安装前准备：浮环尺寸必须符合要求，其端面的表面料糙度与平面度在允许范围内，内孔表面粗糙度与圆度也在允许范同内。轴或轴套的表面粗糙度、硬度、圆度与精度均符合要求。与浮环接触的密封盒按图纸要求进行加工，并校对其尺寸。其他方而的要求可参照机械密封装配的有关规定。检查每个密封元件及辅助零件
44、的型号、规格和配合尺寸，检查元件有无碰坏、变形、裂缝等缺陷，合格后方可使用。检查密封体内壁、密封端盖(或密封盒)内表面是否有毛刺、沟痕等。检查轴(或轴套)表面，特别是密封环与其相匹配的部分，用放大镜仔细检查有否划沟槽、毛刺等 浮动环与密封盒的接触面是密封面，要进行研磨，并要求其接触面积为l00。整个组装过程中应保持清洁，并保证各密封面不被划伤、碰破。不允许用工具敲打浮环与各密封面。要使用干净而柔软的纱布或脱脂棉擦洗各密封面。严格控制浮环密封各安装间隙要求。浮环注意方向，切忌装反。拧紧螺栓前，先在各密封面与接触面上涂以相应的润滑油(用密封油即可)。一、迷宫密封的工作原理及其特点一、迷宫密封的工作
45、原理及其特点 迷宫密封也称梳齿密封，属于非接触型密封。主要用于密封气相介质 知识知识3 迷宫密封迷宫密封 1迷宫密封的工作原理 在压差的推动下，气体穿过齿顶间隙进入空腔，突然膨胀而产生剧烈的漩涡，这时，气流的绝大部分动能转化为热能，被腔室中的气流吸收，使气流的焓值保持接近于间隙前的数值。气流残存小部分动能，以余速穿过下一级齿顶间隙继续降低流速和流量。经过一级一级地重复上述节流及等焓热力学过程，使气体的残余速度非常低，外漏量非常小，起到了密封作用。2迷宫密封的特点 迷宫密封是非接触密封，无固相摩擦，不需润滑，适用于高温、高压、高速和大尺寸密封条件。迷宫密封工作可靠，功耗少，维护简便，寿命长。迷宫
46、密封漏泄量较大。如增加迷宫级数，采取抽气辅助密封于段，可把漏泄量减小但要做到完全不漏是困难的。二、迷宫密封的类型和结构二、迷宫密封的类型和结构 按结构形状分 平齿型、高低齿型、阶梯型 布置方向分 按轴向迷宫密封、径向迷宫密封 按密封齿的结构分 迷宫片、迷宫环 斜齿、直齿 迷宫密封的齿数与节流间隙 迷宫密封的径向间隙约为0.2+0.6d/l000(mm)，d为轴直径。齿间距通常为59mm，齿尖厚度通常小于0.5mm。迷宫密封的材料 根据密封的工作温度和介质选择 腐蚀性介质不锈钢箔片 防尘密封碳钢 爆炸性介质铝和铝合金表3-11 迷宫密封的密封片与密封环的结构与特点三、迷宫密封的使用条件与装配三、
47、迷宫密封的使用条件与装配 1使用条件 可用于高温、高压、高转速的场合。泄漏量较大，仅可作为级间密封。2装配 装配步骤 清理、检查各零部件，并测量各配合尺寸，看其是否符合要求，并做好记录。每台机组用密封块的数量可能不只一个，组装时不可搞错位置。弹簧片的材质因使用温度不同而不一样。在组装上作中除应注意气封块要对号组装外，对于不是对称的高低齿气封块，应注意不要装反。气封块与槽道的配合为动配合d9或d10，若配合过紧，应用锉刀仔细修锉，不许强行打入槽内。装配步骤 为了使气封块具有自动调整间隙的性能，弹簧片不应过硬。在拆装及起吊过程中，应防止气封齿被碰撞打坏。削尖气封齿应在漏出气的一侧刮削，并且特别注意
48、尽量避免在齿尖刮出圆角。测量调整轴向、径向间隙。间隙调整后，各零部件清洗干净，仔细组装即可。径向间隙的测量和调整 对于整体式钢制梳齿形为0.500.70mm。对枞树形为0.300.45mm。“J”字形一般为0.400.60mm。铜齿的低压气封常为0.300.40mm。知识四 蜂窝密封 1蜂窝密封的基本结构与工作原理 蜂窝密封阻止流体的泄露的机能称为密封效应，其中包括有：气旋效应、摩阻效应、阻透气效应、流末收缩效应、热力学效应等。离心压缩机中的蜂窝密封 轴 烟汽轮机机中的蜂窝密封烟汽轮机机中的蜂窝密封 当轴系高速旋转时，气流成螺旋方式向前流动，在特殊气流流经蜂窝带时，被蜂窝带上的无数六角网格所分
49、解，被分解的气流在网格的微小空间形成一气旋，此气旋的“刚度”随着螺旋气流的强弱而强弱。这样，在轴与蜂窝带形成若干道气帘，这些气帘可以高效地阻止介质向外流动。蜂窝带与转子之间形成刚性强大的气旋，有效地提高了转子的稳定性和减少了气体的泄漏量，实现了高效稳定的密封。2、蜂窝密封的特点 （1）节能 （2）安全可靠 1)结构独特，起到减振的效果。2)蜂窝汽封体很薄（通常只有0.05mm），其材料为高镍合金箔片，硬度很低，不会对轴产生伤害。3）当轴同蜂窝密封体相接触时，接触面局部压强很小，因此，蜂窝气封可以在较小的间隙下安全地运行。4)蜂窝汽封具有较好的除湿效果，对叶片的保护及减少湿气损失较为有利。3.安
50、装方便知识五知识五 干气密封干气密封 干气密封是一种气膜润滑的流体动、静压结合型非接触式机械密封，主要应用于天然气管线、炼油、石油化工、化工等行业的透平压缩机、透平膨胀机等旋转机械。特点：泄漏量少、磨损小、使用寿命长、能耗低、操作简单、占地面积小、运行可靠、维护费用低等 用途：干气密封主要用在离心式压缩机上 一、干气密封的基本结构与工作原理 干气密封动环表面加工出一系列螺旋状沟槽，每个槽的宽度自外向内逐渐缩小，深度一般为0.00250.01 mm 气体密封的工作原理 螺旋槽的气体密封的工作原理是靠流体静压力和流体动压力之间的平衡。密封气体注入密封装置，使动、静环受到流体静压力作用，不论配对环是
