機械密封原理及常見沖洗冷卻方案介紹孫樹杰1機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024一、密封原理和特點1.結(jié)構(gòu)

機械密封原理和基本結(jié)構(gòu)型式（1）組成2機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024（2）固定緊定螺釘把彈簧固定在軸上靜環(huán)的周向固定：靜環(huán)上開槽，然后通過防轉(zhuǎn)銷與靜環(huán)座固定。而靜環(huán)座又與設(shè)備聯(lián)在一起。3機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/20242.密封原理

機械密封主要是將較易泄漏的軸向密封改為不易泄漏的端面密封。如圖所示，當軸轉(zhuǎn)動時，帶動了彈簧座、彈簧壓板、動環(huán)等零件一起轉(zhuǎn)動，由于彈簧力的作用使動環(huán)緊緊壓在靜環(huán)上。軸旋轉(zhuǎn)時，動環(huán)與軸一起旋轉(zhuǎn)，而靜環(huán)則固定在座架上靜止不動，這樣動環(huán)與靜環(huán)相接觸的環(huán)形密封面阻止了介質(zhì)的泄漏。4機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024機械密封一般有四個密封處：A、動環(huán)與靜環(huán)之間的密封——動密封B、動環(huán)與軸或軸套之間的密封——相對靜密封C、靜環(huán)與靜環(huán)座之間的密封——靜密封D、靜環(huán)座（壓蓋）與設(shè)備之間的密封——靜密封機械密封的主要特點主是密封面為垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面。ABCD5機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/20243.基本構(gòu)件

（1）動環(huán)和靜環(huán)材料較好的耐磨性，能有減摩作用（即f要小）良好的導(dǎo)熱性，把摩擦熱及時傳出孔隙率小，結(jié)構(gòu)緊密，以免介質(zhì)在壓力下有滲透。動、靜環(huán)是一對摩擦副，它們的硬度各不相同。一般動環(huán)的硬度比靜環(huán)的硬度大。動環(huán)的材料可用鑄鐵、硬質(zhì)合金、高合金鋼等，在有腐蝕介質(zhì)的條件下可用不銹鋼或不銹鋼表面（端面）堆焊硬質(zhì)合金、陶瓷等；靜環(huán)的材料可用鑄鐵、磷青銅、巴氏合金等，也常用浸漬石墨或填充聚四氟乙烯。6機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024優(yōu)點密封可靠，在一個較長的使用期中，不會泄漏或很少泄漏；使用壽命長，正確選擇摩擦副材料和比壓的機械密封可用2—5年，最長的達9年；維修周期長，在正常工作的情況下，不需要維修；摩擦功率消耗少；軸或軸套不受磨損；對旋轉(zhuǎn)軸的振擺和軸對殼體孔的偏斜不敏感；適用范圍廣，能用于低溫、高溫、高真空、高壓、各種轉(zhuǎn)速以及各種腐蝕、易燃、易爆、有毒介質(zhì)的密封。4.機械密封的優(yōu)缺點：（與軟填料密封比較）缺點結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，對制造加工要求高；安裝與更換比較麻煩，要求工人有一定的安裝技術(shù)水平；發(fā)生偶然事故時，處理比較困難；一次性投資高。7機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024比較軟填料密封機械密封泄漏量180～450ml/h一般為軟填料密封的１％摩擦功率損失機械密封為軟填料密封的10～50％軸磨損有磨損，用久后要更換幾乎無磨損維護及壽命要經(jīng)常維護，更換填料，個別情況每班換一次壽命很長，很少需要維修高參數(shù)高壓、高溫、高真空、高轉(zhuǎn)速、大直徑密封不能解決可以加工及安裝加工要求一般，填料更換方便動、靜環(huán)表面粗糙度及平直度要求高，不易加工，成本高，裝拆不便對材料要求一般動、靜環(huán)要求較高機械密封與填料密封的比較8機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024軸密封流體泄漏環(huán)境泵體填料密封泄漏示意填料函壓蓋填料9機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024Shaft流體流動泄漏環(huán)境

泵體機械密封泄漏示意10機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024配合環(huán)（靜環(huán)）補償環(huán)（動環(huán)）輔助密封“O”環(huán)機械密封示意圖11機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024流體在兩個面之間充當潤滑劑的過程密封端蓋泵腔工藝流體微量的泄漏在大氣側(cè)蒸發(fā)

補償環(huán)（動）配合環(huán)（靜）12機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024密封端蓋泵腔沒有流體或者干運轉(zhuǎn)補償環(huán)（動）配合環(huán)（靜）沒有潤滑干運轉(zhuǎn)導(dǎo)致過熱13機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024機械密封的摩擦副就是動環(huán)和靜環(huán)，其端面貼緊且一個靜止，一個旋轉(zhuǎn)，它們之間存在相對運動，所以會產(chǎn)生摩擦和磨損，同時會伴有熱量的產(chǎn)生。前面已經(jīng)討論過，如果摩擦產(chǎn)生的熱量越多，密封的工作PV值就越大。當然摩擦熱除與PV值有關(guān)外，還與摩擦系數(shù)及端面面積有關(guān)。冷卻、沖洗與安裝、使用14機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024熱量的傳遞有三種方式：對流、間壁導(dǎo)熱、輻射。顯然機械密封端面的摩擦熱就是以這三種方式傳遞出去的。如果密封環(huán)向周圍散失的熱量與產(chǎn)生的摩擦熱相平衡，則可得到一個穩(wěn)定的溫度值。對于普通機械密封，泄漏量較小，它帶走的熱量可以忽略，那么摩擦熱主要是由軸導(dǎo)入動靜環(huán)，再由動靜環(huán)傳給周圍介質(zhì)。15機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024如果密封環(huán)材料的導(dǎo)熱性差，介質(zhì)溫度又高，或PV值比較高的情況下，端面間的大量熱量不能及時導(dǎo)出，必然引起端面溫度急劇上升。其結(jié)果可能造成端面間液膜汽化，惡化潤滑條件，甚至完全處于干摩擦狀態(tài)，這不僅使磨損加劇，還會導(dǎo)致密封環(huán)的熱裂、變形等等。因此只是依靠選擇耐高溫、導(dǎo)熱性好的密封環(huán)材料或僅從結(jié)構(gòu)上考慮，都很難達到預(yù)期的效果。合理的方法就是強化冷卻，使端面摩擦熱及時導(dǎo)出。使端面冷卻的方式主要有三種：16機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/20241、端面直接冷卻將密封介質(zhì)從系統(tǒng)中高于密封腔壓力處引出，通過接管引入密封腔，對于密封介質(zhì)的溫度高或含固體粒子的場合，可在管路上設(shè)置冷卻器或過濾器，使進入密封腔內(nèi)的介質(zhì)凈化并降低溫度。(1)閉路自沖洗（圖a）17機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/20241、端面直接冷卻將密封腔內(nèi)的介質(zhì)引入主機低壓側(cè)，使介質(zhì)通過密封腔進行自循環(huán)而帶走摩擦熱（圖b），這種方法適用于密封腔壓力與主機工作壓力比較接近的場合。(2)反向自沖洗18機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/20241、端面直接冷卻將介質(zhì)從高壓側(cè)引出，流經(jīng)密封腔進行沖洗后流回主機吸入側(cè)（圖c），這種沖洗冷卻效果優(yōu)于前兩種。(3)貫通自沖洗19機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/20241、端面直接冷卻利用其它壓力源將沖洗冷卻液注入密封腔內(nèi)（圖d）。沖洗液應(yīng)為低溫、清潔液體，并且少量內(nèi)漏與密封介質(zhì)相混在工藝上必須是允許的，沖洗液壓力應(yīng)比密封介質(zhì)壓力大0.05~0.1Mpa。對于高溫或含固體顆粒的介質(zhì)，效果較好。(4)內(nèi)沖洗20機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/20241、端面直接冷卻在密封腔內(nèi)的一段軸上裝上小型動力元件，使密封腔內(nèi)介質(zhì)進行局部循環(huán)，或在旋轉(zhuǎn)環(huán)外周開槽同樣能直到泵送作用。(5)局部循環(huán)沖洗21機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/20242、靜環(huán)背部冷卻從靜止環(huán)背部將清水、油等冷卻液直接引入密封環(huán)內(nèi)表面的一種冷卻方法又稱為急冷法、外沖洗法。冷卻效果好，但冷卻水硬度高時產(chǎn)生的無機物水垢在軸上沉積，會影響動環(huán)密封圈的浮動性，可能會引起密封失效。22機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/20243、間接冷卻冷卻液不直接與密封面接觸，其效果沒有直接冷卻效果好，但對冷卻液要求不高。常用靜環(huán)外周冷卻23機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024公司常用機械密封冷卻方案簡介24機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024方案描述從泵出口經(jīng)節(jié)流孔板對密封進行沖洗。25機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024方案描述從密封腔經(jīng)節(jié)流孔板至泵入口的再循環(huán)。26機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024方案描述密封沖洗通過節(jié)流孔板從泵出口并再次循環(huán)至泵入口。27機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024方案描述從泵出口經(jīng)節(jié)流孔板和冷卻器對密封進行沖洗。28機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024方案描述從外部清潔源對密封進行沖洗。29機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024方案描述從泵出口經(jīng)旋液分離器和冷卻器對密封進行沖洗。30機封原理及常見沖洗方案介紹解讀5/8/2024方案描述流經(jīng)封液罐的無壓緩沖液循環(huán)。流體通過雙封中的泵效環(huán)驅(qū)動循環(huán)。采用原因外側(cè)密封作為主密封的安全后備。零至極低的工藝介質(zhì)排放。不允許工藝介質(zhì)污染。應(yīng)用場合與