機械密封的介紹

　　隨著科學(xué)技術(shù)和生產(chǎn)的發(fā)展，流體機械和流體工程的應(yīng)用范圍不斷擴大，高溫密封、紙溫密封、超低溫、強腐蝕、易燃、易爆、有毒、放射性介質(zhì)、高壓密封、高真空密封以及含各種雜質(zhì)等懸浮顆粒介質(zhì)的密封也都應(yīng)運而生。保證密封的可靠性和使用壽命，是當(dāng)前密封研究、設(shè)計制造、使用等各方面最重要的課題之一。

　　密封的功能是阻止泄漏。起密封作用的零部件稱為密封件，簡稱為密封。較復(fù)雜的密封，尤其是帶有附屬系統(tǒng)的，則稱為密封裝置。

　　流體密封包括流體靜密封和流體動密封。相對靜止結(jié)合面(即密封面)間的密封稱為靜密封;相對運動的結(jié)合面的密封稱為動密封。對流體機械和流體工程而言，密封是*的零部件，在眾多機器設(shè)備中，雖然密封一般只占整個機器較小的比重，但往往直接決定了整臺甚至整套設(shè)備的安全性、可靠性和耐久性。從而成為評價諸多機械產(chǎn)品質(zhì)量的一個重要指標(biāo)。尤其在石化等工業(yè)中，輸送、處理和儲存的流體許多是具有易燃、易爆、腐蝕和有毒類的介質(zhì)，一旦密封出現(xiàn)故障，甚至失效現(xiàn)象，后果是嚴(yán)重的，輕則影響產(chǎn)品質(zhì)量、污染環(huán)境，危及周圍人員的健康，嚴(yán)重時會導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸、人員傷亡甚至大面積、長時間的生態(tài)環(huán)境惡化，前蘇聯(lián)切爾諾利核電站核燃料泄漏而造成極為嚴(yán)重的事故，就是教訓(xùn)深刻的事例。

　　此外，對于核電站的循環(huán)泵，高壓聚乙烯中的高壓壓縮機，聚丙燃中的反應(yīng)釜等設(shè)備，其中的密封則屬于決定性的技術(shù)。

　　密封還直接關(guān)系到物質(zhì)和能源的節(jié)約。在全部能源消耗中各種動力機械和流體機械所占的比重最大。而這些機械由于存在著內(nèi)漏和外漏，致使容積效率往往很低，其損失可達到總功率的10%以上，小型機器甚至出現(xiàn)40~50%的情況。某些密封裝置本身的摩擦功率消耗也不小。如活塞環(huán)的摩擦損失占整臺發(fā)動機摩擦損失的2/3。離心葉輪密封消耗的功率可能達到總的軸功率的1/3。至于改進密封，杜絕跑、冒、滴、漏，減少物料損失。則是直接的效益。如煉油廠用的油泵使用填料密封時，每臺泵年漏油量約10m3，現(xiàn)推廣使用機械密封，年漏油量降至0.1m3以下，以1000臺泵計每年節(jié)油就近1000m3，若各類流體機械都采用恰當(dāng)或先進的密封技術(shù)，在節(jié)約物質(zhì)和節(jié)約能源方面的效益將是十分可觀的。

　　在流體機械的運行使用中，密封的保養(yǎng)和維修工作，占了相當(dāng)?shù)谋戎?，對石油化工業(yè)而言，密封故障是造成非計劃停車的主要原因，據(jù)統(tǒng)計，60%以上的非計劃停車事件都與密封故障有關(guān)。再以機泵為例，流體動密封，流體動密封的維修工作量幾乎要占總維修量的50%左右。火箭發(fā)動機的故障，有一半以上也是密封故障或失效造成的。從這個意義上而言，可以說密封又是機器、設(shè)備最薄弱的環(huán)節(jié)之一。故此，先進而可靠的密封技術(shù)也是自動化連續(xù)生產(chǎn)、文明生產(chǎn)所必需保證的重要環(huán)節(jié)。

　　機械密封的結(jié)構(gòu)特點

　　為了適應(yīng)不同工作條件的需要，機械密封有多種不同的型式。

　　1、按密封端面的對數(shù)，分為單端面、雙端面等機械密封。

　　單端面——在密封裝置中只有一對密封端面。它結(jié)構(gòu)簡單，是常用的機械密封型式。

　　雙端面——在密封裝置中具有兩對密封端面。它結(jié)構(gòu)復(fù)雜，適用于強腐蝕、易燃易爆、有毒有害介質(zhì)以及真空的場合。

　　2、按密封流體作用在密封端面上的壓力是卸荷或不卸荷，可分為平衡式和非平衡式機械密封。

　　平衡式——密封流體作用在密封端面上壓力部分卸荷或全部卸荷。

　　非平衡式——密封流體作用在密封端面上的壓力不卸荷。

　　平衡式適用于中、高壓條件的機械密封;非平衡式適用于低壓條件的機械密封。

　　3、按彈簧是否置于密封流體之內(nèi)，分為彈簧內(nèi)置式和彈簧外置式機械密封。

　　彈簧內(nèi)置式——彈簧置于密封流體之內(nèi)。

　　彈簧外置式——彈簧置于密封流體之外。

　　彈簧內(nèi)置式的密封端面受力狀態(tài)好，泄漏量小，冷卻與潤滑好。所以，除了帶腐蝕性的介質(zhì)外，應(yīng)盡可能采用內(nèi)置式結(jié)構(gòu)。

　　4、按補償結(jié)構(gòu)中的彈簧個數(shù)，分為單彈簧式和多彈簧式的機械密封。

　　單彈簧式——在補償機構(gòu)中只有一個彈簧。它用于負(fù)荷較輕、軸徑較小的場合。

　　多彈簧式——在補償機構(gòu)中有多個彈簧。用于較大軸徑。密封端面上彈簧力分布較均勻，但彈簧絲直徑小，腐蝕對彈簧影響較大。

　　5、按補償機構(gòu)是否隨軸旋轉(zhuǎn)，分為旋轉(zhuǎn)式和靜止式機械密封。

　　旋轉(zhuǎn)式——補償環(huán)隨軸旋轉(zhuǎn)。

　　靜止式——補償環(huán)不隨軸旋轉(zhuǎn)。

　　一般的機械密封常采用旋轉(zhuǎn)式，因為補償機構(gòu)及軸的結(jié)構(gòu)簡單，徑向尺寸較小。但在高速條件下，補償環(huán)及其它轉(zhuǎn)動零件產(chǎn)生的離心力影響較大，動平衡要求高，采用靜止式較為合適。

　　從結(jié)構(gòu)特點看，機械密封型式多種多樣，但按組成講，它主要有以下4個基本單元組成。

　　1、密封單元

　　即由動環(huán)和靜環(huán)組成的密封端面，這是機械密封的核心。

　　2、緩沖補償單元

　　以彈簧為主要元件而組成的緩沖補償機構(gòu)，它是維持機械密封正常工作的重要條件。

　　3、傳動單元

　　由軸套、鍵或固定銷釘組成的傳動機構(gòu)，它是實現(xiàn)動環(huán)隨軸一起旋轉(zhuǎn)的可靠保證，也是實現(xiàn)動密封的前提條件。

　　4、輔助密封單元

　　由動環(huán)密封圈和靜環(huán)密封圈等元件組成，它是解決密封端面之外的、有泄漏可能的部位之輔助性密封機構(gòu)，是機械密封*的組成要素。