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發(fā)布時(shí)間:2016-11-08 閱讀量:5431

乳化機(jī)的機(jī)械密封

 

機(jī)械密封件介紹

  機(jī)械密封件屬于精密、結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜的機(jī)械基礎(chǔ)元件之一,是各種泵類、反應(yīng)合成釜、透平壓縮機(jī)、潛水電機(jī)等設(shè)備的關(guān)鍵部件。其密封性能和使用壽命取決于許多因素,如選型、機(jī)器的精度、正確的安裝使用等。

機(jī)械密封件基本知識(shí)

  1、機(jī)械密封的基本概念:

  機(jī)械密封是指由至少一對(duì)垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈力(或磁力)的作用下以及輔助密封的配合下保持貼合并相對(duì)滑動(dòng)而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。補(bǔ)償環(huán)的輔助密封為金屬波紋管的稱為波紋管機(jī)械密封。

  2、機(jī)械密封的組成:

  主要有以下四類部件。a.主要密封件:動(dòng)環(huán)和靜環(huán)。b.輔助密封件:密封圈。c.壓緊件:彈簧、推環(huán)。d.傳動(dòng)件:彈箕座及鍵或固定螺釘

  應(yīng)注意問(wèn)題

  1、安裝時(shí)注意事項(xiàng)

  a、要十分注意避免安裝中所產(chǎn)生的安裝偏差

  (1)上緊壓蓋應(yīng)在聯(lián)軸器找正后進(jìn)行,螺栓應(yīng)均勻上支,防止壓蓋端面偏斜,用塞尺檢查各點(diǎn),其誤差不大于0.05毫米。

  (2)檢查壓蓋與軸或軸套外徑的配合間隙(即同心度),四周要均勻,用塞尺檢查各點(diǎn)允差不大于0.01毫米。

  b、彈簧壓縮量要按規(guī)定進(jìn)行,不允許有過(guò)大或過(guò)小現(xiàn)象,要求誤差2.00毫米。過(guò)大會(huì)增加端面比壓,另速端面磨損。過(guò)小會(huì)造成比壓不足而不能起到密封作用。

  c、動(dòng)環(huán)安裝后髯保證能在軸上靈活移動(dòng),將動(dòng)環(huán)壓向彈簧后應(yīng)能自動(dòng)彈回來(lái)。

  2、拆卸時(shí)注意事項(xiàng)

  a、在拆卸機(jī)械密封時(shí)要仔細(xì),嚴(yán)禁動(dòng)用手錘和扁鏟,以免損壞密封元件。可做一對(duì)鋼絲勾子,在對(duì)自負(fù)盈虧方向伸入傳動(dòng)座缺口處,將密封裝置拉出。如果結(jié)垢拆卸不下時(shí),應(yīng)清洗干凈后再進(jìn)行拆卸。

  b、如果在泵兩端都用機(jī)械密封時(shí),在裝配,拆卸過(guò)程中互相照顧,防止顧此失彼。

  c、對(duì)運(yùn)行過(guò)的機(jī)械密封,凡有壓蓋松動(dòng)使密封發(fā)生移動(dòng)的情況,則動(dòng)靜環(huán)零件必須更換,不應(yīng)重新上緊繼續(xù)使用。因?yàn)樵谥畼娱簞?dòng)后,摩擦副原來(lái)運(yùn)轉(zhuǎn)軌跡會(huì)發(fā)生變動(dòng),接觸面的密封性就很容易遭到破壞。

機(jī)械密封件正常運(yùn)行和維護(hù)

  1、啟動(dòng)前的準(zhǔn)備工作及注意事項(xiàng)

  a、全面檢查機(jī)械密封,以及附屬裝置和管線安裝是否齊全,是否符合技術(shù)要求。

  b、機(jī)械密封啟動(dòng)前進(jìn)行靜壓試驗(yàn),檢查機(jī)械密封是否有泄漏現(xiàn)象。若泄漏較多,應(yīng)查清原因設(shè)法消除。如仍無(wú)效,則應(yīng)拆卸檢查并重新安裝。一般靜壓試驗(yàn)壓力用2~3公斤/平方厘米。

  c、按泵旋向盤(pán)車(chē),檢查是否輕快均勻。如盤(pán)車(chē)吃力或不動(dòng)時(shí),則應(yīng)檢查裝配尺寸是否錯(cuò)誤,安裝是否合理。

  2、安裝與停運(yùn)

  a、啟動(dòng)前應(yīng)保持密封腔內(nèi)充滿液體。對(duì)于輸送凝固的介質(zhì)時(shí),應(yīng)用蒸氣將密封腔加熱使介質(zhì)熔化。啟動(dòng)前必須盤(pán)車(chē),以防止突然啟動(dòng)而造成軟環(huán)碎裂。

  b、對(duì)于利用泵外封油系統(tǒng)的機(jī)械密封,應(yīng)先啟動(dòng)封油系統(tǒng)。停車(chē)后最后停止封油系統(tǒng)。

  c、熱油泵停運(yùn)后不能馬上停止封油腔及端面密封的冷卻水,應(yīng)待端面密封處油溫降到80度以下時(shí),才可以停止冷卻水,以免損壞密封零件。

  3、運(yùn)轉(zhuǎn)

  a、泵啟動(dòng)后若有輕微泄漏現(xiàn)象,應(yīng)觀察一段時(shí)間。如連續(xù)運(yùn)行4小時(shí),泄漏量仍不減小,則應(yīng)停泵檢查。

  b、泵的操作壓力應(yīng)平穩(wěn),壓力波動(dòng)不大于1公斤/平方厘米。

  c、泵在運(yùn)轉(zhuǎn)中,應(yīng)避免發(fā)生抽空現(xiàn)象,以免造成密封面干摩擦及密封破壞。

  d、密封情況要經(jīng)常檢查。運(yùn)轉(zhuǎn)中,當(dāng)其泄漏超過(guò)標(biāo)準(zhǔn)時(shí),重質(zhì)油不大于5滴/分,輕質(zhì)油不大于10/分,如2-3日內(nèi)仍無(wú)好轉(zhuǎn)趨勢(shì),則應(yīng)停泵栓查密封裝置。

  密封”在我國(guó)的發(fā)展源遠(yuǎn)流長(zhǎng),古人曾經(jīng)用棉、麻等纖維來(lái)做提水機(jī)械的密封件,而國(guó)外到1782年才使用填料。密封的重要性,在這里就不多說(shuō)了,如今國(guó)外已經(jīng)出現(xiàn)研究密封規(guī)律、密封裝置設(shè)計(jì)技術(shù)和應(yīng)用科學(xué)原理的學(xué)科——“密封學(xué)”,科研院校也有專門(mén)研究密封學(xué)的專業(yè)課程,而在我國(guó),迄今為止,據(jù)我所知,大學(xué)里有流體力學(xué)和液壓傳動(dòng)等課程,但還沒(méi)有一個(gè)專門(mén)研究密封的“密封系”,所以我們的研究水平與國(guó)外相比,還是有所差距的。

  密封所設(shè)計(jì)的專業(yè)領(lǐng)域非常多,除了材料和機(jī)械方面,還有力學(xué)(包括流體力學(xué)、邊界層理論等等)、摩擦學(xué)、自動(dòng)控制等等。所以對(duì)密封來(lái)講,研究難度也是相對(duì)較大的。國(guó)內(nèi)密封行業(yè)的水平,個(gè)人認(rèn)為與國(guó)外相比差距應(yīng)該不少于50年。

關(guān)于密封原理

  想學(xué)習(xí)密封,就一定要先了解泄漏,泄漏的原理了解了,那相對(duì)應(yīng)密封的機(jī)理也就有了。泄漏無(wú)外乎有三種——

  一是穿漏,也就是密封面間隙間的泄漏

  二是滲漏,也就是密封的流體通過(guò)密封件材料的毛細(xì)管的泄漏

  三是擴(kuò)散,是指在濃度差的作用下,密封介質(zhì)通過(guò)間隙或材料的毛細(xì)管發(fā)生的物質(zhì)傳遞。

關(guān)于密封方法

  密封方法大致有這么幾種——

  1.盡量減少設(shè)置密封的部位

  2.堵塞和隔離

  3.引出或注入

  4.增加泄漏阻力

  5.在通道中增設(shè)做功元件

  6.多種密封方法組合

常見(jiàn)的密封形式

  墊片密封、填料密封、機(jī)械密封、非接觸型密封以及注劑式帶壓堵漏是常見(jiàn)的密封形式。其中填料密封應(yīng)該算是最常見(jiàn)的,它還包括軟填料密封、硬填料密封和成型填料密封。成型填料密封包括我們常見(jiàn)的O形圈、Y形圈、油封等等。非接觸型密封包括間隙密封、迷宮密封、浮動(dòng)密封、動(dòng)力密封、磁流體密封和全封閉式密封。

  常用墊圈性能---及新材料和新技術(shù)

  一) 常用墊圈性能

  使用閥門(mén)時(shí),往往根據(jù)具體情況,更換原帶墊圈。常有墊圈有:橡膠平墊圈、橡膠O形圈、塑料平墊圈、聚四氟乙烯包墊圈、石棉橡膠墊圈、金屬平墊圈、金屬異形墊圈、金屬包皮墊圈、波形墊圈、纏繞墊圈等。

  (1) 橡膠平墊圈:變形容易,壓緊時(shí)不費(fèi)力,但耐壓、耐溫能力都較差,只用于壓力低、溫度不高的地方。天然橡膠有一定耐酸堿性能,使用溫度不宜超過(guò)60℃;氯丁橡膠也能耐某些酸堿,使用溫度80℃;丁腈橡膠耐油,可用至80℃;氟橡膠耐腐蝕性能很好,耐溫性能也比一般橡膠強(qiáng),可在150℃介質(zhì)中使用。

  (2) 橡膠O形墊圈:斷面形狀是正圓,有一定的自緊作用,密封效果比平墊圈好,壓緊力更小。

  (3) 塑料平墊圈:塑料的最大特點(diǎn)是耐腐蝕性好,大部分塑料耐溫性能不好。聚四氟乙烯為塑料之冠,不但耐腐蝕性能優(yōu)異,而且耐溫范圍比較寬闊,可在-180℃~+200℃之內(nèi)長(zhǎng)期使用。

  (4) 聚四氟乙烯包墊圈:為了充分發(fā)揮聚四氟乙烯的優(yōu)點(diǎn),同時(shí)彌補(bǔ)它彈性較差的缺點(diǎn),做成聚四氟乙烯包裹橡膠或石棉橡膠的墊圈。這樣,既同聚四氟乙烯平墊圈一樣耐腐蝕,又有良好的彈性,增強(qiáng)密封效果,減小壓緊力。其斷面形狀如圖4-20所示。

  (5) 石棉橡膠墊圈:由石棉橡膠板剪成。它的組分是60~80%的石棉和10~20%的橡膠,以及填充劑、硫化劑等。它有很好的耐熱性、耐冷性、化學(xué)穩(wěn)定性,而且貨源豐富,價(jià)格便宜。使用時(shí),壓緊力不必很大。由于它能粘附金屬,所以最好表面涂一層石墨粉,以免拆卸時(shí)費(fèi)勁。

  石棉橡膠板有四種顏色:灰色,用于低壓(牌號(hào)XB-200,耐壓≤16公斤/平方厘米,耐溫200℃) ;紅色,用于中壓(牌號(hào)XB-350,耐壓可達(dá)40公斤/平方厘米,耐溫350℃) ;紫紅色,用于高壓(牌號(hào)XB-450,耐壓100公斤/平方厘米耐溫450℃) ;綠色,用于油類,耐壓性能也很好。

  (6) 金屬平熱圈:鉛,耐溫100℃;鋁430℃;銅315℃;低碳鋼550℃;銀650℃;鎳810℃;蒙乃爾(鎳銅)合金810℃,不銹鋼870℃。其中鉛耐壓能力較差,鋁可耐64公斤/平方厘米,其他材料可耐高壓。

  (7) 金屬異性墊圈:

  透鏡墊圈:有自緊作用,使用于高壓閥門(mén)。

  橢圓形墊圈:也屬于高壓自緊墊圈。

  錐面雙墊圈:用于高壓內(nèi)自緊密封。

  此外,還有方形、菱形、三角形、齒形、燕尾形、B形、C形等,一般只在高中壓閥門(mén)中使用。

  (8) 金屬包皮墊圈:金屬既有良好的耐溫耐壓性能,又有良好的彈性。包皮材料有鋁、銅、低碳鋼、不銹鋼、蒙乃爾合金等。里面填充材料有石棉、聚四氟乙烯、玻璃纖維等。

  (9) 波形墊圈:具有壓緊力小,密封效果好的特點(diǎn)。常采用金屬與非金屬組合的形式。

  (10) 纏繞墊圈:是把很薄的金屬帶和非金屬帶緊貼在一起,纏繞成多層的圓形,斷面呈波浪狀,有很好的彈性和密封性。金屬帶可用08鋼、0Cr13、1Cr13、2Cr13、1Cr18Ni9Ti、銅、鋁、鈦、蒙乃爾合金等制作。非金屬帶材料有石棉、聚四氟乙烯等。

  以上,講述密封墊圈性能時(shí),列舉了一些數(shù)字。必須說(shuō)明,這些數(shù)字跟法蘭形式、介質(zhì)情況和安裝修理技術(shù)等有密切的關(guān)系,有時(shí)可以超過(guò),有時(shí)達(dá)不到,而且耐壓和耐溫性能,也是互相轉(zhuǎn)化的,例如溫度高了,耐壓能力往往降低,這些細(xì)微的問(wèn)題,只能在實(shí)踐中體會(huì)。

  二) 新材料和新技術(shù)

  以上介紹的密封墊圈還很不全面,況且密封技術(shù)正處于迅猛發(fā)展中。下面舉例介紹幾項(xiàng)新材料和新技術(shù)。

  (1) 液體密封:隨著高分子有機(jī)合成工業(yè)的迅猛發(fā)展,出現(xiàn)了液態(tài)密封膠,使用于靜密封;這項(xiàng)新技術(shù),通常叫做液體密封。液體密封的原理,是利用液態(tài)密封膠的粘附性、流動(dòng)性和單分子膜效應(yīng)(越薄的膜自然回復(fù)傾向越大) ,在適當(dāng)壓力下,使它象墊圈一樣地起作用。所以對(duì)使用著的密封膠,也叫做液體墊圈。

  (2) 聚四氟乙烯生料密封:聚四氟乙烯也是高分子有機(jī)化合物,它在燒結(jié)成制品之前,叫做生料,質(zhì)地柔軟,也有單分子膜效應(yīng)。用生料做成的帶叫生料帶,可以卷成盤(pán)長(zhǎng)期保存。使用時(shí)能自由成形,任意接頭,只要一有壓力,便形成一個(gè)均勻地起著密封作用的環(huán)形膜。作為閥門(mén)中閥體與閥蓋間的墊圈,可在不取出閥瓣或閘板的情況下,撬開(kāi)一縫隙,塞進(jìn)生料帶去就行了。壓緊力小,不粘手,也不粘法蘭面,更換十分方便。對(duì)于榫槽法蘭最適宜。聚四氟乙烯生料,還可做成管形和棒狀,作密封用。

  (3) 金屬空心O形圈:彈性好,壓緊力小,有自緊作用,可選用多種金屬材料,從而在低溫、高溫和強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中都能適應(yīng)。

  (4) 石墨板密封圈:在人們印象中,石墨是脆性物質(zhì),缺乏彈性和韌性,但經(jīng)過(guò)特殊處理的石墨,卻是質(zhì)地柔軟,彈性良好。這樣,石墨的耐熱性能和化學(xué)穩(wěn)定性,便可以在墊圈材料中得以顯示;而且這種墊圈壓緊力小,密封效果異常優(yōu)越。這種石墨還能做成帶,跟金屬帶配合,組成性能優(yōu)異的纏繞墊圈。石墨板密封圈和石墨----金屬纏繞墊圈的出現(xiàn),是高溫抗腐蝕密封的重大突破。

   


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