機械密封是指由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補償機構(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滑動而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置。
機械密封是一種旋轉(zhuǎn)機械的軸封裝置。比如離心泵、離心機、反應(yīng)釜和壓縮機等設(shè)備。由于傳動軸貫穿在設(shè)備內(nèi)外,這樣,軸與設(shè)備之間存在一個圓周間隙,設(shè)備中的介質(zhì)通過該間隙向外泄漏,如果設(shè)備內(nèi)壓力低于大氣壓,則空氣向設(shè)備內(nèi)泄漏,因此要有一個阻止泄漏的軸封裝置。軸封的種類很多,由于機械密封具有泄漏量少和壽命長等優(yōu)點,所以世界上機械密封是在這些設(shè)備主要的軸密封方式。機械密封又叫端面密封,在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中是這樣定義的:“由至少一對垂直于旋轉(zhuǎn)軸線的端面在流體壓力和補償機構(gòu)彈力(或磁力)的作用以及輔助密封的配合下保持貼合并相對滑動而構(gòu)成的防止流體泄漏的裝置?!?/p>
機械密封中流體可能泄漏的途徑有A、B、C、D四個通道。 C、D泄漏通道分別是靜止環(huán)與壓蓋、壓蓋與殼體之間的密封,二者均屬靜密封。B通道是旋轉(zhuǎn)環(huán)與軸之間的密封,當(dāng)端面摩擦磨損后,它僅僅能追隨補償環(huán)沿軸向作微量的移動,實際上仍然是一個相對靜密封。因此,這些泄漏通道相對來說比較容易封堵。靜密封元件常用的有橡膠O形圈或聚四氟乙烯V形圈,而作為補償環(huán)的旋轉(zhuǎn)環(huán)或靜止環(huán)輔助密封,有時采用兼?zhèn)鋸椥栽δ艿南鹉z、聚四氟乙烯或金屬波紋管的結(jié)構(gòu)。 A通道則是旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)的端面彼此貼合作相對滑動的動密封,它是機械密封裝置中的主密封,也是決定機械密封性能和壽命的關(guān)鍵。因此,對密封端面的加工要求很高,同時為了使密封端面間保持需要的潤滑液膜,嚴(yán)格腔制端面上的單位面積壓力,壓力過大,不易形成穩(wěn)定的潤滑液膜,會加速端面的磨損;壓力過小,泄漏量增加。所以,要獲得良好的密封性能又有足夠壽命,在設(shè)計和安裝機械密封時, 要端面單位面積壓力值在適當(dāng)?shù)姆秶?/p>
機械密封與軟填料密封比較,有如下優(yōu)點:
①密封在長周期的運行中,密封狀態(tài)很穩(wěn)定,泄漏量很小,按粗略統(tǒng)計,其泄漏量一般僅為軟填料密封的1/100;
②使用壽命長在油、水類介質(zhì)中一般可達(dá)1~2年或長時間,在化工介質(zhì)中通常也能達(dá)半年以上;
③摩擦功率消耗小機械密封的摩擦功率僅為軟填料密封的10%~50%。
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