【正文】 23— 2022） Ⅲ 型 ?? 內(nèi)裝式、波紋管組件為靜止型，輔助密封為 O形圈 （ c） Ⅲ 型 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 （ 4）焊接金屬波紋管機械密封（ JB/T 8723— 2022） Ⅳ 型 ?? 內(nèi)裝式、波紋管組件為靜止型，輔助密封為柔性石墨 （ d） Ⅳ 型 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 2. 集裝式機械密封 ? 我國目前的幾類泵用機械密封標準形式均為“分離式”結(jié)構(gòu)。 上游泵送機械密封的 端面流體動壓槽 是把由高壓側(cè)泄漏到低壓側(cè)的密封介質(zhì)再反輸至高壓側(cè)，或者把低壓側(cè)的隔離流體微量地泵送至高壓密封介質(zhì)側(cè)，可以消除密封介質(zhì)由高壓側(cè)向低壓側(cè)的泄漏?？刹捎闷撵o環(huán)或動環(huán)，以及加潤滑液槽等方法以取得良好的密封。 ? 與其它密封相比，干氣密封具有結(jié)構(gòu)簡單、磨損小、壽命長、能耗低，操作簡單可靠，不用封油（省掉了龐大的封油系統(tǒng)），停車時無泄漏（無需另用停車密封），被密封的流體不受油污染等優(yōu)點，它與磁力軸承技術(shù)結(jié)合，可以做到全無油潤滑。 （一）循環(huán)保護系統(tǒng)的作用 機械密封的 循環(huán)保護系統(tǒng) 主要包括沖洗、冷卻、過濾 、封液 裝置等 。因此 ， 必須采取適當?shù)拇胧┘右钥朔蚪档陀绊?。因?， 它被廣泛用于易燃 、 易爆、有害氣體、強腐蝕介質(zhì)等密封要求嚴格的場合。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 （ 2）自沖洗 利用被密封介質(zhì)本身來實現(xiàn)對密封的沖洗稱為自沖洗，適用于密封腔內(nèi)的壓力小于泵出口壓力，大于泵進口壓力的場合。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 ③ 全沖洗 從泵高壓側(cè)（泵出口）引入密封介質(zhì)，又從密封腔引出密封介質(zhì)返回泵的低壓側(cè)進行循環(huán)沖洗。冷卻是溫度調(diào)節(jié)設(shè)施中的重要組成部分，是經(jīng)常采用的一種輔助設(shè)施，對及時導出機械密封的摩擦熱及減少高溫介質(zhì)的影響有很大作用。密封高黏度介質(zhì)，在啟動前需要預熱，以便減少啟動轉(zhuǎn)矩。封液的壓力必須高于介質(zhì)壓力，一般高 ?。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 （五）雜質(zhì)過濾 ?密封介質(zhì)中往往會由于介質(zhì)本身（如漿液、油漿等）含有固體顆粒、易結(jié)晶、結(jié)焦等性質(zhì)，在一定工作條件下出現(xiàn)固體顆粒，還有一些特殊用途泵的密封（如塔底泵、釜底泵的密封）在系統(tǒng)中有殘渣、鐵銹、污垢，甚至于安裝時有殘留雜物，都會給機械密封帶來較大的危害。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 第四節(jié) 機械密封的選擇、使用及維修 一、機械密封的選擇 外部公用工程 主要因素 裝備特點 介質(zhì)性質(zhì) 操作條件 密封標準 其它因素 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 （ 1）過程裝備的特點 ?過程裝備的特點對機械密封的選擇有重要影響。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 ?介質(zhì)的揮發(fā)特性 。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 （ 3）操作條件 包括壓力、速度、溫度、密封腔體、壽命、泄漏等。另外，許多密封面材料的抗拉強度低，在高速情況下必須考慮對密封環(huán)的有效支撐，不能在無支撐的條件下使用。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 ② 速度 ?當轉(zhuǎn)速超過 4500r/min，或圓周平均線速度 v超過 20m/s時，通常選擇靜止式結(jié)構(gòu)。 ?對介質(zhì)的危險性必須進行充分評估，根據(jù)對潛在危險的評估情況，提出密封的選型要求，并對過程裝備及現(xiàn)場公用工程進行改造。 腐蝕性較弱的介質(zhì)，通常選用內(nèi)裝式機械密封。在旋渦產(chǎn)生的離心力的作用下，密度比流體大的微小顆粒被拋向錐形壁面，然后逐漸沉積到位于錐頂?shù)某隹谔?，成泥漿狀排除。利用虹吸自然循環(huán)的封液系統(tǒng)在功耗小于 時有效，而利用泵送機構(gòu)的強制循環(huán)封液系統(tǒng)功率消耗可達 4kW時有效。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 圖 341為典型機械密封系統(tǒng)配管接口，其中包含急冷（阻封）接口及密封急冷液的輔助密封。 圖 339 夾套、靜環(huán)外周及軸套冷卻示意圖 a— 夾套冷卻； b— 靜環(huán)外周冷卻； c— 軸套冷卻 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 間接冷卻的效果比直接冷卻要差一些，但冷卻液不與介質(zhì)接觸，不會被介質(zhì)污染，可以循環(huán)使用，同時也可以與其它冷卻措施配合在一起，實現(xiàn)綜合冷卻。常規(guī)機械密封裝置的沖洗液量可按密封件軸徑規(guī)格確定，見表 310。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 ② 反沖洗 從密封腔引出密封介質(zhì)返回泵內(nèi)壓力較低處（通常是泵入口處），利用密封介質(zhì)自身循環(huán)沖洗密封腔。 沖洗液應是與被密封介質(zhì)相容的潔凈液體，沖洗液的壓力應比密封腔內(nèi)壓力高 ?。 封液在密封腔體中不僅有改善潤滑條件和冷卻的作用 ，還起 封 堵 隔離 的作用 。當雜質(zhì)進入機械密封端面時 ， 會使密封環(huán)端面產(chǎn)生劇烈磨損。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 典型結(jié)構(gòu) 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 典型結(jié)構(gòu) 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 串聯(lián)式干氣密封 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 串聯(lián)式干氣密封 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 典型結(jié)構(gòu) 圖 337 雙端面干氣密封 1— 軸； 2， 5— 靜環(huán)； 3— 動環(huán)； 4— 保護環(huán)； 6， 7— 彈簧 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 雙端面干氣密封 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 釜用雙端面干氣密封 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 二、循環(huán)保護系統(tǒng) 為機械密封本身創(chuàng)建一個較理想的工作環(huán)境而設(shè)置的具有潤滑、沖洗、調(diào)溫、調(diào)壓、除雜、更換介質(zhì)、稀釋和沖掉泄漏介質(zhì)等功能的系統(tǒng)，稱為 機械密封循環(huán)保護系統(tǒng) ，簡稱 機械密封系統(tǒng) 。 圖 332 立式雙端面小彈簧平衡式釜用機械密封 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 （三）壓縮機用機械密封 1. 石油氣機械密封 圖 333 催化裂化氣壓縮機用面對面靜止式雙端面機械密封 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 2 .干氣密封 ? 干氣密封一般指依靠幾微米的氣體薄膜潤滑的機械密封，也稱為氣膜密封或氣體密封。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 （二）釜用機械密封 特點 （ 1）釜用機械密封大部分密封介質(zhì)是氣體而不是液體（只有滿釜操作時才是液體密封），故密封端面的工作條件比較苛刻，端面磨損較大。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 API 682密封標準 （ 1） A型推環(huán)式機械密封 （ 2） B型金屬波紋管式機械密封 （ 3） C型金屬波紋管式機械密封 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 3. 特殊工況的泵用機械密封 （ 1）高溫油泵用機械密封 圖 326 減壓塔底熱油泵用靜止式焊接金屬波紋管機械密封 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 3. 特殊工況的泵用機械密封 （ 2）高黏度液體用機械密封 圖 327 刃邊機械密封 1— 刃邊動環(huán)； 2— 平面靜環(huán)； 3— 波紋管； 4— 彈簧； 5— 折流套 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 3. 特殊工況的泵用機械密封 （ 3）易揮發(fā)液體機械密封 圖 328 液化石油氣用機械密封 圖 329 輕烴泵用熱流體動壓型機械密封 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 3. 特殊工況的泵用機械密封 （ 4）含固體顆粒介質(zhì)機械密封 圖 330 含固體顆粒介質(zhì)機械密封 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 3. 特殊工況的泵用機械密封 （ 5）上游泵送機械密封 上游泵送液膜潤滑非接觸式機械密封（簡稱上游泵送機械密封）是基于現(xiàn)代流體動壓潤滑理論的新型非接觸式機械密封，國外已在各種轉(zhuǎn)子泵上推廣應用。 ① 103型 ?? 內(nèi)裝單端面單彈簧非平衡型，并圈彈簧傳動 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 ② B103型 ?? 內(nèi)裝單端面單彈簧平衡型，并圈彈簧傳動 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 ③ 104型 ?? 內(nèi)裝單端面單彈簧非平衡型，傳動套傳動 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 ④ B104型 ?? 內(nèi)裝單端面單彈簧平衡型，傳動套傳動 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 ⑤ 105型 ?? 內(nèi)裝單端面多彈簧非平衡型，傳動螺釘傳動 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 ⑥ B105型 ?? 內(nèi)裝單端面多彈簧平衡型，傳動螺釘傳動 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 ⑦ 114?? 外裝單端面單彈簧過平衡型，撥叉?zhèn)鲃? 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 上述七種基本形式機械密封的使用參數(shù)范圍見表 38 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 （ 2）耐堿泵用機械密封（ JB/T 7371— 1994） 167（ I105）型 ?? 雙端面、多彈簧、非平衡 型 168型 ?? 外裝、單端面、單彈簧、聚四氟乙烯波紋管 式 169型 ?? 外裝、單端面、多彈簧、聚四氟乙烯波紋管 式 工作參數(shù) 為：密封介質(zhì)壓力 0～ ；密封介質(zhì)溫度不高于 130℃ ；轉(zhuǎn)速不大于 3000r/min；軸徑 167型為 28～ 85mm，168型為 30～ 45mm， 169型為 30～ 60mm；介質(zhì)為氫氧化鈉、氫氧化鉀、碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸鈣、碳酸鉀等堿性液體，其中苛性堿濃度不大于 42％，固相顆粒含量小于 20％。 （ 1）石墨。 耐腐蝕性好，抗溶脹、老化。正確合理地選擇各種材料，特別是端面摩擦副材料，對保證機械密封工作的穩(wěn)定性，延長其使用壽命、降低成本等有著重要意義。如圖（ a） 所示，壓縮率為 ， 一般取 6%?10%。 窄系列 一般用于摩擦副材料摩擦性能較差的情況，如硬質(zhì)合金 /硬質(zhì)合金、青銅 /硬質(zhì)合金，以及飽和蒸氣壓高，易于揮發(fā)的密封介質(zhì)，顆粒介質(zhì)。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 二、主要零件尺寸確定 1. 密封環(huán)的主要尺寸 密封環(huán)的主要尺寸有密封端面寬度 b、端面內(nèi)直徑 d外直徑 d2，以及窄環(huán)高度 h和密封環(huán)與軸配合間隙。結(jié)構(gòu)簡單，傳熱好，但不能吸收腔體振動。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 靜環(huán)一般由腔體支承。傳動套傳動包括帶凹槽（亦稱耳環(huán)）的套結(jié)構(gòu)和帶柱銷的套結(jié)構(gòu)，后者的傳動套厚度比前者要厚一些，以便過盈鑲配柱銷。它既有橡膠 O形圈所具有的低壓縮永久變形性能，又具有氟塑料特有的耐熱、耐寒、耐油、耐磨、耐天候老化、耐化學介質(zhì)腐蝕等特性，可替代部分傳統(tǒng)的橡膠 O形圈，廣泛應用于 60～ 200℃ 溫度范圍內(nèi)，除鹵化物、熔融堿金屬、氟碳化合物外各種介質(zhì)的密封場合。輔助密封元件有兩類：徑向接觸式輔助密封與波紋管輔助密封。 上述各種結(jié)構(gòu)中，形式（ d）是國內(nèi)目前采用最普遍的一種。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 一、主要零件的結(jié)構(gòu)形式 （一）密封環(huán) 密封環(huán)包括動環(huán)和靜環(huán)，它們是機械密封中最主要的零件，其性能好壞直接關(guān)系到密封效果和壽命。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 四、機械密封的主要性能參數(shù) （六）使用壽命 ? 機械密封的使用壽命是指機械密封從開始工作到失效累積運行的時間。 ? 為了保證密封具有足夠壽命，密封面應處于良好的潤滑狀態(tài)。 化學工業(yè)出版社 2022/2/2 pcv值 工作 pcv值是端面比壓 pc與密封端面平均線速度 v的乘積，表征密封端面實際工作狀態(tài)。 波紋管的有效直徑 de與波紋管的工作狀態(tài)、波形、波數(shù)及材料等到有關(guān)，可近似按下列公式計算： 矩形波 （如車制的聚四氟乙烯波紋管）為 鋸齒形波 （如焊接金屬波紋管）為 U形波 （如擠壓成型的金屬波紋管）為 ? ?2o2ie 21 ddd ??? ?2o2i2o2ie 31 ddddd ???? ?2o2i2o2ie 23381 ddddd ???化學工業(yè)出版社 2022/2/2 四、機械密封的主要性能參數(shù) （二）端面摩擦熱及功率消耗 機械密封的功率消耗包括密封端面的摩擦功率 Nf和旋轉(zhuǎn)組件對流體的攪拌功率 Ns。 對于 普通機械密封 而言，液膜太厚顯然密封性能變差，而干摩擦會引起劇烈磨損，造成早期失效，考慮到密封性能以及摩擦、磨損特性，機械密封端面的最佳摩擦狀態(tài)應該是混合摩擦狀態(tài)，如密封性能要求很高，則應該是邊界摩擦狀態(tài)。但流體液膜越厚，泄漏量越大，因此減少摩擦和磨損必須付出泄漏量增大的代價。 在完全流體摩擦狀態(tài)下， 潤滑劑的動力黏度影