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機械密封工作原理

一、機械密封的基本概念

機械密封是指由至少一對垂直于旋轉軸線的端面在流體壓力和補償機構彈力(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成的防止流體泄漏的裝置。補償環的輔助密封為金屬波紋管的稱為波紋管機械密封。


二、機械密封的組成

機械密封主要有以下四類部件組成。

1、主要密封件:動環和靜環。

2、輔助密封件:密封圈。

3、壓緊件:彈簧、推環。

4、傳動件:彈箕座及鍵或固定螺。


三、機械密封工作應注意問題

1、安裝時注意事項

a、要十分注意避免安裝中所產生的安裝偏差

(1)上緊壓蓋應在聯軸器找正后進行,螺栓應均勻上支,防止壓蓋端面偏斜,用塞尺檢查各點,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,用塞尺檢查各點允差不大于0.01毫米。

b、彈簧壓縮量要按規定進行,不允許有過大或過小現象,要求誤差2.00毫米。過大會增加端面比壓,另速端面磨損。過小會造成比壓不足而不能起到密封作用。

c、動環安裝后要保證能在軸上靈活移動,將動環壓向彈簧后應能自動彈回來。

2、拆卸時注意事項

a、在拆卸機械密封時要仔細,嚴禁動用手錘和扁鏟,以免損壞密封元件??勺鲆粚︿摻z勾子,在對自負盈虧方向伸入傳動座缺口處,將密封裝置拉出。如果結垢拆卸不下時,應清洗干凈后再進行拆卸。

b、如果在泵兩端都用機械密封時,在裝配,拆卸過程中互相照顧,防止顧此失彼。

c、對運行過的機械密封,凡有壓蓋松動使密封發生移動的情況,則動靜環零件必須更換,不應重新上緊繼續使用.因為在之樣楹動后,摩擦副原來運轉軌跡會發生變動,接觸面的密封性就很容易遭到破壞。


四、機封正常運行和維護問題

1、啟動前的準備工作及注意事項

(1)全面檢查機械密封,以及附屬裝置和管線安裝是否齊全,是否符合技術要求。

(2)機械密封啟動前進行靜壓試驗,檢查機械密封是否有泄漏現象。若泄漏較多,應查清原因設法消除。如仍無效,

應拆卸檢查并重新安裝。一般靜壓試驗壓力用2~3公斤/平方厘米。

(3)按泵旋向盤車,檢查是否輕快均勻。如盤車吃力或不動時,則應檢查裝配尺寸是否錯誤,安裝是否合理。

2、安裝與停運

(1)啟動前應保持密封腔內充滿液體。對于輸送凝固的介質時,應用蒸氣將密封腔加熱使介質熔化。啟動前必須盤車,以防止突然啟動而造成軟環碎裂。

(2)對于利用泵外封油系統的機械密封,應先啟動封油系統。停車后最后停止封油系統。

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

3、運轉

(1)泵啟動后若有輕微泄漏現象,應觀察一段時間。如連續運行4小時,泄漏量仍不減小,則應停泵檢查。

(2)泵的操作壓力應平穩,壓力波動不大于1公斤/平方厘米。

(3)泵在運轉中,應避免發生抽空現象,以免造成密封面干摩擦及密封破壞。

(4)密封情況要經常檢查。運轉中,當其泄漏超過標準時,重質油不大于5滴/分,輕質油不大于10/分,如2-3日內仍無好轉趨勢,則應停泵栓查密封裝置。


五、機械密封結構與檢修

1.結構

一般由動環、靜環、動環密封圈、靜環密封圈、彈簧、彈簧座、緊定螺釘、防轉銷等組成。機械密封一般有四個密封點。

2.原理 

機械密封工作時,由密封流體的壓力和彈性元件的彈力等引起的軸向力使動環和靜環互相貼合并相對運動,由于兩個密封端面的緊密配合,使密封端面之間的交界(密封界面)形成一微小間隙,當有壓介質通過此間隙時,形成極薄的液膜,產生阻力,阻止介質泄漏,同時液膜又使得端面得以潤滑,獲得長期密封效果。

3.分類

(1)按密封的主機:泵用機械密封、釜用機械密封、壓縮機用機械密封等;

(2)按不同工作參數,分為高溫、中溫、低溫、高壓、中壓、低壓、高速、重型等等;

(3)按結構形式分為:平衡型和非平衡型、單端面和雙端面機械密封等。

4.安裝

(1)準備工作

①檢查軸與軸套的徑向跳動、表面粗糙度、外徑公差、軸的竄動等是否滿足精度要求;

②檢查機械密封的型號、規格是否與要求相符。各零件是否完好,密封圈尺寸是否合適,動環和靜環的表面是否光滑平整。若有缺陷必須更換或修復。

③用干凈的汽油對機械密封的零件進行清洗,然后擦干,注意保護密封面;

④安裝機械密封時,先從說明書上查到彈簧的工作長度,然后用卡尺量得彈簧的自由長度即可得彈簧的壓縮量,安裝中應保證彈簧的壓縮量的偏差不大于1mm。

(2)檢查與測量

①動環的浮動性,要求動環與軸有一定的間隙,保證間隙為0.3-0.7mm。

②固定環是否偏心  泵用機械密封中,固定環(彈簧座)與軸采用滑動配合,間隙量很小。若間隙較大,固定環就會偏心,作用在密封面上的彈簧力不均勻時密封出現時泄時封現象

③動環與靜環貼合面的檢查:檢查時可用90°角尺測量貼合面對軸中心線的偏差。

(3)安裝

首先分別將轉動組件中各件與靜環組件中各件組裝完畢,并做好彈簧的初步預緊;然后完成動環組件在軸上的安裝和靜環組件在壓蓋內的安裝,初步測量動環密封端面至密封腔端面的距離,與靜環密封面至端蓋端面的距離,兩者之差即為機械密封的彈簧預壓縮量,并組裝好軸承;對照技術要求的壓縮量,參照實測的壓縮量,將壓縮量調整合適,將壓蓋緊固。

安裝過程中應保持密封的清潔和完整,不允許用工具敲打密封元件,以防止密封被損害。機械密封安裝在軸上后,用手推動動環應有彈性及順利之感,然后在密封面上加些機油,將端蓋均勻壓緊,不得壓偏。

(4)檢查與試壓

安裝完畢后,用手盤車,應保證轉動靈活,并有一定的浮動性。對重要設備的機械密封必須進行靜壓試驗和動壓試驗,試驗合格后,方可投入正式使用。

5.運轉

(1)啟動前的注意事項:輔助裝置、冷卻系統是否安裝無誤;應清洗管線以防鐵銹、雜質進入密封腔;用手盤動聯軸器,檢查軸是否輕松運轉。如果盤動很重,應檢查有關配合尺寸是否正確,設法找出原因并排除故障。

(2)試運行和正常運轉:首先啟動液封系統、冷卻水系統,使密封腔內充滿介質,然后啟動主密封進行試運轉。如果一開始發現有微量泄漏,但過1-3h后逐漸減少,為正常磨合過程。如果泄漏量不減少應停車檢查;如果機械密封發熱、發煙,一般為彈簧比壓過大,可適當降低彈簧壓力。經試運轉合格后,可轉入操作條件下的正常運轉。升溫、升壓過程應緩慢,并密切注視有無異?,F象發生。

6.停車

應先停主機,再停輔助系統和冷卻水系統。停車時間較長時,應將主機內的介質放凈。

7.維護

(1)要注意有無機械密封零件本身松動而泄漏或是由于雜質進入端面造成發熱及一些不正常的聲音;防止干摩擦;間歇運行的機械,注意停車后介質干燥形成結晶或溫度降低析出結晶,啟動時,采取加溫或沖洗措施,防止端面劃傷。

(2)觀察沖洗、冷卻等輔助裝置及儀表是否正常工作;

(3)注意機器運行中有無異?,F象,如振動或軸承損壞,都將影響機械密封的使用。

8.檢修

(1)對拆卸工作的要求:

①拆卸前應熟悉機械密封的有關資料、圖紙及其類型結構;

②做好準備工作,準備必要的設施和工具,并做好安全防護工作;

③有順序的拆卸,并做好標記,以便于重新組裝;便拆卸邊觀察,分析查找造成泄漏的原因;

④拆下的舊件應保管一段時間后再處理。在無資料或資料不全時,可按舊件材質、規格領取新件。

(2)檢修方法

①動靜環表面磨損嚴重或出現裂紋時,更換新件;較淺的劃痕可進行研磨;檢測動靜環端面與軸中心線的垂直度偏差,若超過0.05mm,應調整或修理;

②輔助密封圈和彈簧損壞時應更換新件;選擇彈簧時應選擇端面平行并與中心線垂直,自由高度盡量一致,變形量盡量相等的的;

③調整軸向竄動量到規定范圍;

④檢查軸或軸套是否磨損,如有磨損應及時進行補焊、熱處理及機加工。


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