机械密封.docx

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机械密封

机械密封

一、定义：

由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下，保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。

所属学科：

机械工程（一级学科）；机械零件（二级学科）；机械密封（三级学科）

本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

二、百科名片

三、机械密封

引机械密封（mechanicalseal）是指由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用下以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。

弹力加载机构与辅助密封是金属性纹管的机械密封我们称为金属波纹管密封。

在轻型密封中，还有使用橡胶波纹管作辅助密封的，橡胶波纹管弹力有限，一般需要辅以弹簧来满足加载弹力。

“机械密封”通常被人们简称为“机封”。

四、机封的精致产品类型

HU1型机械密封

HU3型机械密封

HU5型机械密封

HU7型机械密封

HUU803型机械密封

HBM1型机械密封

HBM5型机械密封

HQ901型机械密封

HQ902型机械密封

HG9型机械密封

HU21型机械密封

HQ3272型机械密封

五、什么是机械密封

　　机械密封是一种旋转机械的油封装置。

比如离心泵、离心机、反应釜和压缩机等设备。

由于传动轴贯穿在设备内外，这样，轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备中的介质通过该间隙向外泄露，如果设备内压力低于大气压，则空气向设备内泄露，因此必须有一个阻止泄露的轴封装置。

轴封的种类很多，由于机械密封具有泄漏量少和寿命长等优点，所以当今世界上机械密封是在这些设备最主要的轴密封方式。

机械密封又叫端面密封，在国家有关标准中是这样定义的：

“由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。

”

六、对机械密封的密封环有哪些要求

　　密封环是动环和静环的总称（下同），是构成机械密封最主要的元件。

密封环在很大程度上决定了机械密封的使用性能和寿命，因此，对它提出了一些要求。

有足够的强度和刚度。

在工作条件下（如压力、温度和滑动速度等）不损坏，变形应尽量的小，工作条件波动时仍能保持密封性。

密封端面应有足够的硬度和耐腐蚀性。

以保证工作条件下有满意的使用寿命。

密封环应有良好的耐热冲击能力。

　　为此，要求材料有较高的导热系数和较小的线膨胀系数，承受热冲击时不至于开裂。

应有较小的摩擦系数和良好的自润滑性，密封环匹配应有较小的摩擦系数和良好的自润滑性，密封环材料与密封流体还要有很好的浸润性。

工作中如发生短时间的干摩擦，不损伤密封端面。

应力求简单对称并优先考虑用整体型结构，也可采用组合式（如镶装式）密封环，尽量避免用密封端面喷涂式结构。

密封环要容易加工制造，安装和维修要方便，价格要低廉。

七、机封工作应注意问题

1、安装时注意事项

　　a.要十分注意避免安装中所产生的安装偏差

（1）上紧压盖应在联轴器找正后进行，螺栓应均匀上支，防止压盖端面偏斜，用塞尺检查各点，其误差不大于0.05毫米。

（2）检查压盖与轴或轴套外径的配合间隙（即同心度），四周要均匀，用塞尺检查各点允差不大于0.01毫米。

　　b.弹簧压缩量要按规定进行，不允许有过大或过小现象，要求误差2.00毫米。

过大会增加端面比压，加速端面磨损。

过小会造成比压不足而不能起到密封作用。

　　c.动环安装后，将动环压向弹簧后应能自动弹回来。

2、拆卸时注意事项

　　a.在安装、拆卸机械密封时要仔细，严禁动用手锤和扁铲，以免损坏密封元件。

如果结垢拆卸不下时，应清洗干净后再进行拆卸。

　　b.如果在泵两端都用机械密封时，在装配，拆卸过程中互相照顾，防止顾此失彼。

　　c.对运行过的机械密封，凡有压盖松动使密封发生移动的情况，则动静环零件必须更换，不应重新上紧继续使用。

因为松动后摩擦副原来运转轨迹会发生变动，接触面的密封性就很容易遭到破坏。

八、机封正常运行和维护问题

1、启动前的准备工作及注意事项

　　a.全面检查机械密封，以及附属装置和管线安装是否齐全，是否符合技术要求。

　　b.机械密封启动前进行静压试验，检查机械密封是否有泄漏现象。

若泄漏较多，应查清原因设法消除。

如仍无效，则应拆卸检查并重新安装。

一般静压试验压力用2~3公斤/平方厘米。

　　c.按泵旋向盘车，检查是否轻快均匀。

如盘车吃力或不动时，则应检查装配尺寸是否错误，安装是否合理。

2、安装与停运

　　a.启动前应保持密封腔内充满液体。

对于输送凝固的介质时，应用蒸气将密封腔加热使介质熔化。

启动前必须盘车，以防止突然启动而造成软环碎裂。

　　b.对于利用泵外封油系统的机械密封，应先启动封油系统。

停车后最后停止封油系统。

　　c.热油泵停运后不能马上停止封油腔及端面密封的冷却水，应待端面密封处油温降到80度以下时，才可以停止冷却水，以免损坏密封零件。

3、运转

　　a.泵启动后若有轻微泄漏现象，应观察一段时间。

如连续运行4小时，泄漏量仍不减小，则应停泵检查。

　　b.泵的操作压力应平稳，压力波动不大于1公斤/平方厘米。

　　c.泵在运转中，应避免发生抽空现象，以免造成密封面干摩擦及密封破坏。

　　d.密封情况要经常检查。

运转中，当其泄漏超过标准时，重质油不大于5滴/分，轻质油不大于10滴/分，如2-3日内仍无好转趋势，则应停泵栓查密封装置。

九、机械密封的精致产品类型

规格

型号

简介

磨擦副材质与辅助密封材质

被密封介质

密封腔压力

密封腔温度

线速度

HU1

符合ISO3096DIN24960和GB6556标准。

辅助密封卷根据工况要求可选用同规格橡胶“O”圈PTFE“V”圈。

单弹簧、非平衡型拨叉传动、补偿能力强，安装时与轴旋向无关

可根据实际工况选用

油水、结晶性强碱、盐、高溶度流体、浆料、有机溶剂及其他弱腐蚀溶液

≤1Mpa

-20℃~220℃

≤15m/s

HU3

符合DIN24960及GB/T6556-94标准，可替代116U、59U型机封、为非平衡型、单端面结构、任意旋向。

各种污水泵、化工泵、热循环泵均适用。

弹簧选择有：

蝶形弹簧、多弹簧等

同上

油、水、酸、碱、盐等一般腐蚀性介质

≤1.6Mpa

-50℃~220℃

≤20m/s

HU5

符合DIN24960标准，背靠背安装亦符合DIN24960标准双端面机械密封，属于部分平衡型、橡胶波纹管，单弹簧、单端面结构，动环靠橡胶波纹管的过盈量驱动，浮动性好，弹簧也起传递扭矩作用

同上

含颗粒的废水、油、污水

≤1.6Mpa

-20℃~140℃

≤10m/s

HU7

符合DIN24960及GB/T6556-94标准，可替代108U型机封，非平衡、圆锥形弹簧结构，弹簧的旋向与轴旋向有关

同上

污水泵、潜水泵、化工泵、循环泵、清水泵和加热系统

≤1Mpa

-20℃~180℃

≤15m/s

HUU803

符合DIN24960及GB/T6556-94标准，为非平衡型，多弹簧结构双端面，传动套传动。

密封腔压力必须高于介质压力0.1-0.2Mpa

同上

酸、碱、盐、海水、汽体易燃易爆有毒介质

≤1.6Mpa

-50℃~150℃

≤20m/s

HBM1

符合DIN24960标准，为单端面、平衡型、任意旋向金属波纹管式密封，动环O形圈、柔性石墨圈不起补偿作用，因此波纹管移动没有阻力，适用于高温、高粘度介质

同上

油、酸、碱等一般腐蚀液体

当波纹管受外压时≤2.5Mpa

当波纹管受内压时≤1.5Mpa

-20℃~400℃

≤15m/s

HBM5

属单端面、平衡型、旋转式金属波纹管机械密封，动环部分与轴套连为一整体，整套机械密封集装化，简化了安装工艺，泵外调整，使得安装机械密封更为简单。

在化工、造纸、污水等行业中广泛使用

同上

油、水、污水、弱酸、弱碱及含少量微颗粒的溶液等

≤2Mpa

-30℃~200℃

≤25m/s

HQ901

属外装式、单端面、多弹簧、静止式、平衡型结构、弹簧与介质不接触，轴向尺寸较短。

可代替骨架油封，集装化设计，简化安装工艺，安装更为简单方便。

　　b、磨擦副材质与辅助密封材质请根据实际工况选用

同上

油、水等液体

≤1.6Mpa

-20℃~160℃

≤20m/s

HQ902

为单端面、平衡型、多弹簧、静止式机械密封。

弹簧与介质不接触，集装化设计，使得安装更为简单

同上

油、水、污水、酸、碱溶液

≤1.6Mpa

-20℃~160℃

≤20m/s

HG9

属于单端面，非平衡橡胶波纹管结构，HG9型机械密封其G60符合DIN24960标准、G50符合欧洲标准，G55符合美国标准，其浮动调节性能好，可以增强或减少弹簧的圈数，来适应轴向安装要求，结构简单，安装方便，工作性能良好，被国际权威水泵厂认可，深受用户的欢迎

同上

冷水、热水、饮料、弱酸弱碱、含颗粒物的各种介质

≤0.8Mpa

-20℃~140℃

≤10m/s

HU21

主要面对各种管道泵、污水泵、清水泵、潜水泵等工况下很恶劣的介质，其安装尺寸短，平衡系数高，可代替多种轻型机械密封：

克兰502、2100，博格曼MG1，国产109，BIA、FBD等机械密封，其传动依靠橡胶带动卡片，拨叉传动，有效避免了橡胶波纹管的失效及老化速度

同上

油、水、等一般腐蚀性液体

≤0.6Mpa

-40℃~120℃

≤15m/s

HQ3272

主要用于各种进口多级泵,用于各种水处理工况,其紧密的设计和短小的外观尺寸使其可以使用在任何工况,并且安装方便,操作简单

同上

油、水、污水、酸、碱溶液

≤1.6Mpa

-20℃~160℃

≤20m/s

十、机械密封与软填料密封比较，有如下

1、优点：

　　①密封可靠在长周期的运行中，密封状态很稳定，泄漏量很小，按粗略统计，其泄漏量一般仅为软填料密封的1/100；

　　②使用寿命长在油、水类介质中一般可达1～2年或更长时间，在化工介质中通常也能达半年以上；

　　③摩擦功率消耗小机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的10%～50%；

　　④轴或轴套基本上不受摩损；

　　⑤维修周期长端面磨损后可自动补偿，一般情况下，毋需经常性的维修；

　　⑥抗振性好对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感；

　　⑦适用范围广机械密封能用于低温、高温、真空、高压、不同转速，以及各种腐蚀性介质和含磨粒介质等的密封。

　　⑧对现今许多工厂的“零泄漏”需要，盘根无法达到此要求；根本适应范围广，随意性更大，但对于在工厂，经常更换或维护将对工厂造成很大损失。

　2、缺点：

　　①结构较复杂，对制造加工要求高；

　　②安装与更换比较麻烦，并要求工人有一定的安装技术水平；

　　③发生偶然性事故时，处理较困难；

　　④一次性投资高。

十一、机械密封行业常用英语汇总

　　1.sealingring--密封环

　　2.sealface--密封端面

　　3.sealinterface--密封界面

　　4.rotatingring--动环/旋转环

　　5.stationaryring--静环/静止环

　　6.compensatedring--补偿环

　　7.un-compensatedring--非补偿环

　　8.sealhead--补偿环组件

　　9.primaryseal--主密封

　　10.secondaryseal--副密封

　　11.auxiliaryseal--辅助密封

　　12.auxiliarysealring--辅助密封圈

　　13.bellows--波纹管

　　14.pushingoutring--撑环

　　15.back-upring--挡圈

　　16.compensatedringadaptor--补偿环座

　　17.un-compensatedringadaptor--非补偿环座

　　18.springadaptor--弹簧座

　　19.sealadaptor--波纹管座

　　20.retainer--传动座

　　21.drivingscrew--传动螺钉

　　22.setscrew--紧定螺钉

　　23.snapring--卡环

　　24.clampring--夹紧环

　　25.anti-rotatingpin--防转销

　　26.annularsealspace--密封腔

　　27.sealchamber--密封腔体

　　28.endcover--密封端盖

　　29.elasticcomponent--弹性元件

　　30.apairoffrictioncomponents--摩擦副

　　31.innercirculation--内循环

　　32.outercirculation--外循环

　　33,selfcirculation--自循环

　　34.flush--冲洗

　　35.flushfluid--冲洗流体

　　36.quench--阻封

　　37.quenchfluid--阻封流体

　　38.bufferfluid--隔离流体

　　39.temperatureadjustablefluid--调温流体

　　40.coolant--冷却流体

　　41.heatingfluid--加热流体

　　42.sealedmedium--被密封介质

　　43.sealant--密封流体

　　44.pv--pv值（密封流体压力P与密封端面平均滑动速度V的乘积）

　　45.limitingpv--密封达到失效时的PV值.它表示密封的水平

　　46.workingpv--极限PV值除以安全系数

　　47.PcV--端面比压Pc与密封端面平均滑动速度V的乘积

　　48.limitingPcV--密封达到失效时的PcV值.它表示密封材料的工作能力

　　49.workingPcV--许用PcV值.极限PcV值除以安全系数

　　50.leakagerate--泄漏量

　　51.runout--跳动

　　52.wearrate--磨损率

　　53.operatinglife--工作寿命

　　54.operatingperiod--使用期

　　55.abortivefailure--早期失效

　　56.Operatinglimits:

工作参数

　　57.Speed/velocity:

转速

　　58.Combinationofmaterial:

材料组合

　　59.Haltedring:

弹簧挡圈

　　60.Bellows:

波纹管

　　61.Retainer:

传动套，传动座

　　62.Drivering:

压圈

　　63.Cupgasket:

静环套

　　64.Springretainer:

弹簧座

　　65.O-ring:

O形圈

　　66.Tensionspring:

拉簧

　　67.Stationaryseat:

静环形式/静环基座

　　68.Rotaryseat:

动环座

　　69.Drivescrew:

传动螺钉

　　70.Wavespring/Bellowspring:

波形弹簧

　　71.Rotaryo-ring:

动环O形圈

　　72.Stationaryo-ring:

静环O形圈

　　73.Collar:

定位套

　　74.Snapring/clampring:

卡环

　　75.Disc/thrustring:

止推环

　　76.Wedgering:

楔形环

　　77.Matingring:

静止环/静环

　　78.Primaryring:

动止环/动环

　　79.Inventory:

存货

　　80.Agitator:

搅拌器

　　81.Cryogenics:

低温学

　　82.Mixer:

搅拌机

　　83.Refinery:

炼油

　　84.Petrochemical:

石化

　　85.Pulp:

纸浆

　　86.Paramecia:

配药

　　87.Desalination:

脱盐

　　88.Wastewater:

污水

　　89.Impeller:

叶轮

　　90.Fit:

安装

　　91.Lead:

石墨，铅

　　92.Edge:

边缘

　　93.Grade:

等级

　　94.Secondarysealingelement:

辅助密封材质

　　95.Hydrostatic:

流体静力学的

　　96.Cross-section:

横截面

　　97.Materialcode:

材料代码

　　98.Sealsize:

密封轴径尺寸

　　99.Assemblynumber:

装配代码

　　100.Sulphuric:

硫酸

　　101.Nitricacid:

销酸

　　102.Phosphoricacid:

磷酸

　　103.Hydrochloric:

盐酸

　　104.PV—pressure/velocity:

压力与转速

　　105.RS—rotatingseat:

动环座

　　106.Multiplier:

增效器

　　107.TC—tungstencarbide:

硬质合金

　　108.Pin:

销

　　109.Engage:

接合,啮合

　　110.Pro剖面/侧面

　　111.Adapter:

适配器

十二、适用范围

　　a、被密封介质∶水、油等一般腐蚀性液体

　　b、密封腔压力∶≤0.8MPa

　　c、密封腔温度∶–20℃～+100℃

　　d、线速度∶≤10m/s

十三、特点

　　真空器件的密封有两种情况，一种是密封件把充满液态介质的某一容器与外部真空空间分割开。

在这种情况下，密封件的主要作用是防止液态介质漏入真空空间。

另一种情况是密封件把真空内腔与外腔分割开，它的作用是保持要求的真空度。

这种情况比较复杂，因为周围气体介质即使稍微漏入真空腔内，也会使其真空度降低。

如果漏入了腐蚀性气体，真空设备就可能损坏。

在很多情况下，真空度和真空空间的洁净，对真空条件下进行的各种工艺过程的质量有决定性的影响。

真空器件所使用的机械密封在结构上并无特殊之处。

对于上述的第一种情况，通常是采用气密性好的金属波纹管型单端面机械密封。

第二种情况则要用双端面机械密封，若使用单端面密封，势必存在密封端面不能获得润滑的问题。