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7种机械设计制造中常用的动密封形式,知道3种就是行家了

7种机械设计制造中常用的动密封形式,知道3种就是行家了 数控机床与金属加工展MWCS
2019-05-30
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导读

本文系统梳理了七种常见的机械动密封形式,包括填料密封、机械密封、干气密封、迷宫密封、油封密封、动力密封和螺旋密封,详细解析其结构特点、适用场景及技术优势,帮助读者全面掌握动设备密封的关键知识。

一、填料密封

填料密封按结构可分为软填料密封、硬填料密封和成型填料密封三类。

1、软填料密封

软填料通常以盘根形式存在,由柔软线状物编织而成,填充于密封腔体内。通过压盖施加压力,使填料紧贴轴表面与密封腔,形成径向密封力,实现密封效果。

软填料适用场合:材料选择需考虑介质温度、压力、酸碱度以及设备表面粗糙度、偏心度和线速度等因素。

石墨盘根耐高温高压,适用于高温高压工况,具有优异的耐腐蚀性和稳定的密封性能。

芳纶盘根为高强度有机纤维材料,经聚四氟乙烯乳液浸渍处理,具备良好耐磨与润滑性能。

聚四氟乙烯盘根由纯PTFE原料制成,广泛应用于食品、制药、造纸等高清洁度或强腐蚀性介质环境中的阀门与泵类设备。

2、硬填料密封

硬填料密封分为开口环和分瓣环两种类型,常用于高压、高温或大直径轴的密封场合。

二、机械密封

机械密封又称端面密封,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)作用下保持贴合并相对滑动,配合辅助密封件防止流体泄漏。

其主要由旋转部件(动环)与静止部件(静环)组成,两者的接触面构成主密封界面。

三、干气密封

干气密封即“干运转气体密封”,是基于开槽密封技术的新型非接触式轴端密封。

特点:密封性能优良、寿命长、无需密封油系统、功耗低、操作简便、维护成本低。作为无油、免维护的密封方案,已逐步替代浮环密封和迷宫密封,成为石化行业高速离心压缩机轴封的主流选择。

适用场合:适用于允许微量工艺气体泄漏至大气且无危害的工况,如空压机、氮气压缩机等高速流体机械。

四、迷宫密封

迷宫密封在转轴周围设置多个环形密封齿,形成一系列节流间隙与膨胀空腔。介质通过曲折通道时产生节流效应,有效阻滞泄漏。

该密封形式为离心式压缩机级间和轴端的基础密封方式,按结构可分为平滑式、曲折式、阶梯式和蜂窝式四种。

1、平滑式迷宫密封

分为整体式和镶片式两种,结构简单、易于制造,但密封效果相对较差。

2、曲折式迷宫密封

密封齿高低交错排列,配合轴上的凹凸沟槽,将直通间隙变为曲折通道,显著增加流动阻力,提升密封效能。适用于水平剖分型缸体或隔板结构。

3、阶梯式迷宫密封

结构类似平滑式,但密封效果接近曲折式,常用于叶轮盖板和平衡盘部位。

4、蜂窝式迷宫密封

密封齿焊接成蜂窝状,形成复杂膨胀室,密封性能优于常规结构,适用于压差较大的工况,如离心压缩机平衡盘密封。虽制造工艺复杂,但强度高、密封效果好。

五、油封密封

油封密封是一种自紧式唇形密封,结构紧凑、成本低、维护方便,摩擦力矩小。既能防止介质外泄,又能阻止外部灰尘等有害物质侵入,具备一定磨损补偿能力。因不耐高压,多用于低压化工泵。

六、动力密封

依靠副叶轮产生的压头平衡主叶轮出口高压液体,实现运行中密封。停机时副叶轮失效,需配备停车密封装置以防泄漏。该结构简单可靠、寿命长,可实现运转期间滴水不漏,广泛用于输送含杂质介质的化工泵。

七、螺旋密封

属于动力密封的一种,通过在旋转轴或套筒上加工螺旋槽,利用旋转产生的类似泵送作用阻止介质泄漏。密封能力受螺旋角、螺距、齿宽、齿高、作用长度及轴套间隙影响。由于无接触摩擦,使用寿命较长,但受限于结构空间,螺旋长度较短,密封能力有限。在泵降速运行时,密封效果明显下降。

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