空气弹簧机械密封的结构原理

空气弹簧机械密封的结构原理

本文主要介绍了机械密封结构原理，分析了机械密封失效和泄漏的原因，总结了正确安装和使用机械密封以延长其使用寿命的经验和方法。

1、前言

机械密封（密封件）是在流体压力、补偿机构的弹力（或磁力）的作用下，通过保持至少一对垂直于旋转轴线的端面来防止流体泄漏的装置。辅助密封件，以防止流体泄漏。

机械密封结构（典型结构原理见图1）主要由静环（静环）1、动环（动环）2、弹性元件3、弹簧座4、紧定螺钉5、动环辅助密封环6、静环辅助密封环等部件，防转销7固定在压盖9上，防止静环转动。

2、机械密封失效泄漏原因分析

化工设备使用的机械密封种类很多，型号不一，但主要有五个泄漏点：

①轴套与轴之间的密封；②动环与轴套之间的密封；③动静环之间的密封；④静环与静环座之间的密封；⑤端盖与泵体的密封。机械密封中流体泄漏的可能途径如图1中A、B、C、D四个通道所示。

2.1 动静环端面磨损导致机械密封泄漏

不管是哪种类型的机械密封，其最主要的特点是密封面是一个垂直于旋转轴线的端面，即将极漏的轴向密封改为不易泄漏的端面密封。因此，机械密封失效的主要形式是静环与动环之间的磨损失效。动、静环端面摩擦副主要靠弹簧推力压缩，防止泄漏。动静环压得越紧，泄漏的可能性就越小，但它们之间的摩擦力也会增加。动静环接触端镜面在较大的摩擦作用下会很快磨损，最终不漏气。

2.2 工艺条件不稳定、安装不良导致机械密封泄漏

工艺条件不稳定、安装不良引起的振动、设备抽真空汽化的瞬间切断都会使机械密封动、静环之间的液膜被破坏，使机械密封在“干态”下运行” 没有润滑，密封圈温度迅速升高。有的直接被烧毁，有的在泵恢复正常工作状态后迅速冷却，造成热冲击和破裂。冲洗液和冲洗条件不佳也会引起热冲击，导致密封环出现径向裂纹，加剧动、静环的磨损失效。同时，当石墨环超过使用温度时，其表面会析出晶体空气弹簧动静刚度比调整 机械密封的结构原理、失效分析及寿，温度较高的摩擦副附近会发生碳化。它的颗粒进入摩擦副，使动、静环迅速磨损。

2.3 机械密封的密封圈失效也是密封泄漏的主要原因

动、静环密封件装配歪斜；与密封件配合的轴或轴套表面不够光滑，或配合尺寸太小；密封件与密封介质发生物理或化学反应、腐蚀、变形、老化等，都会导致泄漏。

2.4 装配不当导致机械密封泄漏

机械密封装配前，机械密封部件不干净，部件有磕碰或划伤；集会不到位；弹簧偏压，紧固螺钉未拧紧；拆卸过程中的损坏等，都是造成机械密封过早失效的原因。

2.5 机械密封选择和设计不当引起的机械密封泄漏

由于化工厂工艺介质特性的多样性，机械密封设计选择不当，密封端压力小或大，或密封材料收缩大，都容易造成机械密封失效并造成其泄漏。

3、解决方案

根据以上分析，应采取以下措施和保养方法来延长机械密封的使用寿命。

3.1 弹簧压缩调整

调节弹簧的压缩量就是调节机械密封端面的比压，是关系到密封性能和使用寿命的重要参数，与密封的结构、弹簧的大小有关和介质的压力。端面比压过大空气弹簧动静刚度比调整 机械密封的结构原理、失效分析及寿，会损坏摩擦副；比压太小，容易漏气。一个合适的范围通常由制造商给出，数值一般为3~6kg/cm2。弹簧的自由长度 A、弹簧刚度 K（单元被压缩的载荷）和所需的比压力 P 都是制造商给出的参数。压缩后的大小为B，则P/(AB)=k，得到B=AP/k，这是安装和压缩后弹簧的尺寸。如果安装后弹簧尺寸过大，可在弹簧座和弹簧之间增加调节垫的厚度。如果尺寸太小，调整厚度会减少。调整垫的厚度用千分尺测量。

3.2 动环密封严密

动环密封圈过紧是有害无益的。首先，它增加了密封环和轴套之间的磨损并过早泄漏。二是增加了动环轴向调整和运动的阻力，在工况变化频繁时不能及时调整；三是弹簧容易因过度疲劳而损坏；四是动环密封变形，影响密封效果。为保证动环的浮动，其内径比轴径大0.5～1mm，以补偿轴的振动和挠度，但间隙不宜过大，否则会造成动环密封卡死。破坏机械密封的机械性能。

3.3静环密封严密

静环密封圈基本处于静止状态，相对紧的密封效果会更好，但过紧会导致：一是静环密封变形过大，影响密封效果；其次空气弹簧动静刚度比调整，静环材料多为石墨，一般较脆。用力过大很容易造成断裂；第三，安装拆卸困难，很容易损坏静环。因此，静环的内径一般比轴径大1~2mm空气弹簧动静刚度比调整，密封环的密封性要在涂上润滑剂后用双手用力压入。手可以轻按就太松，不能用力就太紧。

3.4 密封新旧更换

相对而言，使用新机械密封的效果比旧机械密封好，但新机械密封的质量或材料选择不当，配合尺寸误差大，会影响密封效果。在聚合和深渗透介质中，如果静环没有过度磨损（当密封面出现裂纹、拐角、划痕、麻点、飞边和偏磨损时，称为过度磨损），最好不要更换。由于静环在静环座内长时间处于静止状态，聚合物和杂质沉积为一个整体，具有较好的密封效果。

3.5 拆装维修

一旦机械密封泄漏，不要急于拆卸和修理。有时密封可能不会损坏。只需调整工作条件或适当调整密封即可消除泄漏。如调整弹簧的压缩量，消除运行设备的振动，清除使弹簧失去弹性的水垢，动静环摩擦副上的水垢等。这不仅避免了浪费，解决了实际问题，也验证了自己的故障判断能力，积累了维修经验，提高了维修质量。

3.6 安装

机械密封是精密零件，对制造和安装精度的要求非常严格。装配不当会影响密封性能，缩短使用寿命。

  3.7 集装式机械密封的安装

对于集装式机械密封，出厂前已对机械密封压缩进行了调整空气弹簧动静刚度比调整，并进行了机械操作试验。因此，在我们现场安装时，不允许拆卸机械密封或重新调整机械密封的压缩量。

3.8 波纹管机械密封的安装

对于波纹管机械密封，安装前先用煤油检查波纹管的泄漏情况，确认波纹管完好无泄漏后再安装波纹管。同时，由于波纹管机械密封的波纹管容易损坏，安装过程中一定要小心。

 

       3.9 严格的工艺操作和工艺指标控制

在调节流量和启停泵时，避免了喘振、泵抽空、冲洗液断流等现象。过滤密封介质中的杂质，合理采用自平衡冲洗或外强制循环冲洗，改善冲洗和冷却条件，同时加大冲洗系统节流孔的孔径，增加冲洗液量，保证冲洗液的稳定充足供应，改善机械密封的润滑和散热，防止机械密封因过热而烧焦、开裂、开裂、结晶析出，延长机械密封的使用寿命。

3.10 机械密封的选择

选用机械密封时，必须向机械密封生产厂家提供详细的工艺参数和设备运行的技术要求空气弹簧动静刚度比调整 机械密封的结构原理、失效分析及寿，以免因选用的机械密封不适合现场工况而降低其使用寿命。

4。结论

综上所述，只要严格按照机械密封的技术要求进行安装、维护和使用，不仅可以达到良好的密封效果，而且可以大大延长机械密封的使用寿命。