机械化工冶金机泵中的机械密封原理、材料、型号选择及型号比较

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机械密封概述

机械密封件属于精密、结构较为复杂的机械基础元件之一,是各种泵类、反应合成釜、透平压缩机、潜水电机等设备的关键部件。机械密封件的密封性能和使用寿命取决于许多因素,如选型、机器的精度、正确的安装使用等。

一、选型方法   

机械密封按工作条件和介质性质的不同,有耐高温、耐低温机械密封,耐高压、耐腐蚀机械密封,耐颗粒介质机械密封和适应易汽化的轻质烃介质的机械密封等,应根据不同的用处选取不同结构型式和材料。每一种机械密封,只有用于规定的范围内才能有效地发挥作用。选型不当,则会使密封性能显著降低,寿命缩短,甚至失效。

机械化工冶金机泵中的机械密封原理、材料、型号选择及型号比较


机械密封的工作原理

机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力(或磁力)作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。

机械密封常用材料的选用

清水;常温;(动)9Cr18,1Cr13堆焊钴铬钨,铸铁;(静)浸树脂石墨,青铜,酚醛塑料。

河水(含泥沙);常温;(动)碳化钨,(静)碳化钨

海水;常温;(动)碳化钨,1Cr13堆焊钴铬钨,铸铁;(静)浸树脂石墨,碳化钨,金属陶瓷;

过热水100度;(动)碳化钨,1Cr13堆焊钴铬钨,铸铁;(静)浸树脂石墨,碳化钨,金属陶瓷;

汽油,润滑油,液态烃;常温;(动)碳化钨,1Cr13堆焊钴铬钨,铸铁;(静)浸树脂或锡锑合金石墨,酚醛塑料。

汽油,润滑油,液态烃;100度;(动)碳化钨,1Cr13堆焊钴铬钨;(静)浸青铜或树脂石墨。

汽油,润滑油,液态烃;含颗粒;(动)碳化钨;(静)碳化钨。

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密封材料的种类及用途

密封材料应满足密封功能的要求。由于被密封的介质不同,以及设备的工作条件不同,要求密封材料的具有不同的适应性。对密封材料的要求一般是:

1)材料致密性好,不易泄露介质;

2)有适当的机械强度和硬度;

3)压缩性和回弹性好,永久变形小;

4)高温下不软化,不分解,低温下不硬化,不脆裂;

5)抗腐蚀性能好,在酸,碱,油等介质中能长期工作,其体积和硬度变化小,且不粘附在金属表面上;

6)摩擦系数小,耐磨性好;

7)具有与密封面结合的柔软性;

8)耐老化性好,经久耐用;

9)加工制造方便,价格便宜,取材容易。

橡胶是最常用的密封材料。除橡胶外,适合于做密封材料的还有石墨等,聚四氟乙烯以及各种密封胶等。

机械化工冶金机泵中的机械密封原理、材料、型号选择及型号比较

选型的主要参数如下

一、密封腔介质压力P

介质润滑性好,粘度较高时,P≤0.8MPa选用非平衡型。 介质润滑性差,粘度低时,P≥0.5Mpa

二、线速度V

V≤25m/s选用旋转型。 V≥25m/s时选用静止型。

三、PV值

PV值涉及到密封面之间流体膜的稳定性(汽化)和磨擦副的耐磨性。 PV极限值举例:

端面组合材料

介质

非平衡型

平衡型

钴铬钨合金/石墨

2

7

碳化钨/石墨

9

35.5

碳化硅/石墨

35.5

142

碳化硅/碳化钨

7

26.6

碳化钨/碳化钨

2

9

四、密封介质温度T

在没有外冷条件下,机械密封的最高温度一般取决于辅助密封材料的安全使用温度.见下表:

材料

安全使用温度

备注

丁睛橡胶(NBR)

-30~100

超过安全使用温度请使用金属波纹管机械密封

硅橡胶(MVQ)

-40~200

乙丙橡胶(EPR)

-10~160

氟橡胶(FPM)

-30~180

聚四氟乙烯(PTFE)

-100~220

五、介质的特殊性。

1、粘度:低粘度介质易干磨擦宜选用平衡型。高粘度介质,宜采用强制传动结构。

2、腐蚀和化学溶剂: a、强腐蚀宜用外装式的四氟波纹管密封。

b、辅助密封在不同化学介质中的适用表如下:

材料

用途

丁腈橡胶(NBR)

矿物油、汽油、挥发油、碳酸钾、氢氧化钾、水、磷酸等

硅橡胶(MVQ)

丁醇、低溶胀性矿物油、弱酸、弱碱、氨水等

乙丙橡胶(EPR)

丙酮、碱、二氧化硫、重铬酸钾、过氧化氢、氨水等

氟橡胶(FPM)

热油、蒸汽、无机酸、丁醇、氯族溶剂等

氯醇橡胶(FCO)

氟利昂

聚四氟乙烯(PTFE)

酸、碱、溶剂及各种介质

3、含悬浮固体颗粒: 动静环材料宜采用碳化钨/碳化钨,或碳化硅/碳化硅,当颗粒易于阻塞密封腔时,须采用辅助装置经过过滤或分离后的冲冼液,冲洗端面。

4、剧毒或气体介质 : 宜采用双端面机械密封。

机械密封常用型号:

  HU1型

  HU1型机械密封符合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。

  磨擦副材质与辅助密封材质可根据实际工况选用。

  适用范围

  被密封介质: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。

  密封腔压力:≤1Mpa

  密封腔温度:-20℃~220℃

  线速度:≤15m/s

  HU3型

  HU3型机械密封符合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。

  磨擦副材质与辅助密封材质请根据实际工况选用。

  适用范围:

  被密封介质:油、水、酸、碱、盐等一般腐蚀性介质。

  密封腔压力:≤1 .6Mpa

  密封腔温度:-50℃~220℃

  线速度:≤20m/s

  HU5型

  HU5型机械密封符合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。

  磨擦副材质与辅助密封材质请根据实际工况选用。

  适用范围:

  被密封介质:含颗粒的废水、油、污水。

  密封腔压力:≤1.6Mpa

  密封腔温度:-20℃~140℃

  线速度:≤10m/s

  HU7型

  HU7型机械密封符合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。

  磨擦副材质与辅助密封材质可根据实际工况选用。

  适用范围:

  被密封介质:污水泵、潜水泵、化工泵、循环泵、清水泵和加热系统。

  密封腔压力:≤1Mpa

  密封腔温度:-20℃~180℃

  线速度:≤15m/s

  HUU803型

  HUU803型机械密封符合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。

  磨擦副材质与辅助密封材质请根据实际工况选用。

  适用范围:

  被密封介质:酸、碱、盐、海水、汽体易燃易爆有毒介质

  密封腔压力:≤1.6Mpa

  密封腔温度:-50℃~150℃

  线速度:≤20m/s

  HBM1型

  HBM1型机械密封符合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。

  磨擦副材质与辅助密封材质请根据实际工况选用。

  适用范围:

  被密封介质:油、酸、碱等一般腐蚀液体。

  密封腔压力:当波纹管受外压时≤2.5Mpa

  当波纹管受内压时≤1.5Mpa

  密封腔温度:-20℃~400℃

  线速度:≤15m/s

  HBM5型

  HBM5型机械密封属单端面、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。

  磨擦副材质与辅助密封材质请根据实际工况选用。

  适用范围:

  被密封介质:油、水、污水、弱酸、弱碱及含少量微颗粒的溶液等。

  密封腔压力:≤2Mpa

  密封腔温度:-30℃~200℃

  线速度:≤25m/s

  HQ901型

  HQ901型机械密封属外装式、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。

  磨擦副材质与辅助密封材质请根据实际工况选用。

  适用范围:

  被密封介质:油、水等液体。

  密封腔压力:≤1.6Mpa

  密封腔温度:-20℃~160℃

  线速度:≤20m/s

  HQ902型

  HQ902型机械密封为单端面、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。

  磨擦副材质与辅助密封材质请根据实际工况选用。

  适用范围:

  被密封介质:油、水、污水、酸、碱溶液。

  密封腔压力:≤1.6Mpa

  密封腔温度:-20℃~160℃

  线速度:≤20m/s

  HG9型

  HG9型机械密封属于单端面,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。

  磨擦副材质与辅助密封材质请根据实际工况条件进行选用。

  适用范围:

  被密封介质:冷水、热水、饮料、弱酸弱碱、含颗粒物的各种介质。

  密封腔压力:≤0.8Mpa

  密封腔温度:-20℃~140℃

  线速度:≤10m/s

  HU21型

  HU21型机械密封,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。

  适用范围:

  被密封介质:油、水、等一般腐蚀性液体。

  密封腔压力:≤0.6Mpa

  密封腔温度:-40℃~120℃

  线速度:≤15m/s

  HQ3272型

  HQ3272型机械密封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。

  适用范围:

  被密封介质:油、水、污水、酸、碱溶液。

  密封腔压力:≤1.6Mpa

  密封腔温度:-20℃~160℃

  线速度:≤20m/s

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