过程装备密封技术

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过程装备密封技术Sealing Technology of Process Equipments

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过程机械的动密封

过程机械的动密封 接触密封(1) 软填料密封 (2) 往复轴密封 (3) 旋转轴弹性密封 (4) 机械密封

(3) 气膜密封(4) 液膜密封 (5) 离心密封

(6) 螺旋密封(7) 停车密封 (8) 磁流体密封

非接触转轴密封(1) 间隙密封 (2) 迷宫密封

全封闭密封

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过程机械的动密封

4.1 接触密封4.1.1 软填料密封4.1.1.1 引言 软填料密封：压盖填料(Gland Packing)密封、盘根(Packing)密封。 应用场合 旋转运动：离心泵、真空泵、搅拌机、反应釜。 往复运动：往复泵、往复压缩机的柱塞或活塞杆。 螺旋运动：阀门的阀杆与阀座。 (1) 基本结构 (图4-1) (2) 软填料的分类、材料和结构 分类和结构按功能：阀门用填料、离心泵用填料、往复压缩机用填料。 按材料：橡胶、天然纤维填料、合成纤维填料和金属填料等。 按加工方法：绞合填料、编结填料、叠层填料和模压填料。 其中的编结填料按编织方式又分为：夹心套层式编结填料、发 辫式编结填料、穿心式编结填料。(图4-3)

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过程机械的动密封(2) 软填料的分类、材料和结构 基本材料 (表4-1)橡胶：天然橡胶、合成橡胶(NBR、CR、SBR、EPDM); 纤维：矿物类(石棉、柔性石墨); 植物类(棉花、麻); 动物类(皮革、毛发); 合成类(人造丝、各种合成纤维)。 辅助材料：金属、润滑剂、防腐蚀剂

编结填料结构及常见编结填料 4.1.1.2 软填料密封的原理 流体通过软填料密封泄漏的机理分析 (1) 泄漏根本原因： ①存在动力：即压力差、浓度差，或沿泄漏方向有相对运动； ②存在泄漏通道。 (2) 泄漏途径： ① 通过填料与静止件界面的泄漏 ② 通过填料本身的泄漏(渗透泄漏) ③ 通过填料与运动界面之间的泄漏

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过程机械的动密封 4.1.1.2 软填料密封的原理(1) 应力特征

推导过程

a ( x) g exp( x) ri ( x) K1 a ( x) K1 a ( x) exp( x) r o ( x) K 2 a ( x) K 2 a ( x) exp( x)

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过程机械的动密封4.1.1.2 软填料密封的原理 (1) 应力特征

ri ( L) K1 a ( L) exp( L) p r o ( L) K 2 a ( x) exp( L) p a ( L) g exp( L) g p exp(2 L) / K 1

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过程机械的动密封 4.1.1.2 软填料密封的原理(1) 应力特征密封压力轴向分布 压力p

介质压力轴向分布 密封压力不断下降 大气侧

介质侧

位移x

图 软填料密封压力分布 为保证密封，理论上，填料底部的径向压力>密封介质压力。

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过程机械的动密封4.1.1.2 软填料密封的原理 (2) 摩擦力和摩擦力矩 填料轴向微元上的摩擦力dFt为

:

dFt fc d r ( x)dx fc dK g exp( fKx / t )dx 填料与轴的总摩擦力Ft为：

Ft f c Kd g exp( fKx / t )dx0

L

摩擦力矩为：2 Mt Fd t / 2 ( / 2)d t g ( fc / f )[1 exp( fKL / t )]

实际应用时，上式可改写为：

M t pLd 2

对回转轴密封：由Mt产生的功率消耗为：

P nM t / 30

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过程机械的动密封4.1.1.2 软填料密封的原理 (3) 泄漏率 泄漏率计算公式： 允许泄漏率 (2-43)

(4) 磨损与润滑 由于填料径向接触应力沿轴向长度分布的不均 匀，正常装填的填料在压盖处磨损较大，向内逐 渐减小.装填不好，填料和轴在短时间内产生剧 烈磨损。 润滑剂的作用：润滑，带走摩擦热，减少填料 热磨损

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过程机械的动密封4.1.1.3 软填料密封结构的设计

(1) 软填料密封结构的基本要求

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过程机械的动密封4.1.1.3 软填料密封结构的设计

(1) 软填料密封结构的基本要求

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过程机械的动密封4.1.1.3 软填料密封结构的设计 (2) 填料函主要结构尺寸 填料函的结构尺寸主要包括填料厚度、填料高度、填料函总高度，以及压盖和底 套尺寸等。

设计填料函尺寸方法 (1)相关国家或企业标准(表4-4); (2) 经验公式

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过程机械的动密封4.1.1.4 填料的选择、安装和使用 (1) 填料材料的正确选择 选择填料材料要考虑的因素 (1)设备的种类和运动方式；(2) 介质的物理和化学性质；(3)工作温度和压力； (4)运动速度

这些因素的数值特征主要是反映磨损和发热程度的工作温度T和压力与线速度 的乘积pv值，以及标志介质腐蚀性强弱的pH值。

(2) 填料的合理安装 阀杆填料的安装 (1) 除去填料函中所有的旧填料，彻底洁净填料函和阀杆，检查阀杆表面的磨损和 擦伤情况。 (2) 测量并记录阀杆直径，填料函深度和内孔直径。 (3) 把成卷连续的填料切割成当个圆环 (4) 用压盖螺栓进行预加载。

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过程机械的动密封4.1.1.4 填料的选择、安装和使用 (2) 填料的合理安装 泵用填料的安装 (1)清理旧填料和切割安装填料环同上述安装阀门填料的步骤相同。但如果需要 安装封液环，应将它安置在接管丝扣孔处。 (2) 所有的环都安装完成后，把压盖放置填料上，用手指拧紧压盖螺母。开动 …… 此处隐藏：973字，全部文档内容请下载后查看。喜欢就下载吧 ……