流体机械既有静密封也有动密封。设备有泄漏,不仅影响设备的效率和性能,如果泄漏的是有毒、易燃、易爆等介质的话,将会造成严重的生产和生命财产安全事故。
密封结构种类繁多,密封的原理和密封元件的材质也是各式各样的,需要根据具体使用的要求不同,比如压力、温度、腐蚀情况、流体性质特点、转速以及制造、维修的难易等作出正确的选择。
密封主要有接触式密封和非接触式密封两种。接触式密封有轴向密封和径向密封。轴向密封主要是机械端面密封。径向密封有填料密封、剖环式密封、唇环密封等。非接触密封主要有迷宫密封、衬套密封、铁磁流体密封、黏液密封等。
各种机械旋转设备都有适合自己特点的几种基本的密封形式。离心式压缩机常用的密封形式有迷宫密封、机械密封和浮环密封。根据离心式压缩机的使用情况,重点介绍比较常用的迷宫密封和浮环密封两种。
(一)迷宫密封
1.迷宫密封的结构形式
迷宫密封也称为梳齿形密封,是一种非接触密封,主要用于离心式压缩机级内轮盘轮盖密封、级间密封和平衡盘密封。在气体介质压力不高,而且允许有少量泄漏的情况下,可以作为轴封使用,常用的结构有以下几种:
1)平滑形。该形式结构简单,轴做成光轴,适用于密封压力较低的情况。
2)曲折形。这种密封的形式特点是除了密封体上有密封齿外,轴上还有沟槽。
3)台阶形。这种密封的结构常用于叶轮轮盖的密封,一般有3~5个密封齿。
2.迷宫密封的密封原理(www.xing528.com)
迷宫密封是利用节流的原理使气体每经过一个密封齿片,压力就有一次下降,经过一定数量的齿片后就会有较大的压降。实质上迷宫密封就是给气体的流动以压差阻力,从而减少气体的通过量,来实现阻止介质泄漏的目的。
3.迷宫密封使用中应该注意的方面
1)迷宫密封的密封片与轴的径向间隙应尽可能地小些。间隙的最小值s计算公式如下:
s=0.2+(0.3-0.6)D/1000式中,D为密封轴的直径,单位为mm。
2)密封齿片的顶端朝向介质来流一边作成尖角形,以增强气流的旋涡,提高密封的效果。
3)密封齿的材料一般采用青铜、铜锡合金以及铝合金等较软的金属制作,避免划伤轴和轴套。对于易燃、易爆的气体,必须采用不会产生火花的材料,如铝或者铝合金等。
4)被密封的气体有毒或者易燃、易爆,不允许泄漏到机体外,如果仍然采用迷宫密封的话,则必须在密封齿中间某部位设计成充气(抽气)的密封形式。
(二)浮环密封
浮环密封是依靠密封间隙内介质的阻力达到阻止介质泄漏的目的。环是浮动的,有自动对中的特性,环与轴可以自动对中。为提高节流效果,一般浮环与轴的间隙设计得很小,环与轴之间充满工作介质,当轴高速旋转时,带动间隙内的介质形成液体或气体膜,就好像形成一个刚性很大的圆柱面,阻止内部介质的泄漏。浮环密封一般用于高速旋转轴的密封。
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