机械密封介绍JohnCrane

1、约翰克兰机械密封产品与应用约翰克兰机械密封产品与应用机械密封概述机械密封概述: :定义定义: :机械密封机械密封()-()-由至少一对垂直于轴线的端面在流体压力和补赏机构由至少一对垂直于轴线的端面在流体压力和补赏机构 弹力弹力( (或磁力或磁力) )的作用下以及辅助密封的配合下的作用下以及辅助密封的配合下, ,保持贴合并相对滑动而构成保持贴合并相对滑动而构成 防止流体泄漏的装置防止流体泄漏的装置. . 基本结构基本结构: :端面密封磨擦付端面密封磨擦付缓冲补赏和压紧机构缓冲补赏和压紧机构辅助密封辅助密封( (二级密封挠性元件二级密封挠性元件) )传动机构传动机构基本密封点基本密封点: :端面主

2、密封点端面主密封点静环与端盖辅助密封点静环与端盖辅助密封点动环与轴动环与轴( (轴套轴套) )辅助密封点辅助密封点端盖与泵体连接密封点端盖与泵体连接密封点此外为了保证和提高机械密封的密封效果延长使用寿命此外为了保证和提高机械密封的密封效果延长使用寿命, ,采取不同端面采取不同端面的组合，增加如冲洗的组合，增加如冲洗, ,节流冷却节流冷却, ,阻封和杂质过滤等辅助系统阻封和杂质过滤等辅助系统. .stationaryassemblyrotatingassembly to separate the two sliding faces to lubricate the sliding faces t

3、o reduce friction / heat generation to prevent fluid leakage to the atmospheren the seal faces are lapped very flat ( 1 to 2 lightbands).n a very thin fluid film ( 3 to 5 microns) is formed and served the following purposes: face, seat and springssecondary seals0。294 m fluid film3 to 5 microns human

4、 hair faceseat 60 micronsmechanical seal has normal leakage but not visible because the liquid at the id of the film will vaporised slowly in very small quantity - emission primary seal film thickness主密封膜厚度fluid film thickness is very importanttoo thin - wear, causing early seal failuretoo thick - v

5、isible leakagemust be:present - beware dry runningstableclean - beware abrasive wear symptomsreasonable viscositytemperature controlledacceptable pressure约翰克兰机械密封产品与应用约翰克兰机械密封产品与应用摩擦副端面检测：摩擦副端面检测：利用光波的干涉利用光波的干涉 效应测量效应测量工具：平晶工具：平晶光源：钠光光源：钠光原理：光波干涉原理：光波干涉 干涉条纹干涉条纹按图示产生光带确按图示产生光带确定密封端面平面度定密封端面平面度1光带光带=

6、0。294 m =0。588 m（ =钠光波波长钠光波波长）约翰克兰机械密封产品与应用约翰克兰机械密封产品与应用family b ：推进型推进型“o”o”二次密封机械密封二次密封机械密封特点：特点：结构简单，二次密封为结构简单，二次密封为“o”o”型柔性件结构型柔性件结构 便于安装与维修不损伤轴便于安装与维修不损伤轴( (轴套轴套) )表面表面 双旋向结构设计双旋向结构设计 具有非平衡，平衡型两种设计具有非平衡，平衡型两种设计 选用不同材料应用范围广泛选用不同材料应用范围广泛 经改型设计，广泛应用于烃泵易挥发介质经改型设计，广泛应用于烃泵易挥发介质 基本密封型号：基本密封型号：type 58u

7、,58b,8-1,8b1,48,5610,5620type 58u,58b,8-1,8b1,48,5610,5620type 1648,2648,3648(type 1648,2648,3648(符合符合api 682api 682标准标准) )鉴于约翰克兰开发鉴于约翰克兰开发 isolastisolast高氟橡胶高氟橡胶( (全氟醚橡胶全氟醚橡胶) )，该材料耐强腐蚀，高温，该材料耐强腐蚀，高温(-20(-200 0c-325c-3250 0c)c)致使致使“o”o”型密封得到更广泛应用型密封得到更广泛应用family b推进型推进型“o”型型低泄漏盒式密封低泄漏盒式密封noimage约翰克

8、兰机械密封产品与应用约翰克兰机械密封产品与应用集装式盒式密封特点及优点集装式盒式密封特点及优点: : 结构特点结构特点: : 密封包括端盖密封包括端盖, ,轴套完整提供轴套完整提供 设计特点设计特点: : 改善改善, ,提高热交换效率提高热交换效率 材料优选材料优选 结构优选结构优选 抗热变形及抗压力变形设计抗热变形及抗压力变形设计 产品优点产品优点: : 简便简便, ,迅速迅速, ,快捷的安装快捷的安装 无需测量安装长度无需测量安装长度 使用前在车间组装并做静压试验使用前在车间组装并做静压试验 保证密封安装的清洁度保证密封安装的清洁度 标准的零部件标准的零部件- -有效的成本及较短的交货期有

9、效的成本及较短的交货期热量引起的热量引起的变形变形压力引起的压力引起的变形变形平行面接触平行面接触稳定运行状态稳定运行状态密封面接触变形分析密封面接触变形分析约翰克兰机械密封产品与应用约翰克兰机械密封产品与应用热量引起变形的趋势热量引起变形的趋势集合于点（线）接触泄露通道集合于点（线）接触泄露通道约翰克兰机械密封产品与应用约翰克兰机械密封产品与应用特点及优点：特点及优点：“o”形推进式机械密封设计形推进式机械密封设计低泄漏的密封设计低泄漏的密封设计可组合为单级，双级串联集装式密封可组合为单级，双级串联集装式密封根据不同介质工况选择应用不同的动，静环及根据不同介质工况选择应用不同的动，静环及 结

10、构设计结构设计多种规格，不同优质材料组合应用多种规格，不同优质材料组合应用约翰克兰机械密封产品与应用约翰克兰机械密封产品与应用extended flushcircumferential flushdistributed flushtype 8b1 flush arrangements二次节流密封二次节流密封l不带二次节流单密封将允许主密封正常的介质泄露排放至不带二次节流单密封将允许主密封正常的介质泄露排放至大气侧大气侧l对于如下因素不可接受对于如下因素不可接受:l危险或有毒介质流体危险或有毒介质流体l易挥发流体易挥发流体l环保要求环保要求l二次密封可将主密封泄露二次密封可将主密封泄露 引到安全

11、区域引到安全区域l当主密封失效，二次节流密封也可使设备以一种可控制的当主密封失效，二次节流密封也可使设备以一种可控制的方式切换停车。方式切换停车。约翰克兰机械密封产品与应用约翰克兰机械密封产品与应用itemdescription123456garter springsegmental bushingspringo-ringfollower platecap screw1 13 32 24 46 65 5hard deposit hard deposit secondary containmentsegmented carbon bush约翰克兰机械密封产品与应用约翰克兰机械密封产品与应用炼油和

12、化学工业对机械密封要求的最新趋势炼油和化学工业对机械密封要求的最新趋势: : 高工况，高参数高工况，高参数 期望延长使用寿命期望延长使用寿命. . 密封标准化密封标准化/ /减少现场的调试减少现场的调试/ /减少库存减少库存. . 有计划的间隔维修有计划的间隔维修/ /防止故障间隔维修防止故障间隔维修. . 远程监测远程监测/ /监控监控 环保要求环保要求-零泄漏零泄漏 可靠性可靠性. . 安全性安全性约翰克兰机械密封产品与应用约翰克兰机械密封产品与应用api 682 api 682 机械密封标准机械密封标准( (第二版第二版) ) 机械密封机械密封 石油化工石油化工 泵制造商泵制造商 制造商

13、制造商 工业工业 主机厂主机厂 api 682 api 682 的最终目的是可靠性的最终目的是可靠性, , 安全性安全性, , 减少泄漏减少泄漏 机械密封使用寿命最低为三年机械密封使用寿命最低为三年 节能问题倍受关注节能问题倍受关注, , 以寿命成本为考核依据以寿命成本为考核依据 满足满足 最终用户的利益最终用户的利益 约翰克兰机械密封产品与应用约翰克兰机械密封产品与应用机械密封辅助系统应用机械密封辅助系统应用:基本系统基本系统-为保证机械密封正常使用为保证机械密封正常使用,选用正确的密封辅助系统选用正确的密封辅助系统, 增加如冲洗增加如冲洗,循环循环,抗温抗温,抗压抗压,排渣排渣,节流节流,

14、润滑润滑,防结晶防结晶, 防介质泄漏等功能防介质泄漏等功能,改善机械密封的工作环境改善机械密封的工作环境,从而保从而保 证机械密封的正常运行证机械密封的正常运行.基本系统功能基本系统功能:控制泄漏控制泄漏 控制压力控制压力控制磨蚀控制磨蚀 控制腐蚀控制腐蚀防污染防污染 防泄漏防泄漏基本系统分类基本系统分类: api 610 plan 系统系统介质冲洗介质冲洗 api 610 plan 01,11, 12,13,14，21,22,23,31,41外流体冲洗外流体冲洗 api 610 plan 32,51，（，（61）62缓冲液（气）循环系统缓冲液（气）循环系统 api 610 plan 52，7

15、2隔离液（气）循环系统隔离液（气）循环系统 api 610 plan 53a,53b,53c,54，74收集与排放系统收集与排放系统 api plan （71），），75，76api piping plans api 冲洗方案integral (internal) recirculationfrom pump discharge to seal内部循环从泵的出口到密封内部循环从泵的出口到密封 - no external piping 没有外部冲洗 - changing flow rate required dismantling of pump 改变流量需要拆泵 - for clean pum

16、pages only 只能是适用干净的介质api piping plans api 冲洗方案冲洗方案points to note for api plan 02: api 02 冲洗方案应注意的事项：冲洗方案应注意的事项：-the injection tapping is used for venting prior to startup. -在开车前在开车前，入口用来进行放空，入口用来进行放空-api plan 02 is often used together with plan 62, especially on high temperature bellows seals.冲洗方案冲洗

17、方案2经常与经常与62一起用，特别是用在高温波一起用，特别是用在高温波纹管密封纹管密封api piping plans api 冲洗方案冲洗方案no flushing to the mechanical seal (dead-ended)机械密封里没有冲洗机械密封里没有冲洗points to note for api plan 11: api 冲洗方案冲洗方案11 应注意的事项应注意的事项- use an orifice to restrict the flow rate if the discharge pressure is 3 bar higher than seal chamber p

18、ressure.如果出口压力高于密封腔如果出口压力高于密封腔压力压力3bar，需要用一个孔限制流量需要用一个孔限制流量- use on clean and low abrasives duties用在干净，含磨石性颗粒少的用在干净，含磨石性颗粒少的工矿工矿api piping plans api 冲洗方案冲洗方案seal flushing by-pass from discharge单密封通过出口进行冲洗单密封通过出口进行冲洗api piping plans api 冲洗方案冲洗方案api piping plans api 冲洗方案冲洗方案recirculation from seal cha

19、mber through a flow control orifice and back to pump suction从密封从密封腔里通过一个孔板返回到泵的入口腔里通过一个孔板返回到泵的入口points to note for api plan 13:api 冲洗方案冲洗方案 13 应注意的事项应注意的事项- use an orifice to restrict the flow rate if the seal chamber pressure is 3 bar higher than suction pressure.如果密封腔压力高于入口压力如果密封腔压力高于入口压力3bar，需要用一

20、个孔限制流量需要用一个孔限制流量- handle abrasives duty better than api plan 11处理含有磨蚀性颗粒的工况处理含有磨蚀性颗粒的工况13方案好于方案好于11方案方案- higher seal chamber pressure to suppress vaporisation较高的密封腔压力可抑制它的汽化较高的密封腔压力可抑制它的汽化api piping plans api 冲洗方案冲洗方案+=points to note for api plan 14: api 冲洗方案冲洗方案 14 应注意的事项：应注意的事项：- flow back to suct

21、ion side will evacuate vapours that may collect in seal chamber.- recommended for light hydrocarbon service. api piping plans api 冲洗方案冲洗方案recirculation from pump discharge through a flow control orifice and cooler to sealcooling water outlet冷冷水出口水出口cooling water inlet冷水冷水入口入口api piping plans api 冲洗方

22、案冲洗方案api piping plans api 冲洗方案冲洗方案api piping plans api 冲洗方案冲洗方案recirculation from a pumping ring in the seal chamber through cooler and back to seal 冲洗液通过密封冲洗液通过密封腔中的泵效环从密封腔中流出经过换热器，再返回到密封中，形成自封闭腔中的泵效环从密封腔中流出经过换热器，再返回到密封中，形成自封闭循环。循环。throat bushingsuction入口入口discharge出出口口18 - 24vent at highest point

23、of the piping排排起在管线起在管线的最高点的最高点cooling water outlet冷冷水出口水出口cooling water inlet冷冷水入口水入口mechanical seal with pumping ringheat exchanger换热器换热器api piping plans api 冲洗方案冲洗方案points to note for api plan 23:nthermosyphon design热虹吸设计 * heat exchanger 换热器* 18 to 24“ above pump centre line. *在泵中心线以上 18 to 24 *

24、 prevent overheating in standby and startup. * 在泵启动和备用时，要防止过热。ninstall close fitting neck bushing at the bottom of seal chamber to isolate the heat from the impeller end.在密封腔底部安装喉部衬套用来隔离从叶轮传出的热量nused on high temperature applications to minimise heat load on the cooler by cooling only small amount of

25、 liquid that is recirculated.用于高温工况，通过冷却密封腔的小部分的循环流体来使冷却器的热负荷降至最低.nfor high temperature boiler feed pump applications用于高温锅炉给水泵上nother applications其他应用 n * high temperature liquid close to bubble point. n* 接近沸点的高温液体.api piping plans api 冲洗方案冲洗方案recirculation from pump discharge through a cyclone sepa

26、rator delivering clean fluid to the seal and fluid with solids back to pump suction line冲洗液从泵出口流出，通过一旋液分离器，使干净流体进入冲洗液从泵出口流出，通过一旋液分离器，使干净流体进入密封腔，带有颗粒的流体返回到泵入口处形成封闭循环密封腔，带有颗粒的流体返回到泵入口处形成封闭循环clean overflowunderflowinletapi piping plans api 冲洗方案冲洗方案points to note for api plan 32:对于对于api plan 32 须注意须注意:-

27、 chose a proper source of seal flush to eliminate the potential for vaporisation of the injected fluid and to avoid contamination of the fluid being pumped with the injected flush.选择合适的密封冲洗源选择合适的密封冲洗源， 以减少冲洗流体的汽化，同时可避以减少冲洗流体的汽化，同时可避免冲洗流体被污染。免冲洗流体被污染。- install a labyrinth bushing at the bottom of the

28、 stuffing box to control the flushing and pressure if necessary.- - 如有必要的话，在密封腔底部安装喉如有必要的话，在密封腔底部安装喉部衬套或迷宫密封来控制冲洗和压力部衬套或迷宫密封来控制冲洗和压力。api piping plans api 冲洗方案冲洗方案single seal flushing from external source单密封通过外部来源进行冲洗单密封通过外部来源进行冲洗throat bushingapi piping plans api 冲洗方案冲洗方案api piping plans api 冲洗方案冲洗方

29、案tapped connections for the purchasers use在接口处攻螺纹，以方便用户使用在接口处攻螺纹，以方便用户使用point to note for api plan 61:对对于于api plan 61 须注意须注意:ntypically this plan is used when the purchaser is to provide fluid (such as steam, gas, or water ) to an auxiliary sealing device.n通常在买方能给密封辅助系统通常在买方能给密封辅助系统提供流体（如蒸汽、气体或水提供流体（如蒸汽、气体或水）的情况下，才采用该方案）的情况下，才采用该方案api piping plans api 冲洗方案冲洗方案points to note for api plan 62:n对于对于api plan 62 须注意须注意:nthe quench may be required to prevent solids from accumulating on the atmospheric side of the seal.增加吹扫口以防止在密封大气增加吹扫口以防止在密封大气侧有颗粒的积累侧有颗粒的积累ntypically