流体密封技术串讲

1、1考试题型u选择题（选择题（ 分）分）u简答题（简答题（ 分）分）u名词解释（名词解释（ 分）分）u受力分析题（受力分析题（ 分）分）u计算题（计算题（ 分）分）2静密封中低压密封高压密封垫片密封法兰密封平垫密封、卡扎里密封双锥环密封伍德密封C形环密封空心金属O形环密封透镜垫、八角垫等B形环、楔形垫等3动密封动密封机械密封平衡式和非平衡式内流式和外流式旋转式和静止式单端面和双端面接触式和非接触式非接触式浮环密封迷宫密封干气密封螺旋密封填料密封软填料密封硬填料密封成型填料密封活塞环O形圈油封活塞杆硬填料V形圈、Y形圈4第一章 绪论u本章主要内容：本章主要内容：1-1 1-1 过程装备与控制工程过

2、程装备与控制工程1-2 1-2 过程装备的密封问题过程装备的密封问题1-3 1-3 泄漏与密封泄漏与密封1-4 1-4 密封密封u本章掌握的知识点：本章掌握的知识点：过程装备密封的重要性过程装备密封的重要性法兰密封结构常见的泄漏法兰密封结构常见的泄漏u本章了解知识点：本章了解知识点：密封失效案例密封失效案例设备及管道的泄漏、腐蚀引起的泄漏设备及管道的泄漏、腐蚀引起的泄漏密封涉及的学科密封涉及的学科密封的分类密封的分类5第三章 垫片密封u本章主要内容：本章主要内容：中低压设备和管道的垫片密封中低压设备和管道的垫片密封3-1 垫片密封的原理和结构垫片密封的原理和结构3-2 垫片的种类和构造垫片的种

3、类和构造3-3 垫片的重要性能垫片的重要性能3-4 垫片的选择垫片的选择3-5 法兰密封法兰密封3-6 垫片密封设计方法和计算垫片密封设计方法和计算高压设备和管道的密封高压设备和管道的密封3-7 强制式密封强制式密封3-8 自紧式密封自紧式密封3-9 典型高压容器密封结构设计计算典型高压容器密封结构设计计算3-10 高压管道密封高压管道密封6u本章重点：本章重点：垫片密封的泄漏方式垫片密封的泄漏方式垫片密封的原理垫片密封的原理保证密封的充要条件保证密封的充要条件垫片的压缩性和回弹性垫片的压缩性和回弹性垫片密封的性能参数：预紧比压和垫片系数垫片密封的性能参数：预紧比压和垫片系数垫片密封设计方法和

4、计算垫片密封设计方法和计算螺栓载荷计算螺栓载荷计算平垫密封及设计计算平垫密封及设计计算双锥环密封及设计计算双锥环密封及设计计算各种高压设备密封的结构各种高压设备密封的结构7u本章了解的知识点：本章了解的知识点：垫片密封的其他参数垫片密封的其他参数垫片的选择垫片的选择高压管道密封高压管道密封超高压密封超高压密封83-1 垫片密封的原理和结构3.1.1垫片密封的结构垫片密封的结构3.1.2垫片密封的分类垫片密封的分类u按受力情况分：强制式、自紧式、半自紧式按受力情况分：强制式、自紧式、半自紧式u按操作压力分：低压、中低压、高压、超高按操作压力分：低压、中低压、高压、超高压压3.1.3垫片密封的原理

5、垫片密封的原理u初始密封初始密封u工作密封工作密封u两个特征参数两个特征参数y、m93-2 垫片的种类和构造3.2.1垫片的种类垫片的种类3.2.2垫片的性能和构造垫片的性能和构造3.2.3垫片的尺寸垫片的尺寸u垫片接触面宽度与厚度垫片接触面宽度与厚度u垫片接触面宽度与厚度影响线图垫片接触面宽度与厚度影响线图103-3 垫片的重要性能3.3.1垫片的力学性能垫片的力学性能u载荷载荷-变形行为变形行为u压缩性和回弹性压缩性和回弹性u拉伸强度拉伸强度u压缩强度压缩强度u吹出抗力吹出抗力u蠕变松弛行为蠕变松弛行为3.3.2垫片的高温力学行为垫片的高温力学行为3.3.3垫片的密封行为垫片的密封行为垫片

6、的一些特性曲线垫片的一些特性曲线3.3.4垫片应力（阅读内容）垫片应力（阅读内容） 113-4 垫片的选择3.4.1垫片材料的选择垫片材料的选择3.4.2垫片尺寸的选择一般原则垫片尺寸的选择一般原则123-5 法兰密封3.5.1法兰的类型和结构法兰的类型和结构u法兰的种类法兰的种类u法兰的结构：整体法兰、活套法兰、螺纹法兰的结构：整体法兰、活套法兰、螺纹法兰法兰3.5.2法兰密封面形式法兰密封面形式u平面型平面型 凹凸型凹凸型 榫槽型榫槽型 梯形槽梯形槽 锥形锥形3.5.3法兰密封面的加工法兰密封面的加工u 表面粗糙度、平面度表面粗糙度、平面度3.5.4法兰垫片泄漏的主要原因法兰垫片泄漏的主要

7、原因u设计引起的泄漏设计引起的泄漏u制造、安装与操作引起的泄漏制造、安装与操作引起的泄漏133-6 垫片密封设计方法和计算3.6.1法兰结构尺寸法兰结构尺寸3.6.2垫片结构尺寸垫片结构尺寸3.6.1螺栓载荷计算螺栓载荷计算u现行标准规范的密封设计中螺栓载荷计算现行标准规范的密封设计中螺栓载荷计算方法方法来自于来自于ASME推荐的推荐的“具有环形垫具有环形垫片的法兰连接的计算规范片的法兰连接的计算规范”，我国，我国GB150-98钢制压力容器钢制压力容器中中“法兰法兰”一节。一节。u基于泄漏率的设计新方法基于泄漏率的设计新方法PVRC。14高压密封 3-7 强制式密封u高压密封的特点高压密封的

8、特点u高压密封的分类高压密封的分类3.7.1平垫密封平垫密封3.7.2卡扎里密封卡扎里密封 改良的卡扎里密封改良的卡扎里密封153-8 自紧式密封3.8.1双锥环密封双锥环密封3.8.2伍德密封伍德密封3.8.3C形环密封形环密封3.8.4空心金属空心金属o形环密封形环密封163-9 典型高压容器密封结构设计计算3.9.1高压平垫密封设计高压平垫密封设计u预紧工况预紧工况u操作工况操作工况3.9.2双锥环密封设计双锥环密封设计u双锥环结构尺寸双锥环结构尺寸u双锥环受力分析双锥环受力分析 预紧工况预紧工况 操作工况操作工况173-10 高压管道密封3.10.1 透镜垫密封透镜垫密封3.10.2

9、八角垫和椭圆环密封八角垫和椭圆环密封3.10.3 齿形垫密封齿形垫密封 3-11 超高压容器密封3.11.1 B形环密封形环密封3.11.2 Bridgman密封密封3.11.3 楔形垫密封楔形垫密封3.11.4 组合密封组合密封18第四章第四章 填料密封填料密封u本章主要内容：本章主要内容：4-1 毛毡密封毛毡密封4-2 软填料密封软填料密封4-3 硬填料密封硬填料密封4-4 成型填料密封成型填料密封4-5 油封油封u本章重点：本章重点：阀门软填料密封的结构、工作原理阀门软填料密封的结构、工作原理软填料密封的泄漏软填料密封的泄漏软填料密封的异常磨损软填料密封的异常磨损活塞环密封活塞环密封O形

10、圈形圈V形圈形圈19u本章了解的知识点：本章了解的知识点：活塞杆填料密封活塞杆填料密封其他挤压型密封圈其他挤压型密封圈其他唇形密封圈其他唇形密封圈油封油封204-2 软填料密封4.2.1软填料密封的基本结构软填料密封的基本结构u基本结构基本结构u填料密封如何实现密封填料密封如何实现密封u填料密封的泄漏通道填料密封的泄漏通道4.2.2软填料软填料u按功能分类按功能分类u按材料分类按材料分类u按加工方法分类按加工方法分类214.2.3软填料密封的原理软填料密封的原理u受力分析受力分析u预紧状态、工作状态预紧状态、工作状态u应力特征应力特征u密封条件密封条件u摩擦力和摩擦力矩摩擦力和摩擦力矩4.2.

11、4填料密封的摩擦、磨损与润滑填料密封的摩擦、磨损与润滑u异常磨损情况异常磨损情况4.2.5填料密封的结构设计填料密封的结构设计4.2.6软填料密封存在的问题与改进软填料密封存在的问题与改进224-3 硬填料密封u硬填料分：开口环、分瓣环两类硬填料分：开口环、分瓣环两类u活塞式压缩机结构及工作原理简介活塞式压缩机结构及工作原理简介4.3.1活塞环活塞环u活塞环的结构形式活塞环的结构形式u活塞结构动画演示活塞结构动画演示u活塞环密封原理活塞环密封原理第一密封面、第二密封面第一密封面、第二密封面u活塞环的应用活塞环的应用活塞式压缩机用活塞式压缩机用 油润滑活塞环油润滑活塞环 无油润滑活塞环无油润滑活

12、塞环4.3.2活塞杆硬填料密封活塞杆硬填料密封u平面填料平面填料u锥面填料锥面填料234-4 成型填料密封4.4.1成型填料分类成型填料分类u橡胶挤压型密封圈橡胶挤压型密封圈u橡胶唇形密封圈橡胶唇形密封圈4.4.2橡胶橡胶o形圈形圈u密封机理密封机理用于静密封用于静密封“自封作用自封作用”， 用于往复动密封用于往复动密封uo形圈的挤出现象形圈的挤出现象 防止挤出防止挤出挡圈挡圈uo形圈的安装结构形圈的安装结构 静密封、动密封静密封、动密封uo形圈密封的沟槽设计形圈密封的沟槽设计u其他挤压型密封圈其他挤压型密封圈 D形圈、形圈、T形圈、形圈、X形圈形圈4.4.3橡胶唇形密封圈橡胶唇形密封圈uV形

13、密封圈形密封圈密封机理密封机理u其他唇形密封圈其他唇形密封圈244-5 油封旋转轴唇形密封圈4.5.1油封的基本结构油封的基本结构4.5.2油封的密封过程油封的密封过程4.5.3油封的密封机理油封的密封机理4.5.4油封的类型油封的类型25 u本章主要内容：本章主要内容：5-1 机械密封的工作原理机械密封的工作原理5-2 机械密封的类型机械密封的类型5-3 机械密封的主要参数机械密封的主要参数5-4 机械密封的设计机械密封的设计5-5 机械密封的主要零件及材料机械密封的主要零件及材料5-6 机械密封的循环保护系统机械密封的循环保护系统5-7 机械密封的典型结构机械密封的典型结构26u本章重点：

14、本章重点：机械密封的组成部分机械密封的组成部分机械密封的工作原理机械密封的工作原理机械密封的几何参数、力学参数、性能参数机械密封的几何参数、力学参数、性能参数机械密封摩擦副的材料机械密封摩擦副的材料平衡型和非平衡型机械密封平衡型和非平衡型机械密封27u本章了解的知识点：本章了解的知识点：机械密封的各种形式机械密封的各种形式机械密封的其他零件及材料机械密封的其他零件及材料机械密封的循环保护机械密封的循环保护典型结构典型结构285-1 机械密封的工作原理5.1.1机械密封的基本结构机械密封的基本结构u机械密封的组成机械密封的组成5.1.2机械密封的工作原理机械密封的工作原理u机械密封的工作原理机械

15、密封的工作原理u机械轴封的三个密封点机械轴封的三个密封点 机械搅拌通风发酵罐结构动画演示机械搅拌通风发酵罐结构动画演示 机械搅拌通风发酵罐轴封的动画演示机械搅拌通风发酵罐轴封的动画演示 机械密封装配过程动画演示机械密封装配过程动画演示5.1.3机械密封的特点机械密封的特点295-2 机械密封的类型5.2.1按工作参数分按工作参数分u 机械密封按工作参数分类表机械密封按工作参数分类表5.2.2按结构形式分按结构形式分u 平衡式和非平衡式平衡式和非平衡式u 内流式和外流式内流式和外流式u 静止式和旋转式静止式和旋转式u 单弹簧和多弹簧单弹簧和多弹簧u 单端面和双端面单端面和双端面u 流体静压型和流

16、体动压型流体静压型和流体动压型u 接触式和非接触式接触式和非接触式u 单级和双级单级和双级u 波纹管式波纹管式305-3 机械密封的主要参数5.3.1几何参数几何参数u密封端面尺寸密封端面尺寸u面积比面积比u密封环的直径与间隙密封环的直径与间隙u密封面间隙密封面间隙315.3.2力学参数力学参数u摩擦副的轴向力平衡分析摩擦副的轴向力平衡分析 弹簧比压弹簧比压 密封流体压力作用比压密封流体压力作用比压 载荷系数载荷系数 平均流体膜压力平均流体膜压力 反压系数反压系数 闭合力闭合力 开启力开启力 端面比压端面比压325.3.3性能参数性能参数upv值值u摩擦功率摩擦功率u泄漏量泄漏量335-4 机

17、械密封的设计5.4.1机械密封的设计步骤机械密封的设计步骤5.4.2机械密封的结构选型机械密封的结构选型u根据工作参数根据工作参数p、v、t选型选型 P密封腔处的介质压力密封腔处的介质压力 V密封面平均圆周线速度密封面平均圆周线速度 T密封腔内的介质温度密封腔内的介质温度u根据介质特性选型根据介质特性选型345.4.3机械密封设计计算的主要内容机械密封设计计算的主要内容u端面比压中各项参数的确定端面比压中各项参数的确定u端面比压的计算端面比压的计算内流式单端面机械密封的端面比压内流式单端面机械密封的端面比压外流式单端面机械密封的端面比压外流式单端面机械密封的端面比压双端面机械密封的端面比压双端

18、面机械密封的端面比压u几何参数计算几何参数计算uPv值计算值计算u摩擦功耗计算摩擦功耗计算355-5 机械密封的主要零件及材料5.5.1密封环（摩擦副）密封环（摩擦副）u 动静环结构形式动静环结构形式u 密封环的主要尺寸密封环的主要尺寸5.5.2密封环的材料密封环的材料5.5.3其他零件其他零件365-6 机械密封的循环保护系统u5.6.1润滑润滑u5.6.2冲洗冲洗u5.6.3过滤过滤 5-7 机械密封的典型结构u5.7.1泵用机械密封泵用机械密封u5.6.2压缩机用机械密封压缩机用机械密封u5.6.3釜用机械密封釜用机械密封37u本章主要内容：本章主要内容：6-1 浮环密封浮环密封6-2

19、迷宫密封迷宫密封6-3 螺旋槽干气密封螺旋槽干气密封6-4 螺旋密封螺旋密封6-5 停车密封停车密封u本章重点：本章重点：浮环密封的工作原理浮环密封的工作原理迷宫密封的密封机理迷宫密封的密封机理干气密封的密封机理干气密封的密封机理螺旋密封的密封机理螺旋密封的密封机理u本章了解的知识点：本章了解的知识点：停车密封停车密封其他非接触式密封其他非接触式密封386-1 浮环密封6.1.1浮环密封机理浮环密封机理6.1.2浮环密封的基本结构浮环密封的基本结构6.1.3浮环密封的特点浮环密封的特点396-2 迷宫密封6.2.1迷宫密封机理迷宫密封机理u迷宫效应迷宫效应 热力学效应热力学效应6.2.2迷宫密封结构形式迷