用于离心泵的不同类型的机械密封简介

===  前言  

    机械密封是泵系统中的关键零部件，其通过防止液体或气体泄漏和防止污染物的进入来保持泵系统的完整性。机械密封系统用于各种密封设计，以检查泄漏、控制密封环境和润滑次级密封。

   根据泵的类型和流程、压力变量，有多种机械密封类型可以选择。每种密封型式都有其独特的设计和特点，使其适用于现场的工况。

    本文重点介绍了泵中不同类型机械密封的优缺点。

===  常见的密封类型
   机械密封类型在设计、安装以及它们如何确定作用在其表面上的液体压力方面各不相同。最常见的密封类型包括：

- 平衡型密封

- 非平衡型密封

- 推进式密封

- 非推进式密封

- 非集装式密封

- 集装式密封

===  平衡型和非平衡型密封

   平衡型机械密封是指作用在密封面上的力是平衡的系统。由于密封面载荷较低，密封面润滑更均匀，密封寿命更长。

   平衡型机械密封特别适用于更高的工作压力，通常高于200 Psig（1.4 MPa·G）。当处理低润滑性和高挥发性液体时，它们也是一个不错的选择。

   对于更复杂的平衡型密封，非平衡型机械密封类型通常（替代平衡型）被用作更经济的选择。由于对密封面液膜控制更严格，非平衡型密封也可能表现出较少的泄漏量，但因此可能表现出更低的平均故障间隔时间。不建议在高压或大多数碳氢化合物应用中使用非平衡型机械密封。

===  推进式和非推进式密封

   推进式密封用一个或多个弹簧来保持密封闭合力。弹簧可以位于机械密封的旋转或静止元件中。推进式密封可以在高压下保持密封作用，但由于主密封面下方的弹性体在运行过程中沿轴/轴套移动时会受到磨损，因此存在缺陷。

   非推进式密封使用金属或波纹管来保持密封闭合力。这种密封非常适合脏污和高温（或低温）应用。波纹管密封仅限于中/低压应用。

   推进式和非推进式设计均适用于平衡型和非平衡型配置。

===  非集装式机械密封

   传统密封一般成本较低，通常安装在通用设备上。这些密封作为独立组件安装时，需要更高的操作技能才能进行维修散件组装，并需要安装人员自行调整。

===  集装式机械密封

   集装式机械密封将所有密封元件整合到一个组件中。这大大减少了安装不当的可能性和更换密封所需要的时间。

===  非集装式和集装式密封比较

   当选择机械密封的型式时，用户必须考虑安装成本、长期运行成本、泵的特性以及预期的运行条件（温度、振动和压力）。还要了解维护/维修人员的技术能力，因为有熟练的技术人员在现场进行定期维护与必须外包维护和维修会产生显著不同。

    以上这些因素将决定非集装密封是否优于集装式密封。

===  集装式密封
   集装式机械密封是一种带有预装配部件的全封闭型密封。通常，这种密封类型由轴套、压盖、密封元件及其它附件组成，可以进行预装配。

优点：

- 简单，易于安装（不需要太高的技术）

- 由于预组装密封件带有固定轴向设置，因此功能安全性更高，消除了测量误差

- 消除了轴向错位的可能性以及由此产生的密封性能问题

- 防止灰尘进入或损坏密封面

- 通过缩短安装时间降低安装成本（减少了维护期间的停机时间）

- 降低了因更换密封件而对泵（组）进行的过多拆卸

- 集装组件易于维修

- 对客户的泵轴具有保护作用

- 由于集装式密封自带轴套，无需调节轴来调节密封的平衡。

缺点：

- 集装式机械密封的缺点是初始成本较高，需要泵腔的空间较大。

- 要设计一套集装式密封，需要提供大量的数据做为支撑。

===  非集装式密封

   非集装式（组件）密封是由独立的动态和静止零件组成。与集装式密封不同，组件密封不是预先组装的，需要熟练的技术人员来安装。如果泵轴上密封面、O形圈和密封件轴向设置的安装不正确，将导致密封寿命缩短，在某些情况下，甚至会导致密封立即失效。

优点：

- 减少了首次购买密封的费用

- 可以降低备件成本（仅更换易损件）

- 适用于非常小的泵

缺点：

- 非集装式机械密封的主要缺点是容易损坏，使用周期短。非集装式密封通常有外露零件，这些零件在运输或安装过程中更容易损坏。

- 非集装式密封需要在安装过程中进行精确测量，以防止密封失效导致泄露。

- 正确安装这种类型的密封需要花费更多的维修时间，因此维修后安装或重新安装的成本更高。

===  机械密封选择注意事项

   在选用泵用的机械密封及其辅助系统类型时，设计人员必须根据其独特的应用进行选择。未能选择正确的密封类型可能会导致泵（组）完整性丧失、故障和昂贵的维修。为了避免这些不良结果，设计人员在设计之前必须考虑以下因素。

   泵送流体的类型

   泵送流体是决定密封类型时最重要的因素。

   清洁度、润滑性和挥发性等因素，将显著影响机械密封和密封系统的设计。

   泵送流体压力

   施加在机械密封面上的压力大小对其性能有显著影响。如果泵要在低压下运行，则非平衡型机械密封将是合适的。然而，在预计会有更高压力的情况下，平衡型密封将证明是更可靠的解决方案。

   温度考虑

   在工作温度高于正常温度的情况下，平衡型机械密封的性能优于非平衡型机械密封。与其它密封类型相比，热敏感元件在平衡型机械密封中保护得更好。

   运营商安全问题

   对于所有类型的旋转机械，设计是重中之重。在任何泵中使用双封机械密封，将会提供额外的保护，因为它们增加了密封效果，并且通常更可靠。

离心泵常用的机械密封类型有：

1. 平衡型密封：平衡型机械密封是指作用在密封面上的力是平衡的系统。它适用于更高的工作压力，对低润滑性和高挥发性液体也是一个不错的选择。但需要注意，在高压或碳氢化合物应用中不建议使用非平衡型机械密封。

2. 非平衡型密封：非平衡型机械密封通常被用作更经济的选择，对密封面液膜控制更严格，可能表现出较少的泄漏量，但平均故障间隔时间可能相对较低。

3. 推进式密封：推进式密封用弹簧来保持密封闭合力，适用于高压下保持密封作用，但存在弹性体磨损的缺陷。

4. 非推进式密封：非推进式密封使用金属或波纹管来保持密封闭合力，适用于脏污和高温（或低温）应用，但限于中/低压应用。

5. 非集装式密封：传统的非集装式密封安装成本较低，但需要更高的操作技能进行维修和调整。

6. 集装式密封：集装式密封将所有密封元件整合到一个组件中，安装简单，功能安全性更高，减少了安装时间和维护成本，对泵轴具有保护作用，但初始成本较高并需要较大的泵腔空间。

选择适合离心泵的机械密封类型时，需要考虑流体类型、压力、温度以及运营安全等因素，并根据实际应用情况进行合理选择。
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