動密封
動密封
機器(或設備)中相對運動件之間的密封。動密封分為往複式動密封和旋轉式動密封兩類。往複式動密封有成型填料密封、填料函密封和脹圈密封。旋轉式動密封有:運動件與靜止件直接接觸的接觸式動密封;兩者不直接接觸的非接觸式動密封;利用添加在密封間隙內流體的特殊性質達到密封的半流體動密封。半流體動密封有磁流體密封。有的機器和設備必須絕對密封,有的允許少量泄漏,所以應根據工作介質的性質、溫度、壓力和相對速度等操作條件以及對密封性能的要求等選用或設計密封的結構型式。
動密封(dynamic seal),主要是指閥桿密封。不讓閥內介質隨閥桿運動而泄漏,是閥門動密封的中心課題。
密封材料應滿足密封功能的要求。由於被密封的介質不同,以及設備的工作條件不同,要求密封材料具有不同的適用性。對密封材料的要求是:①材料緻密性好,不易泄漏介質;②有適當的機械強度和硬度;③壓縮性和回彈性好,永久性變形小;④高溫下不軟化、不分解,低溫下不硬化、不脆裂;⑤抗腐蝕性能好,在酸、鹼、油等介質中能長期工作,其體積一硬度變化小,且不粘附在金屬表面上;⑥摩擦係數小,耐磨性好;⑦具有與密封面貼全的柔軟性;⑧耐老化性好,經久耐用;⑨加工製造方便,價格便宜,取材容易。顯然,任何一種材料要完全滿足上述要求是不可能的,但具有優異密封性能的材料能夠滿足上述大部分要求。
閥門動密封,以填料函為主。填料函的基本形式是:
(1) 壓蓋式
這是用得最多的形式。同一形式又能許多細節區別。例如,從壓緊螺栓來說,可分T形螺栓(用於壓力≤16公斤/平方厘米的低壓閥門)、雙頭螺栓和活節螺栓等。從壓蓋來說,可分整體式和組合式。
(2) 壓緊螺母式
這種形式,外形尺寸小,但壓緊力受限制,只使用於小閥門。
填料函內,以填料與閥桿直接接觸並充滿填料函,阻止介質外漏。對填料有以下要求:
(1) 密封性好;(2) 耐腐蝕;(3) 摩擦係數小;(4) 適應介質溫度和壓力。
常用填料有:(1) 石棉盤根:石棉盤根,耐溫和耐腐蝕性能都很好,但單獨使用時,密封效果不佳,所以總是浸漬或附加其他材料。油浸石棉盤根:它的基本結構形式有兩種,一種是扭制,另一種是編結。又可分圓形和方形。(2) 聚四氟乙烯編織盤根:將聚四氟乙烯細帶編織為盤根,有好的耐腐蝕性能,又可用於深冷介質。(3) 橡膠O形圈:在低壓狀態下,密封效果良好。使用溫度受限制,如天然橡膠只能用於60℃。(4) 塑料成型填料:一般做成三件式,也可做成其他形狀。所用塑料以聚四氟乙烯為多,也有採用尼龍66和尼龍1010的。
此外,使用單位根據自己的需要,常常探索各種有效的填料形式。例如,在250℃蒸氣閥門中,用石棉盤根和鉛圈交替迭合,漏汽情況就會減輕;有的閥門,介質經常變換,如以石棉盤根和聚四氟乙烯生料帶共同使用,密封效果便好些。為減輕對閥桿的摩擦,有的場合,可以加二硫化鉬(M0S2) 或其他潤滑劑。
對新穎填料,正進行著探索。例如用聚丙烯腈纖維經聚四氟乙烯乳液浸漬,又經預氧化后,在模具中燒結壓制,可以得到密封性能優異的成型填料;又如用不鏽鋼薄片與石棉製成波形填料,可耐高溫、高壓與腐蝕。
隨著化學工業和原子能工業的迅速發展,易燃、易爆、劇毒和帶放射性的物質增多,對閥門密封有了更嚴格的要求,有的場合已無法使用填料密封,因此產生了新的密封形式-波紋管密封。這種密封不需填料,所以也叫無填料密封。
波紋管的兩端,與別的零件焊死的。當閥桿升降時,波紋管伸縮,只要波紋管本身不漏,介質便無法泄出。為保險起見,往往採用波紋管與填料的雙重密封。
動密封可以分為旋轉密封和往複密封兩種基本形式。按密封條件與其作相對運動的零部件是否接觸,可以分為接觸式密封和非接觸式密封,一般來說,接觸式密封的密封性能好,但受到摩擦損傷的限制,適用於密封麵線速度較低的場合。非接觸式密封的密封性能較差,適用於較高的速度!動密封和靜密封實質區別在於是否存在相對運動。