液封，也就是用液體形成密封。一般液封適用于密封的內(nèi)外壓差不是很大，如實(shí)驗(yàn)室用過氧化氫制取氧氣，而密封要求比較高或者不太適合安裝閥門的地方。液封用的介質(zhì)一般要求不與密封的氣體發(fā)生反應(yīng)，水或油用的比較多。
在生活中也有液封的例子，例如廚房或衛(wèi)生間水斗下水管處的繞S彎管子，也是一種液封，可以防止下水道中的臭氣跑出來。
結(jié)構(gòu)
由于絕大多數(shù)動(dòng)密封裝置都存在著不同程度的泄漏，因而必須防止含有磨粒的或有腐蝕性的介質(zhì)進(jìn)入密封件中，通常采用液封來解決這一問題。
液封的結(jié)構(gòu)如圖所示。它就是把具有縱向榫槽和徑向孔的圓環(huán)1置于填料函中部，中性的潤滑液體從機(jī)器的殼體3沿著連接短管在超過工作介質(zhì)壓力約1~3個(gè)絕對壓力下進(jìn)入環(huán)的縱向榫槽，并經(jīng)過徑向孔到達(dá)內(nèi)榫槽，由此到達(dá)軸的表面并分流到兩邊，以保證潤滑。為了不使有害的工作介質(zhì)進(jìn)入密封裝置，封液不從機(jī)器的殼腔而從一個(gè)不拘外形的專用貯罐進(jìn)入潤滑環(huán)。
用于此目的的水、油脂、油和其它中性液體謂之“密封液”。密封液的密封工作原理可以用流體力學(xué)的基本概念加以解釋。即密封液由于本身的能量高于沿著密封長度兩端介質(zhì)的能量而將兩端的不同介質(zhì)阻止在整個(gè)密封長度之外，使用密封液的概念也說明密封液必然要從密封長度的方向向外或多或少地泄漏。在這里，密封性是對工作介質(zhì)而言，泄漏是對密封液而言。因此，密封液就不能對工作介質(zhì)起有害的作用。顯然，密封液還在整個(gè)密封長度上起著潤滑劑的作用。
在這種裝置中，潤滑環(huán)所處的位置具有很大的意義。若把潤滑環(huán)布置在靠近填料函的底部，則由于流到密封裝置的阻力大于其反方向的阻力，故密封液流向裝置相反的方向。所以，在填料函內(nèi)的潤滑環(huán)一般都放得離壓緊軸套近一些，但在含有磨粒的工作介質(zhì)的機(jī)器中，潤滑環(huán)放在填料函的底部，以防止磨粒進(jìn)入填料件中。
密封液一般用于下列各種工作介質(zhì)的裝置中：
1.氣體，因?yàn)闅怏w本身的粘度低，泄漏量最大；
2.粘度很低的液體或揮發(fā)性較強(qiáng)的液體（如汽油等），以及被用在高速、高壓條件下的液體
3.含有大量溶解物的液體，或含有大量懸浮顆粒的液體；
4.有毒、有腐蝕或很貴重的液體。
常用類型
液封系統(tǒng)也是常用來保持系統(tǒng)壓力、或設(shè)備內(nèi)的液位穩(wěn)定的方法。但液封僅適用于常壓或很底的正壓系統(tǒng)。它的常用類型有以下幾種。
液封罐型
采用液封罐液面高度通過插入管維持設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)一定壓力，從而防止空氣進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)或罐內(nèi)物料外泄。為防止液封液倒灌入系統(tǒng)內(nèi)，采用惰性氣體通過液封向被控制的設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)充氣，保持系統(tǒng)內(nèi)壓力恒定，如下圖所示。惰性氣體也可通過自控系統(tǒng)向系統(tǒng)內(nèi)充氣。液封液通常采用水或其它不與物料發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的液體。此種類型的液封在常壓、很低壓力的蒸餾塔和貯罐的放空系統(tǒng)中應(yīng)用。
U型管液封
它是利用U型管內(nèi)充滿液體，依靠U型管的液封高度阻止設(shè)備系統(tǒng)內(nèi)物料排放時(shí)不帶出氣體，并維持系統(tǒng)內(nèi)的一定壓力。液封采用的介質(zhì)通常是系統(tǒng)內(nèi)的物料液體。此類液封裝置應(yīng)用較多。常用的U型管液封的設(shè)置情況，如下圖所示。
Π形管型液封
它是采用Π形管的高度維持設(shè)備內(nèi)一定液面，并阻止氣體不隨排出的液體帶出系統(tǒng)。它是依靠Π形管的液封高度來實(shí)現(xiàn)的，這個(gè)高度的數(shù)值是由工藝要求確定的，如下圖所示。此類型多用于設(shè)備內(nèi)需要控制一定液面高度的地方，如乳化塔等。
自動(dòng)排液器型
此種類型的液封裝置常用于系統(tǒng)壓力較高的氣、液分離系統(tǒng)的排液使用，如壓縮機(jī)的貯氣罐、分離罐等設(shè)備自動(dòng)排放凝析液。此類液封可采用調(diào)節(jié)閥控制、也可采用自動(dòng)排液器，它是利用浮球在流體中受到的浮力原理而隨液位改變沉浮，同時(shí)啟動(dòng)關(guān)閉噴嘴口，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)排液并阻止氣體外漏。它廣泛應(yīng)用于各種壓縮機(jī)的中間冷卻器、氣、液分離罐、氣體貯罐內(nèi)的凝析液的排放。下圖所示是以調(diào)節(jié)閥控制液體排放的例子。
應(yīng)用場合
1.儲(chǔ)存甲類液體或閃點(diǎn)低于或等于場地環(huán)境溫度的可燃液體的設(shè)備，例如在儲(chǔ)槽的排液或排氣管處設(shè)置液封。
2.正常生產(chǎn)或事故以及系統(tǒng)內(nèi)物料未全部放盡時(shí)的停車檢修動(dòng)火的情況下，如有空氣進(jìn)入系統(tǒng)可與物料形成爆炸混合氣體的系統(tǒng)設(shè)備，或如有濕空氣進(jìn)入系統(tǒng)影響產(chǎn)品質(zhì)量的系統(tǒng)設(shè)備。
3.需要連續(xù)或間斷排放液體并使系統(tǒng)內(nèi)氣體不隨液體帶出或外漏的設(shè)備的排放液體口處。
4.需要維持一定液面高度的設(shè)備，在出液口加上液封管。
5.其他工藝要求需設(shè)置液封的場合。
舉例
常壓及微壓塔的尾氣放空系統(tǒng)
在常、微壓蒸餾塔內(nèi)，如果系統(tǒng)內(nèi)的物料不允許空氣中的水分帶入塔內(nèi)，或物料與空氣會(huì)形成爆炸性混合氣體時(shí)，其尾氣放空系統(tǒng)需設(shè)置液封裝置，與空氣隔斷，見下圖所示。又為防止氮?dú)?/a>壓力突然降低，使液封的液體倒流人系統(tǒng)，液封管上部應(yīng)維持一定高度和管道容量。此類情況也可設(shè)計(jì)為氣封系統(tǒng)。
冷凝器排液管
為提高冷凝效率，阻止氣體隨冷凝液排放而帶出，一般在冷凝器排液管上設(shè)置U形管液封裝置，冷凝液經(jīng)U形管排到中間罐，見下圖所示。
塔底排液管、塔頂回流管
常壓操作的精餾塔、吸收塔、水洗塔的塔底物料排放，通常采用位差為動(dòng)力，為阻止塔內(nèi)氣體隨液體排放而帶出，一般采用U形管或液封罐型液封裝置。
氣、液分離罐排液管
為了提高分離效率或液體倒入壓縮機(jī)入口，需及時(shí)排除分離凝析出來的液體，保持一定的氣．液分離空間；同時(shí)又要防止氣體外漏，一般應(yīng)設(shè)置U形管液封裝置，如果分離罐內(nèi)壓力較高，采用U形管液封高度太大時(shí)，采用自動(dòng)排液器作液封裝置較合適。
參考資料 >
安全液封.中國百科大全書.2024-09-26
液封的設(shè)置和計(jì)算.中天化工設(shè)計(jì)網(wǎng) .2024-09-26
液封的設(shè)置和計(jì)算.中天化工設(shè)計(jì)網(wǎng).2024-09-26