机械密封结构图
流体动压机械密封的密封原理及结构分类
流体动压机械密封的密封原理及结构分类今天小编主要为大家简单的介绍一下关于非接触式机械密封的密封原理及结构分类，东晟密封件告诉您按密封原理非接触机械密封可以分为流体静压型机械密封、流体动压型机械密封以及流体动静压结合型机械密封。
以下简单的来介绍流体动压型机械密封件的密封原理及结构分类。
流体动压式机械密封工作原理是当密封轴旋转时，润滑液体在密封端面产生液体楔动压作用挤入端面之间，建立一层端面液体膜，对密封端面提供充分润滑和冷却。
开槽可在动环上，也可开在静环上，但最好开在二环中较耐磨的环上。
为了避免杂质在槽内积存和进入密封缝隙中去，如果泄漏液从内径流向外径，必须把槽开在静环上；相反，则应该开在动环上。
可以参考一下图1所示就是流体动压型机械密封的几种典型结构图了。
非接触式流体动压型机械密封典型结构图图1中的所示的a结构是带偏心结构的密封环是将动环或静环中某一个环的端面的中心线做成与轴线偏移一定距离e，使环在旋转时不断带入润滑液至滑动面间起润滑作用。
最大缺点就是尺寸比较大了，作用在密封环上的载荷不对称。
B结构是带椭圆形密封环的密封是将动环或静环中某一个环的端面制成了椭圆形，由于润滑楔和切向流的作用，能在密封端面之间形成一个流体动力液膜。
液体的循环和冷却能十分有效地维持润滑楔的存在和稳定性。
C结构是带有径向槽结构环的径向槽形状有呈45度斜面的矩形、三角形或其他形状，密封端面之间的流体膜压力由流体本身产生。
径向槽结构在端面之间形成润滑和压力楔，能有效地减少摩擦面的接触压力、摩擦因数和摩擦副的温度，因而可以提高密封使用压力、速度极限冷却效应。
缺点就是液体循环不足，而槽边缘区冷却不佳；滞留在槽内的污物颗粒容易进入密封端面的间隙中去。
D结构和E结构是带有循环槽结构的密封环密封端面的弧形循环槽的，由于它能抽吸液体，也因而密封环外缘得到良好的冷却；它还具有排除杂质能力并且与转向无关，工作性能可靠。
流体动力应该是在密封环本身形成的。
泵用密封结构和密封形式的介绍
泵用密封结构和密封形式的介绍结构, 形式一台泵的好坏，除了看泵的材料和结构是否适用工况介质的要求外，密封结构和形式的选择也是很重要的。
密封结构和形式的合理选择是确保生产正常有序地进行、降低维护和维修成本、减轻工人的劳动强度、减少物料浪费、避免环境污染的关键。
我厂泵配备了多种多样的密封结构和形式，以适应不同工况和介质的要求。
用户可根据工况和介质的不同，以及用户对密封性能的要求的不同，来合理选择不同的密封结构和形式，以达到可靠运行和控制成本的目的。
下面分别对各种密封的结构形式加以分析比较，便于用户的选用。
各种密封的性能对比请看表二。
①K、K1型动力密封：见图1、图21、叶轮副叶片2、叶轮垫圈3、叶轮垫床4、轴套5、填料函垫床6、填料函7、油封8、填料函压盖9、轴套垫床10、挡酸环11、圆螺母该密封是我厂最早的动力密封，主要由副叶轮（或副叶片）与停车密封（橡胶油封）组成。
工作时由于副叶轮（或副叶片）旋转产生的离心力使密封腔内处于负压状态，从而阻止液体向外泄漏，此时，停车密封不起作用，橡胶油封的唇口因为负压而松开，与轴套产生一定间隙，减小它们之间的磨损，延长了使用寿命；停机时，由于副叶轮（或副叶片）停止旋转，密封腔内由负压转变为正压，停车密封开始工作，橡胶油封的唇口在压力作用下紧紧包住轴套，从而达到密封目的。
若允许密封液渗入介质内，可选用K1型动力密封，则可添加外冷却水装置，延长油封的使用寿命（图3）。
该密封的油封采用氟橡胶制成，主要适用于输送清液或含少量固体颗粒和杂质的腐蚀性介质（K1型动力密封用的冷却水为洁净的自来水）。
（主要用于UHB耐腐耐磨砂浆泵）（图2）1.叶轮副叶片 2、叶轮垫圈3、叶轮垫床4、轴套 5、填料函垫床6、填料函7、冷却水接口8、水封环9、油封 10、填料函压盖 11、挡酸环12、轴套垫床13、圆螺母②、C1型标准机械密封:见图3（图3）1、叶轮副叶片2、叶轮垫圈3、叶轮垫床4、轴套5、静环垫床6、静环7、压盖8、动环组件9、压盖螺母10、轴套垫床 11、压盖座 12、圆螺母该密封为WB2型机械密封，属外装多弹簧四氟波纹管标准机械密封，不需加冷却水。
旋转接头的结构和工作原理(图解一)
旋转接头的结构和工作原理（图解一）机械密封结构旋转接头(简称旋转接头)的工作原理，是通过轴向力将动环压在补偿静环或游动环上，或者反过来将补偿静环或浮动环(中间环)压在非补偿的动环上，使其保持密封。
动环(空心轴)和壳体、端盖、底盖之间的轴向不密封通路靠O形圈和各种断面的弹性密封圈等加以密封，其结构见图2-4、2-5和2-6。
在一般情况下，每种旋转接头都是由固定、浮动或游动的径向密封元件和旋转的动环(空心轴，球面弹簧座等)以及轴向密封元件一起构成的。
它具有密封面加工精确、费用少和消除空心轴磨损的优点。
为了调整和补偿摩擦副本身的轴向热膨胀以及摩擦剐端面，球面的磨损而造成的不良状态，旋转接头内至少要包含一个弹性元件，例如，弹簧、波纹管。
图2-1为球面或球面和端面组合型密封结构，双向内管旋转式旋转接头。
为什么把密封面做成球面?这是因为球面摩擦运动副结构在间隙允许的范围内自由度较多，能适应配用设备的强烈振动和摇摆。
从图2-1中看出，动环是固定于外管2上的球面体4和由它带动一起旋转并能轴向移动的球面弹簧座17；补偿环是两个静止或游动的凹形环3、5是无油滑动轴承。
这一结构有六个密封点(面)，即a、b、c、d、e、f。
a、b点(面)相对转动密封，，是靠弹簧18和被密封的流体压力在相对运动的球面体(动环)4和17(球面弹簧座)与补偿环(静环或游动环)3接触面(球面)上产生一合适的压紧力，使这两个光洁的球面紧密贴合而达到密封的目的。
两球面之所以必须光洁，零件的同心度，球面度要求较高，是为了给球面创造完全或接近完全贴合和压紧力均匀的条件。
c、d点(面)，是两个端面密封。
当配用设备振动和摇摆不大，压紧力合适时，两个补偿环3一般处于静止状态，属于静密封情况。
当配用设备振动和摇摆强烈，压紧力较大时，由于补偿环3的外径与壳体6的内径之间因留有较大的间隙，它将随球面体(动环)4和17不·同步地在相应的端面上作相对游动，但相匹配的接触端面必须光洁、平直。
(最新整理)机械密封
高压、高温、高真空、高转速、大 直径密封不能解决
可以
加苛求一般，填料更换方便
动、静环表面粗糙度及平直度 要求高，不易加工，成本高， 装拆不便
一般
动、静环要求较高
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二、结构类型
1、内流式和外流式（图3-2）
按介质泄漏方向分为内流式和外流式。
内流式：介质沿半径方向从端面外周向内泄者称为内流式。
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4）114型机械密封
114型机械密封为单端面、单弹簧、非平衡结构，旋转 环是靠推环的拨叉带动耳环传动，按外流外装式设计， 主要用于化工腐蚀泵上。
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2、釜用机械密封标准结构
釜用机械密封标准（HG-、5-751-78至HG5-756-78） 列出了化工反应釜搅拌轴用机械密封六种型式共 108种规格，并规定了密封件的材料级别及主要技 术要求。
按摩擦面对数分为单端面、 双端面和多端面。
单端面：指在密封机构中仅 有一对摩擦副。
双端面：指在密封机构中有 两对摩擦副，且两对摩擦副 处于相同封液压力下（图35）。
密封机构中有两对以上的摩
擦副且密封腔的压力逐渐降
低，根据摩擦副的对数分别
称为双端面、三端面和多端
面。 2021/7/26
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从结构比较来看，单端面比双端面简单，在制造和装拆上较 容易，因而使用很普遍。双端面因要通入带液体（封液）至 密封腔内起“封堵”和润滑作用，就需另设一套装置。单端 面只适用于一般场合。双端面适用于强腐蚀、主温、带悬浮 颗粒及纤维的介质、气体介质、易燃易爆介质、易挥发粘度 低的介质、高真空、贵重物料及要求介质与空气隔绝且允许 内漏的情况。
由前面Pc公式可知，β愈大，K愈小，由于介质引起的
机械密封简介.
易燃、易爆、有毒、可能危及环 境安全、需用特殊结构
密封结构 密封材料 润滑方法 隔离措施 安全措施
6.新型密封 6.1干气密封 6.1.1螺旋槽干气密封结构 干气密封结构主要由加载弹簧、O 形圈、静环以及动环组成。静环 和加载弹簧被安装在静环座中，并依靠 O 形圈进行二次密封。静环一般 用较软的、有自润滑作用的材料 如石墨制造，在弹簧等载荷的作用下， 可沿轴向自由移动。动环依靠轴套固定在旋转轴上并随轴旋转。动环由 硬度高、刚性好且耐磨的材料如碳化钨、碳化硅制造。螺旋槽干气密封 设计的特别之处是在动环表面加工出一系列螺旋状沟槽，深度一般为 2.5～10μ m。 6.1.2 螺旋槽干气密封工作原理 缓冲气体（可以是经过滤后的压缩机出口气、氮气或惰性气体）注 入到密封装置，动、静环在流体静压力和弹簧力的作用下保持贴合，起 到密封的作用。当动环旋转时将被密封气体周向吸入（泵吸作用）槽 内，气体沿槽向槽根部运动，由于受到密封堰的阻碍，气体作减速流动 并被逐渐压缩。在此过程中，气体的压力升高，即产生了流体动压力。 当压力达到一定数值时，具有挠性支承的静环将从动环表面被推开，这 样密封面之间始终保持一层 极薄的气膜（厚度 3～5μ m），所形成的气 膜一方面能有效地使端面分开，保持非接触，另一方面又使相对运转的 两端面得到冷却。同时，密封面间极小的气膜间隙有效地控制泄漏到最 低的水平。
3.3弹簧 机械密封中采用弹簧以保证动环与静环的良好贴合，以及自 动补偿二环端而的磨损。要求弹簧材料耐介质腐蚀，长期工作仍 能保持一定的弹性。常用的有磷青铜、碳素弹簧钢（65Mn、 60Si2Mn、50CrV等）、铬钢（3Cr13、4Cr13等）、不锈钢 （1Cr18Ni9Ti，Cr18Ni12Mo2Ti，0Cr20Ni29Cu4 Mo2）、特殊合金 （Ni66Cu31 Fe）等。 磷青铜弹簧在海水、油类介质中使用良好，60Si2 Mn及65Mn 可用于常温无腐蚀性介质中，50CrV高温油泵中使用较多，3Cr13、 4Cr13弹簧适用弱腐蚀介质，1Cr18Ni9Ti等不锈钢弹簧用于稀硝酸 等介质，强腐蚀介质中一般采用保护涂层予以防腐。 3.4其他零部件 机械密封其它零件如弹簧座、固定环、动环座、静环座、螺 钉、传动销等，这些零件虽非关键部件，其设计选用也不能忽视。 通常这些零件要选择性能良好的材料，常用的有不锈钢、铬钢 等，如腐蚀性不强、使用参数又低可选用碳钢。
双端面机械密封演示幻灯片
轴头设计
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搅拌轴直径计算
影响搅拌轴直径的四个因素 1、扭转变形 2、临界转速 3、扭转和弯矩联合作用下的强度 4、轴封处允许的径向位移
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搅拌轴的力学模型
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按扭转变形计算搅拌轴的直径
刚度条件
583 .6M n max
Gd 4 (1 4 )
[ ]
轴径
d
4.92(
[
M n max
某一带夹套的立式搅拌反应器，设备容积V=2.5 m3，操作容 积V0=2 m3，长径比（H/D）=1，工艺要求传热面积为7 m2， 搅拌功率为1.4KW，搅拌轴转速为50r/min。已知釜内压力为 0.2 Mpa，夹套内压力为0.3 Mpa，内筒壁厚10mm，内筒与 夹 套 采 用 相 同 材 料 ， [ σ]t=113Mpa，σs=235Mpa， G=8×104Mpa。
标准填料箱
表（8-13）
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填料压盖高度：
h (1 ~ 2)H 33
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机械密封
（端面密封）
动、静界面 密封点 径向密封 端面比压
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动环和静环 弹簧压紧装置
密封圈
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机械密封的分类
按密封面的对数分单 双端 端面 面机 机械 械密 密封 封表（8-14）
按密封元件置于釜体内外分内外装装式式机机械械密密封封
（3）导热性要好，能够将摩擦产生的热量尽快传递出去。
（4）高温高压条件下使用的填料，要求具有耐高温性能 及足够的机械强度。
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植物纤维
填料非金属填料动 矿物 物纤 纤维 维
人造纤维
金属填料（钢、铅、铜等）
表（8-13）
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了解机械密封基本原理及构造
一. 国内机械密封的发展
1. 国内机械密封的发展
(1）1959年，兰州炼油厂为解决工艺流程中泵的泄漏，开 始研制机械密封。
（2）1963年一机部通用机械所开始研究硫化氢压缩机机械 密封。
（3）1964年该所成立密封研究组，开始研究开发机械密 封，将引进设备上的机械密封国产化。
西安永华集团有限公司
先进的技术
全面引进，消化和吸收 了美国EG&G Sealol的先进 技术，波纹片采用45度角的 先进工艺，增强了耐压性， 调节了弹力的线性关系，引 进 了 美 国 Sealol 先 进 的 干 气 机封设计加工设备，具有加 工制造各种形式干气机封的 能力。采用先进的电脑自动 设计软件进行产品优化设计 以保证各种工况条件的最佳 使用效果。
材料 SUS316L AM350 17-4PH 3J1 Hastelloy B
Hastelloy C
使用温度 （℃）
特性与用途
备注
≤150 ≤300 ≤500 ≤250 ≤500
≤500
冷作强化奥氏体不锈 钢，耐蚀性较好，抗 松弛稳定性差。
热处理强化不锈钢， 强度和弹性好。 抗 松弛稳定性好，遇水 易晶间腐蚀。
西安永华集团有限公司
企业简介
西安永华集团有限公司是在原西乐机封有限公司（西安永华石化机械 配件厂与美国EG&G Sealol 公司的合资企业）的基础上，全资收购世界 上最大的波纹管机封公司的股份而创建的一个代替进口焊接金属波纹管机 封为主导产品的高科技专业机械密封的制造企业。
公 司 占 地 面 积 13000 多 平 方 米 ， 加 工 设 备 精 良 ， 质 量 检 测 手 段 先 进，技术力量雄厚,管理科学有效。旨在生产国际一流的机械密封产品。 公司可以生产出从低温系列到高温系列，从单双端面机封到串联式机封以 及集装式机封和干气机封。产品的核心组件均精选进口材料，完全可以成 功替代JOHNCRANE 、BURGMANN等公司的同类产品。
典型机封工作原理带图解
机械密封的大体结构，工作原理和常见形式一．大体原件，结构1．端面密封副（静、动环）端面密封副的作用是使密封面紧密贴合，避免介质泄漏。
它要求静、动环具有良好的耐磨性，动环能够轴向灵活地移动，自动补偿密封面磨损，使之与静环良好地贴合；静环具有浮动性，起缓冲作用。
为此密封面要求有良好的加工质量，保证密封副有良好的贴合性能。
2．弹性元件（弹簧、波纹管、隔膜）它要紧起预紧、补偿缓和冲的作用，要求始终维持足够的弹性来克服辅助密封和传动件的摩擦和动环等的惯性，保证端面密封副良好的贴合和动环的跟随性，材料要求耐侵蚀、耐疲劳。
3．辅助密封（& 形圈、. 形圈、/ 形圈、楔形圈和异形圈）它要紧起静环和动环的密封作用，同时也起到浮动缓和冲作用。
要求静环的密封元件能保证静环与压盖之间的密封性和静环有必然的浮动性，动环的密封元件能保证动环与轴或轴套之间的密封性和动环的浮动性。
材料要求耐热、耐寒并能与介质相容。
4．传动件（传动销、传动环、传动座、传动键、传动突耳或牙嵌式联结器）它起到将轴的转矩传给动环的作用。
材料要求耐磨和耐侵蚀。
5．紧固件（紧定螺钉、弹簧座、压盖、组装套、轴套）它起到静、动环的定位、紧固的作用。
要求轴向定位正确，保证必然的弹簧紧缩量，使密封副的密封面处于正确的位置并维持良好的贴合。
同时要求拆装方便、容易就位、能重复利用。
与辅助密封配合处，安装密封圈要有导向倒角和压弹量，应专门注意动环辅助密封件与轴套配合处要求耐磨损和耐侵蚀，有必要时与轴套配合处可采纳硬面覆层。
6．防转件（防转销）它起到避免静环转动和脱出的作用。
要求有足够的长度，避免静环在负压下脱出，并要求正确信位，避免静环随动环旋转。
材料上要求耐侵蚀，在必要时中间可加四氟乙烯套，以避免损坏碳石墨静环。
二．工作原理，大体动作机械密封是由一对或数对动环与静环组成的平面摩擦副组成的密封装置。
依托弹性构件和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面，产生适当的压紧力，使这两个端面紧密贴合，密封端面之间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。