机械密封的类型
机械密封
机械密封
Mechanical Seals
Main Content
机械密封的工作原理 机械密封的类型 机械密封的主要参数 机械密封设计 机械密封材料 机械密封的辅助措施 机械密封失效分析
机械密封
定义：
机械密封是一种旋转机械，如离心 泵、离心机、反应釜和压缩机等的轴封 装置。机械密封，又叫端面密封 (Mechanical End Face Seal)．按国 家有关标准定义：由至少一对垂直于旋 转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹 力（或磁力）的作用以及辅助密封的配 合下保持贴合并相对滑动而构成的防止 流体泄漏的装置。
机械密封材料
（一） 摩擦副材料 根据统计，机械密封的泄漏大约有80％一95％是 由于密封端而摩擦副造成的。除了要保持密封面平 行之外，主要是摩擦副的材料问题。
摩擦副材料应具备下列条件： 机械强度高．能耐压和耐压力变形； 具有耐严磨性，耐高载荷性，自润滑件好； 配对材料的磨合性好，无过大的磨损和腐蚀； 耐磨性好，寿命长； 导热件和散热性好； 耐高温性能好。 Continue
情况之一者，则认为密封失效： ① 从密封系统中泄漏出大量介质； ② 密纣系统的压力大幅度降低； ③ 封液大量进入密封系统（如双端面机械
密封）。
密封失效的外部特征和具体表现形式(P146)
机械密封失效泄漏的原因分析
机械密封失效的主要形式是静、动环之间的磨损失 效。动、静环端面摩擦副通常靠弹簧椎力来压紧， 阻止泄漏。动、静环压得越紧越不易泄漏，但其间 的摩擦力也随之增大，接触端面在较大摩擦力的作 用下会很快磨损，最后失效泄露。
4）过滤
冲洗液、冷却液或封液中混有杂质，必 须过滤后才能使用。分离杂质可采用普 通过滤器。为不影响机器运转，应并联 安装两个，交替使用。也可以采用磁性 过滤器，使铁屑等杂质吸附在过滤器的 磁套上。旋液分离器结构简单，不易堵 塞，广泛用于分离杂质。
盾构机密封(盾构机械设备)
1.密封的机理
密封的机理
流动和耐压：根据帕斯卡原理，施加在静止液体边界上的压力，将以同等大小向液 体所有方向传递，处于接合面间的液态密封胶受到内压作用后，除接合面产生弹性变形 外，还会产生不可逆的牛顿型粘性流动。当间隙很小时仅发生弹性变形，当间隙大时才 发生流动，即开始泄漏。
使用液态密封胶的金属接合面，间隙一般都在0.1mm以下，而且液态密封胶又是粘 度很高的液体，很难发生流动，从而保持了密封性。
容积变化和流动：固体垫片的防泄漏作用是靠垫片的压缩而产生的弹性变形。而液 态密封胶的防漏是在受压和拉伸时容积发生变形，它不存在固体垫片的压缩变形，从而 也就没有压缩疲劳，弹性破坏，应力松弛等现象，而且它总是与连接 界面粘附着的，所 以能防止界面泄漏。
3.密封的种类 密封的种类
模压成型
大多数橡胶密封件均应用此种成型方法，如各种挤压密封、旋转轴唇形密封、往复 动唇形密封圈、复合密封、薄膜密封、波纹管形密封等。
加工成型
如矩形密封、活塞环密封、同轴密封（或滑环组合密封）等。
3.密封的种类
密封的种类
板或条类型材 如橡胶、纤维增强橡胶、粘接石棉纤维、芳族聚酰胺纤维等，板或条类型材多半用
2.密封的类型
密封的类型
密封可分为静密封和动密封两大类。 静密封主要有垫密封、密封胶密封和直接接触密封三大类。 根据工作压力，静密封又可分为中低压静密封和高压静密封。 中低压静密封常用材质较软宽度较宽的垫密封，高压静密封则用材质较硬接触宽度 很窄的金属垫片。 动密封密封可以分为旋转密封和往复密封两种基本类型。 其他按密封件与其作相对运动的零部件是否接触，可分为接触式密封和非接触式密 封；按密封件和接触位置又可分为圆周密封和端面密封，端面密封又称为机械密封。 动密封中的离心密封和螺旋密封，是借助机器运转时给介质以动力得到密封，故有 时称为动力密封。
粉体机械密封
粉体机械密封是一种用于处理粉体物料的装置，旨在防止粉尘和杂质从设备中泄漏出来，同时保持设备内外的良好密封性能。
以下是一些常见的粉体机械密封类型：
1.旋转面密封：这种密封通常由一个旋转的轴和一个固定的密封环组成。
当轴旋转时，密
封环与之接触并形成密封。
它适用于旋转轴上的密封，例如搅拌器、搅拌机等设备。
2.滚动密封：滚动密封通过滚动面之间的接触来实现密封。
滚动密封通常由两个相互接触
的表面，其中一个是固定的，另一个是旋转的。
这种密封适用于高速旋转设备，如离心机、风机等。
3.桶形密封：桶形密封是一种将密封剂填充到密封腔中，并使用压力差来保持密封的方法。
它非常适用于处理具有特殊要求的粉体物料，如易燃、易挥发或对氧化敏感的物料。
4.气体密封：气体密封是通过在密封界面上注入惰性气体（如氮气）来形成压力差，从而
防止粉尘泄漏的方法。
这种密封适用于高温、高速或高粘度的粉体物料处理设备。
5.双机械密封：双机械密封通常由两个独立的密封腔组成，每个密封腔内有一个密封装置。
这种设计可提供更高的密封性能和安全性，特别适用于对环境要求严格的工艺流程。
选择适当的粉体机械密封取决于具体应用的需求，包括粉体物料的性质、工艺条件、设备类型等。
重要的是对密封系统进行良好的维护和定期检查，以确保其正常运行和有效密封。
机械密封各个类型的英文表达方式
机械密封各个类型的英文表达方式我这里列出了34个机械密封分类术语...1.机械端面密封-mechanical face seal2.流体动压式机械密封-hydrodynamic mechanical seal3.切向作用流体动压式机械密封-tangential acting hydrodyna mic mechanical seal4.径向作用流体动压式机械密封-radial acting hydrodynamic mechanical seal5.流体静压式机械密封-hydrostatic mechanical seal6.外加压流体静压式机械密封-outside pressurized hydrostat ic mechanical seal7.自加压流体静压式机械密封-self pressurized hydrostatic m echanical seal8.非接触式密封-non contacting (free contacting) mechani cal seal9.内装式机械密封-internally mounted mechanical seal10.外装式机械密封-externally mounted mechanical seal11.弹簧内置式机械密封-mechanical seal with inside mount ed spring12.弹簧外置式机械密封-mechanical seal with outside mou nted spring13.背面高压式机械密封-mecanical seal with high back pres sure14.背面低压式机械密封-mechanical seal with low back pre ssure15.内流式机械密封-mechanical seal with inward leakage16.外流式机械密封-mechanical seal with outward leakage17.弹簧旋转式机械密封-spring rotating mechanical seal18.弹簧静止式机械密封-spring standing mechanical seal19.单弹簧式机械密封-single-spring mechanical seal20.多弹簧式机械密封-multiple-spring mechanical seal21.非平衡式机械密封-unbalanced mechanical seal22.平衡式机械密封-balanced mechanical seal23.单端面机械密封-single mechanical seal24.双端面机械密封-double mechanical seal25.轴向双端机械密封-axial double mechanical seal26.径向双端面机械密封-radial double mechanical seal27.串联机械密封-tandem mechanical seal28.橡胶波纹管机械密封-rubber-bellows mechanical seal29.聚四氟乙烯波纹管机械密封-PTFE-bellows mechanical se al30.金属波纹管机械密封-l bellows mechanical seal31.焊接金属波纹管机械密封-welded l bellows mechanical s eal32.压力成型金属波纹管机械密封-formed l bellows mechanical seal33.带浮动间隔环的机械密封-mechanical seal with floating i ntermediate ring34.磁力机械密封-magnetic mechanical seal机械密封零件术语的常用词汇....1.sealing ring --密封环2.seal face--密封端面3.seal interface--密封界面4.rotating ring--动环/旋转环5.stationary ring--静环/静止环pensated ring--补偿环7. un-compensated ring--非补偿环8. seal head--补偿环组件9.primary seal--主密封10.secondary seal--副密封11.auxiliary seal--辅助密封12.auxiliary seal ring--辅助密封圈13.bellows--波纹管14.pushing out ring--撑环15.back-up ring--挡圈pensated ring adaptor--补偿环座17.un-compensated ring adaptor--非补偿环座18.spring adaptor--弹簧座19.seal adaptor--波纹管座20.retainer--传动座21.driving screw--传动螺钉22.set screw--紧定螺钉23.snap ring--卡环24.clamp ring--夹紧环25.anti-rotating pin--防转销26.annular seal space--密封腔27.seal chamber--密封腔体28.end cover--密封端盖29.elastic component--弹性元件30.a pair of friction components--摩擦副个人常用机械密封专有词汇inner circulation--内循环outer circulation--外循环self circulation--自循环flush--冲洗flush fluid--冲洗流体quench--阻封quench fluid--阻封流体buffer fluid--隔离流体temperature adjustable fluid--调温流体coolant--冷却流体heating fluid--加热流体sealed medium--被密封介质sealant--密封流体pv --pv值(密封流体压力P与密封端面平均滑动速度V的乘积) limiting pv --密封达到失效时的PV值.它表示密封的水平working pv --极限PV值除以安全系数PcV--端面比压Pc与密封端面平均滑动速度V的乘积limiting PcV --密封达到失效时的PcV值.它表示密封材料的工作能力working PcV --许用PcV值.极限PcV值除以安全系数leakage rate-- 泄漏量run out--跳动wear rate--磨损率operating life--工作寿命operating period--使用期abortive failure--早期失效Operating limits:工作参数Speed/velocity:转速Combination of material:材料组合Halted ring:弹簧挡圈Bellows:波纹管Retainer:传动套，传动座Drive ring:压圈Cup gasket:静环套Spring retainer:弹簧座O-ring: O形圈Tension spring:拉簧Stationary seat:静环形式/静环基座Rotary seat:动环座Drive screw:传动螺钉Wave spring/Bellow spring:波形弹簧Rotary o-ring:动环O形圈Stationary o-ring:静环O形圈Collar:定位套Snap ring/clamp ring:卡环Disc/thrust ring:止推环Wedge ring:楔形环Mating ring:静止环/静环Primary ring:动止环/动环Inventory:存货Agitator:搅拌器Cryogenics:低温学Mixer:搅拌机Refinery:炼油Petrochemical:石化Paramecia:配药Desalination:脱盐Wastewater:污水Impeller:叶轮Fit:安装Lead:石墨，铅Edge:边缘Grade:等级Secondary sealing element:辅助密封材质Hydrostatic:流体静力学的Cross-section:横截面Material code:材料代码Seal size:密封轴径尺寸Assembly number:装配代码Sulphuric:硫酸Nitric acid:销酸Phosphoric acid:磷酸Hydrochloric:盐酸PV—pressure/velocity:压力与转速RS—rotating seat:动环座Multiplier:增效器TC—tungsten carbide:硬质合金Pin:销Engage:接合,啮合Pro剖面/侧面Adapter:适配器Titled:倾斜的Weld/welt:焊接Nested:嵌套的,镶装的Configuration:配置,构造Axial:轴向的,轴的Working height/length:工作高度Tolerance:公差,容差Operating pressure:工作压力FIM—full indicator movement: Lubricity:光滑Gravity:重力Face material:密封面材料Insert/shrink-fitted:镶装的Primary ring adapter:动环座Mating ring adapter:静环座Delivery period:交货期Set screw:固定螺钉Cap screw:帽螺钉Gland:填料函盖Drive retainer:传动套Gland plate:密封座Mean time:平均时Durability:耐用性Thrust ring:推环Clamp ring:卡环Eccentricity:偏心率/度,偏心距Deflection:偏斜,偏差Runout:偏转,溢流Pilot pins: 定位销Bolt:螺栓Screw:螺钉Nut:螺母Washer:垫圈Pin:销Rivet:铆钉Anchor:壁虎Machine screw:机械螺钉Wooden screw:木螺钉Threaded rod螺杆Wire rope clamps:玛卡Hex head pipe plugs:六角形螺塞Phillip:十字槽Spring-loaded pluger: 弹簧销Hex head:六角形头Flange:法兰Seal component materials:密封材料成分Secondary sealing element:辅助密封材料Primary ring:动环Mating ring:静环Hardware:结构件Mechanical loading device (spring):弹簧材料Ovality:椭圆Letter of intent:意向书Rotary ring is whole part or shrink-fitted:动环是整体还是镶装的Leaf:金属薄片End play:轴向间隙Pad:衬垫Asymmetric:不对称的Seal adapter:密封座Tandem:前后的，串联的Inlet:进口Outlet:出口Inboard:内侧/介质端Outboard:外侧/大气端Convection:传送，对流Port:端口，Slot:狭槽Reducing agent:还原剂Notch:槽口，凹口Band:镶边Clogging:堵塞Tune:(弹簧)圈数Foul:淤塞Flatness:平面度Downtime:检修时间Alternative methods:替代方法Wear ring:磨损环Torsion:扭距Cast:铸件Confining:狭窄的Spring seat:弹簧座Plug-proof:防转销Drive ring:推环Push ring: 推环Halted ring: 挡圈Cup gasket: 静环套Rotary ring holder/adapter/carrier: 动环座Axial pipe:轴套Drive ring/plunger collar:压圈Spring retainer/seat: 弹簧座Impeller:叶轮Outside cup gasket: 静环外套Inside cup gasket: 动环内套Spring holder:弹簧垫Seal ring:密封环work:骨架Square ring:方型圈Wave spring:波形弹簧Cylinder spring:圆柱弹簧Coil spring:锥形弹簧Integral seal case:整体密封盒Purity:纯度Density:密度HS—hardness:硬度Tensile strength:抗拉强度Bending strength:抗弯强度Compression strength:抗压强度Thermal conductivity:传热导系数Coefficient of thermal expansion:热膨胀系数Heat resistance:耐热Thermal impact coefficient:热冲击系数Acid resistance:耐酸Medium:介质Porosity:显气孔率Rockwell hardness:洛式硬度Breaking strength:抗析强度Stability of thermal vibration: 抗震稳定性Optical flatness:工作面平整度Roughness:粗糙度Lightbrand:光带Classification:分类Model:型号Thore hardness: 肖氏硬度Feature:特性Stamping:冲压Lobe pump:凸轮泵Step:台阶Crevice:裂缝Crack:裂纹Anticlockwise:逆时针Clockwise: 顺时针Labyrinth seals:迷宫式密封Torque:扭矩Throttle:节流圈/节流阀Bushing:轴衬Bearing:轴承Sealant:密封剂Pitch:螺距,节距Depth:深度Stuffing:填塞料BDC-bolt circle pitch diameter 中心距EMS:express mail service 邮政快递Thrust plate:止推板Surface finish:表面抛光End-fittings:端面安装Spare pats:配件Split seals:剖分式密封Running account:往来帐户NPT:normal pressure and temperature 常温常压Thread:螺纹Cushion:衬垫Pneumatics:气体力学GmbH—Gesellschaftmit beschrankter Hafltung 股份有限公司(德国)Electropolish 电解法抛光CAM—computer aided manufacturing 计算机辅助设计c/w: complete with 包括;caution/warning 小心与警告ASTM:American society of testing material 美国试验材料协会Squareness: 垂直度Concentric circle :同心圆Credit note/debit note/payment slip:银行水单EDGE: electronic data gathering equipment 电子数据采集设备Cavity:凹口/槽Proprietary design:专有设计TIR—total indicator reading 指针读数TIR—temperature indicator recorder 温度指示记录器Abutment:邻接,接合齿Melting point:熔点Boiling point:沸点Automatic lathes:车床Groove: 凹槽，开槽于Chamfer:倒角Bottom chamfer背倒角:CC: center line 中心线Thru: 穿过Wire DIA: 丝径Free length:自由高度Type of ends—close ground: 拼圈Conversion sheet:换算表General speaking: stationary seat should be harder tha n the rotary facePolypropylene:聚丙烯Polyethylene:聚乙烯PTFE—polytetrafluoroethylene聚四氟乙稀PVC:聚氯乙稀PVDF-polyvinylidene fluoride 聚偏氟乙稀CTFE-chlorotrifluor ethylene 三氟氯乙稀Consolidated shipment:合并装运Polishing:抛光Smoothness:光滑Flatness:平面度Roughness:粗糙度Impurity:杂质Bubble:气泡Defect/flaw:缺陷Surface:表面Air hole/pore气孔:Burr:毛刺Nick:划痕Thick:厚Thin:薄Spot welding:点焊Fastness:牢固Distortion/transfiguration:变形Brightness/lucency polishing:光亮抛光Matted polishing:暗淡抛光Rockwell hardness:洛氏硬度Shaw hardness:肖氏硬度Luster:光泽WRT:with regard toLatex paint 乳胶涂料:England-U.Krussian-Rugerman-DEFrench-FRSpanish-ESGreek-GRItalian-ITUnited states-U.S.AWelt/brazed:焊接的Tandem arrangement:串联式Back-to-back arrangement:背对背式Fitting length:安装长度Tolerance:容差Axial movement:轴向窜动量Torque transmission:扭矩传递Operating limits运行范围:Seal face:动环Stationary seat:静止环Drive key:键驱动Nut:螺母/螺帽Screw:螺钉Pin:销Bolt:螺栓Operating temperature:运行温度Right-handed (RH) screw:右旋螺钉Left-handed (LH) screw:左旋螺钉Screw thread:螺纹Screw thread groove:螺纹槽Screw type:螺纹型Spiral/helix: 螺旋Cash remittance:汇款单Cutaway:剖视图GB-Guobiao:我国国家标准Abmessung: dimensionSiliziumkarbid: silicon carbideFeder: springKeramic: ceramicTack weld:间断焊Carrier:支座,托架Keyway:键槽Undercut:底切Washer:垫圈Tooling charge / modeling charge:开模费RH—rockwell hardness / right hand 洛氏硬度 / 右旋Pitch of screw:螺距GP-general purpose:普通箱CBM-cubic meter:立方米MT-metric ton公吨HC-high cubic高箱Freight prepaid:运费预付Freight collect:运费到付House B/L:分提单(由货代开出)Ocean B/L:总提单(般公司开出)SWBL-sea waybill:海运单AWBL-air waybill:空运单B/N:货物单S/O:装运单D/R:场站收据CLP:装箱单D/O:提货单(dispatch/order)Surcharge:附加费Bunker surcharge::燃油附加费B.A.F—bunker adjustment factor: 燃油附加费CY-container yard:集装箱堆场CFS-container freight station::集装箱货运站(处理拼箱货的场所)TEU-twenty-feet equivalent unit:集装箱计算单位FCL-full container load 整箱货LCL-less than container 拼箱货Slot number: 箱位号集装箱0402D1 含义如下:04-bay number 排号(横号)02:row number 行号D1:river numberD—在甲板上; H—在舱内C.C—collect 到付P.P—prepaid 预付INCOTERMS 2000-International Rules for the Interpretat ion of trade terms 2000年国际贸易术语解释通则Carbon steel:碳钢Rpm: round per minute / revolutions per minute 每分钟转数Sliding surface:滑动面积RA-remedial action 矫正措施.restricted areas 受限区域性; remittance advice 汇款通知Ra-Rate of appearance 外观等级Perpendicularity:垂直度Clearance:间隙Counterface:对立面Retain:护圈,挡板Nanometer(nmgates橡胶英语翻译[color=blue][size=4]纺丝spinning干纺dry spinning湿纺wet spinning干湿法纺丝dry wet spinning干喷法纺丝dry jet wet spinning溶液纺丝solution spinning乳液纺丝emulsion spinning乳液闪蒸纺丝法emulsion spinning喷射纺丝jet spinning喷纺成形spay spinning液晶纺丝liquid crystal spinning熔纺melt spinning共混纺丝blended spinning凝胶纺丝gel spinning反应纺丝reaction spinning静电纺丝electrostatic spinning高压纺丝high-pressure spinning复合纺丝conjugate spinning无纺布monofilament/ monofil单丝multifilament全取向丝fully oriented yarn中空纤维hollow fiber皮芯纤维sheath core fiber共纺cospinning冷拉伸cold drawing/ cold stretching单轴拉伸uniaxial drwaing/ uniaxial elangation 双轴拉伸biaxial drawing皮心效应skin and core effect皮层效应skin effect防缩non-shrink熟成ripening垂挂sag定型sizing起球现象pilling effect捻度twist旦denier特tex纱yarn股strand粘合adhesion反应粘合reaction bonding压敏粘合pressure sensitive adhesion底漆primer浸渍impregnation浸渍树脂sovent impregnated resin基体matrix聚合物表面活性剂polymetic surfactant高分子絮凝剂polymeric surfactant预发颗粒pre-expanded bead高分子膜polymeric membraneH-膜H-filmLB膜langmuir blodgett film (LB film)半透膜semipermeable membrane反渗透膜reverse osmosis membrance多孔膜anisotropic membrane各向异性膜anisotropic membrance正离子交换膜cation exchange membrane 负离子交换膜anionic exchange membrane 吸附树脂polymeric adsorbent添加剂additive固化剂curing agent潜固化剂latent curing agent硫化剂vulcanizing agent给硫剂sulfur donor agent/ sulfur donor硫化促进剂vulcanization accelerator硫化活化剂vulcanization activatior活化促进剂activating accelerator活化剂activator防焦剂scroch retarder抗硫化返原剂anti-reversion agent塑解剂peptizer偶联剂coupling agent硅烷偶联剂silane coupling agent酞酸酯偶联剂titanate coupling agent铝酸酯偶联剂aluminate coupling agent增强剂reinforcing agent增硬剂hardening agent惰性填料inert filler增塑剂plasticizer辅增塑剂coplasticizer增粘剂tackifier增容剂compatibilizer增塑增容剂plasticizer extender分散剂dispersant agent结构控制剂constitution controller色料colorant荧光增白剂optical bleaching agent抗降解剂antidegradant防老剂anti-aging agent防臭氧剂antiozonant抗龟裂剂anticracking agent抗疲劳剂anti-fatigue agent抗微生物剂biocide防蚀剂anti-corrosion agent光致抗蚀剂photoresist防霉剂antiseptic防腐剂rot resistor防潮剂moisture proof agent除臭剂re-odorant抗氧剂antioxidant热稳定剂heat stabilizer抗静电添加剂antistatic additive抗静电剂antistatic agent紫外线稳定剂antistatic agent紫外光吸收剂ultraviolet stabilizer光稳定剂light stalibizer/ photostabilizer光屏蔽剂light screener发泡剂foaming agent物理发泡剂physical foaming agent化学发泡剂chemical foaming agent脱模剂releasing agent内脱模剂internal releasing agent外脱模剂external releasing agent阻燃剂flame retardant防火剂fire retardant烧蚀剂ablator润滑剂lubricant润湿剂wetting agent隔离剂separant增韧剂toughening agent抗冲改良性剂impact modifier消泡剂antifoaming agent减阻剂drag reducer破乳剂demulsifier粘度改进剂viscosity modifier增稠剂thickening agent/ thickener阻黏剂abhesive洗脱剂eluant附聚剂agglomerating agent后处理剂after-treating agent催干剂driver防结皮剂anti-skinning agent纺织品整理剂textile finishing agent[/size][/color]。
机械密封的种类划分
机械密封的种类划分
机械密封是指通过机械装置实现的，用于阻止流体在旋转轴或者固定轴上泄漏的密封装置。
根据不同的结构和工作原理，机械密封可以分为以下几种类型：
1.单端面机械密封：也称为单端面密封，是最常见的一种机械密封。
其结构包括一个旋转环和一个固定环，通过轴向压力和摩擦力来实现密封。
常见的单端面机械密封有填料密封、弹性元件密封和气体密封等。
2.双端面机械密封：也称为双端面密封，是在旋转轴两端都设置密封装置的一种密封形式。
它通常由两个单端面密封组成，通过中间的液体或者气体来实现密封。
双端面机械密封适用于高压、高速、高温和腐蚀性介质等工况。
3.波纹管机械密封：波纹管机械密封利用波纹管的柔性特性，通过波纹管的弹性变形来实现密封。
它具有较好的适应性和自适应性，能够补偿轴向和径向的偏心和振动。
4.磁力密封：磁力密封利用磁力场作用，将旋转轴与固定轴之间形成一个无接触的密封区域，实现无泄漏的密封效果。
磁力密封具有无摩擦、无磨损、无润滑等优点，适用于高速、高温、易燃易爆和有毒有害介质的密封。
5.液体密封：液体密封是通过液体填充密封腔，通过液体的静压力和摩擦力来实现密封。
液体密封适用于高压、高速、高温和腐蚀性介质等工况。
机械设计手册之 密封装置
一、 非接触式动密封 1、间隙密封 间隙密封是靠相对运动件的配合面之间的微小间隙 防止泄漏而实现的密封，它的工作原理是基于流体黏性 摩擦理论，即当油液通过缝隙时存在一定的黏性阻力而 起密封作用。
2、离心密封 离心密封主要是利用轴在旋转时产生的离心力，将泄 漏出来的润滑油再甩回到油腔。也有在轴上直接开螺旋 槽，在紧贴轴承处安装一甩油环，将油再甩回去，螺旋 槽的旋转方向要保证轴在旋转时是使油甩到油腔里，而 不是相反，这种密封通常只能在单向回转的轴上使用。
法兰
缸体
金属空心 O 形环 压紧状态
缸体 金属空心 O 形环 自由状态
工作，温度范围为-250℃650℃。
Hale Waihona Puke 四、密封胶密封用刮涂、压注等方法将密封胶涂在要压紧的两个
面上，靠胶的浸润性填满密封面的凹凸不平处，形成 一层薄膜，能有效起到密封作用。它密封牢固，方法 简单，效果好，但耐温性差，通常用于150℃以下。
（4） 无机材料 石墨和工程陶瓷，如氧化铝瓷、 滑石瓷、金属陶瓷氧化硅等。主要用于垫片、软填料、 硬填料、密封件、机械密封、间隙密封等。可耐酸、 耐碱，最高可耐温度800℃。 （5） 金属材料 黑色金属有碳钢、铸铁、不锈钢 等，有色金属有铜、铝、锡、铅等，硬质合金有钨钴 硬质合金、钨钴钛硬质合金等，贵重金属有金、银、 铟、钽等。主要用于垫片、软填料、硬填料、成型填 料、防尘密封件、机械密封、间隙密封等。可耐酸、 耐碱，最高可耐温度450℃。贵重金属主要用于高真空、 高压和低温等场合。
法兰之间
上法兰 封头
轴承端盖和箱体之间
罐体 下法兰 垫片
密封垫片 轴承
垫片
法兰盖
轴承端盖 轴
管道 法兰
法兰和法 兰盖之间
机械密封的分类及维护
机械密封的分类及维护机械密封又称端面密封（Mechanical End Face Seal），是旋转轴用动密封。
机械密封性能可靠，泄漏量小，使用寿命大，功耗低，不需经常维修，且能适应于生产过程自动化和高温、低温、高压、真空、高速以及各种强腐蚀性介质等苛刻工况的密封要求。
1机械密封的工作原理机械密封是靠一对或几对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持接合并配以辅助密封而达到的阻漏的轴封装置。
常用的机械密封结构如图1-1所示。
它主要由静止环1、旋转环2、弹性元件3、弹簧座4、紧定螺钉5、辅助密封圈6等组成。
防转销7固定在压盖9上以防止静止环1转动。
旋转环和静止环往往还可以根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿环。
机械密封中流体可能泄漏的途径有4种，如图1-1中 A、B、C、D四个通道。
其中C、D泄漏通道上分别有静止环与压盖、压盖与壳体之间的密封，二者均属静密封。
B通道上有旋转环与轴之间的密封，当端面磨损时，它仅能追随补偿环沿轴向作微量的移动，实际上它在轴与旋转环间起着静密封作用。
因此，这些泄漏通道相对来说比较容易封堵。
静密封元件最常用的有橡胶O形圈或聚四氟乙烯V形圈，而作为补偿环的旋转环或静止环辅助密封，有时采用兼备弹性元件功能的橡胶，聚四氟乙烯材料及金属波纹管的结构。
A通道则是旋转环与静止环的端面彼此结合构成相对滑动的动密封。
它是机械密封装置中的主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键。
因此，对密封端面的加工要求很高（平面度为0.0009mm，表面粗糙度Ra≤0.1μm，软环Ra≤0.2μm）。
为了使密封端面间保持必要的润滑油膜，必须严格控制端面上的单位面积压紧力，端面上单位压力过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面的磨损。
端面上单位压力过小，泄漏量增加。
所以，要获得良好的密封性能又有较长的寿命，在设计和安装机械密封时，一定要保证端面单位压力值在最适当的范围内。
第六章 机械密封
按密封端面接 触状态
按弹簧元件的 运动状态
按密封端面数 目
14
按静环安装位 置
按密封流体在 密封端面引起 的卸载程度
按工作条件
按介质泄漏方 向
按弹性元件的 结构和布置
按用途
1) 按密封端面接触状态分类
密封 端面 接触 状态
接触式 非接触式 半接触式
流体压力与弹性元件压力下机 械密封，端面名义间隙小，多 在混合和边界润滑下运行。
d
2 2
d12
式中 p ——密封流体压力，指机械密封内外侧流体的压差。
(6-4)
p p1 p2 10
(6-5)
6.1.3 力学分析
载荷系数 K 指密封流体压力作用在补偿环上，使之对于非补偿环趋于闭合的有效作
用面积 Ae 与密封环带面积 A 之比。其物理本质是密封流体压力作用比压 pe 与密封流体压力 p 之比。
3
6.1.2机械密封的基本结构、工作原理*
1
2
冲洗液
3
4
5
D
6
B
C A
10 9
87
图6-1 机械密封结构原理
1—弹簧座；2—弹簧；3—旋转环(动环)；4—压盖；5—静环密封圈；6—防转 销；7—静止环(静环)；8—动环密封圈；9—轴(或轴套)；10—紧定螺钉 A，B，C，D—密封部位(通道)
4
机械密封基本元件的作用*
Ae
4
d22 db2
(6-3)
式中，db 为滑移直径，也称为平衡直径，指密封流体压力作用在
补偿环辅助密封圈处的轴(或轴套)的直径。
密封流体压力作用比压 pe 单位密封面上承受的流体压力所施
加的使密封端面闭合的力。
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机械密封的类型
2.1 按工作参数分类
机械密封按不同工作参数分类见表29.7-1。
表29.7-1 机械密封按工作参数分类
2.2 按结构型式分类
机械密封按结构型式分类，其基本类型有：
（1）平衡式和非平衡式机械密封
能使介质作用在密封端面上的压力卸荷的为平衡式，不能卸荷的为非平衡式。
按卸荷程度不同，前者又分为部分平衡式（部分卸荷）和过平衡式（全部卸荷）。
平衡式密封（图29.7-2a）端面上所受的作用力随介质压力的升高而变化较小，因此适用于高压密封；非平衡式密封（图29.7-2b）密封端面所受的作用力随介质压力的变化较大，因此只适用于低压密封。
平衡式密封能降低端面上的摩擦和磨损，减小摩擦热，承载能力大，但其结构较复杂，一般需在轴或轴套上加工出台阶，成本较高。
后者结构简单，介质压力小于0.7MPa时广泛作用。
（2）内置式和外置式机械密封
弹簧和动环安装在密封箱内与介质接触的密封为内置（装）式密封（见图29.7-3a）；弹簧和动环安装在密封箱外不与介质接触的密封为外置（装）式密封（见图29.7-3b）。
前者可以利用密封箱内介质压力来密封，机械密封的元件均处于流体介质中，密封端面的受力状态以及冷却和润滑情况好，是常用的结构型式。
外置式机械密封的大部分零件不与介质接触，暴露在设备外，便于观察及维修安装。
但是由于外置式结构的介质作用力与弹性元件的弹力方向相反，当介质压力有波动，而弹簧补偿量又不大时，会导致密封环不稳定甚至严重泄漏。
外置式机械密封仅用于强腐蚀、高粘度和易结晶介质以及介质压力较低的场合。
图29.7.2 平衡式与非平衡式机械密封
a）平衡式；b）非平衡式
图29.7-3 内置式和外置式机械密封
a）内置式；b）外置式
（3）内流式和外流式机械密封
介质泄漏方向与离心力方向相反的密封为内流式密封（见图29.7-4a）；介质泄漏方向与离心力方向一致的密封为外流式密封（见图29.7-4b）。
由于内流式密封中离心力阻止泄漏流体，其泄漏量较外流式少，前者适用于高压，速度高时，密封可靠。
为加强端面润滑采用后者较合适，但介质压力不宜过高，一般为1～2MPa。
（4）静止式和旋转式机械密封
弹簧不随轴一起旋转的密封为静止式密封（见图29.7-5a）；弹簧随轴一起旋转的密封为旋转式密封（见图29.7-5b）。
由于静止式密封的弹簧不受离心力影响，常用于高速机械密封中。
旋转式机械密封的弹性元件装置简单，径向尺寸小，是常用的结构，但不宜用于高速条件，因高速情况下转动件的不平衡质量易引起振动和介质被强烈搅动。
因此，线速度大于30m/s时，宜采用弹簧静止式机械密封。
图29.7-4 内流式和外流式机械密封
a）内流式；b）外流式
图29.7-5 静止式和旋转式机械密封
a）静止式；b）旋转式
（5）单弹簧式和多弹簧式机械密封
补偿机构中只有一个弹簧的机械密封称为单弹簧式机械密封（见图29.7-6a）或叫大弹簧式机械密封，补偿机构中含有多个弹簧的机
械密封称多弹簧式机械密封（见图29.7-6b）或小弹簧式机械密封。
单弹簧式机械密封端面上的弹簧压力，尤其在轴径较大时分布不够均匀。
多弹簧式机械密封的弹力簧压力分布则相对比较均匀，因此单弹簧式的机械密封常用于较小轴径（d≯80～150mm轴径），而多弹簧式适用于大轴径高速密封。
但多弹簧的弹簧丝径细，由于腐蚀或结晶颗粒积聚易引起弹簧失效，这时宁可采用单弹簧式。
图29.7-6 单弹簧式和多弹簧式机械密封
a）单弹簧式；b）多弹簧式
（6）单端面式和双端面式机械密封
由一对密封端面组成的为单端面密封（见图29.7-7a），由二对密封端面组成的为双端面密封（见图29.7-7bc）。
单端面密封结构简单，制造、安装容易，一般于介质本身润滑性好和允许微量泄漏的条件，是常用的密封型式，当介质有毒、易燃、易爆以及对泄漏量有严格要求时，不宜使用。
双端面密封有轴向双端面密封和径向双端面密封。
沿径向布置的双端面密封结构较轴向双端面密封紧凑。
双端面密封适用于介质本身
润滑性差、有毒、易燃、易爆、易挥发、含磨粒及气体等。
轴向双端面密封有面对面或背靠背布置的结构，工作时需在两对端面间引入高于介质压力0.05～0.15MPa的封液以改善端面间的润滑及冷却条件，并把介质与外界隔离，有可能实现介质“零泄漏”。
（7）接触式和非接触式机械密封
接触式机械密封（见图29.7-8a）是指密封面微凸体接触的机械密封，密封面间隙h=0.5～2μm。
摩擦状态为混合摩擦和边界摩擦；非接触式机械密封是指密封面微凸体不接触的机械密封，密封面间隙对于流体动压密封h＞2μm，对于流体静压密封h＞5μm。
摩擦状态为流体摩擦、弹性流体动力润滑。
图29.7-7 单端面式和双端面式机械密封
a）单端面式；b）轴向双端面式；c）径向双端面密封普通机械密封大都是接触式密封，而可控间隙机械密封是非接触式密封。
接触式密封结构简单、泄漏量小，但磨损、功耗、发热量都较大。
在高速、高压下使用受一定限制。
非接触式密封发热量、功耗小，正常工作时没有磨损，能在高压高速等苛刻工况下工作，但泄漏量较大。
非接触式又分为流体静压（见图29.7-8b）和流体动压（见图29.7-8c）两类。
流体静压密封，系指利用外部引入的压力流体或被密封介质本身，通过密封端面的压力降产生流体静压效应的密封。
流体动压密封系指利用端面相对旋转自行产生流体动压效应的密封，如
螺旋槽端面密封。
（8）单级式和双级式机械密封
使密封介质处于一种压力状态为单级（见图29.7-9a），处于二种或二种以上压力状态为双级或多级机械密封（见图29.7-9b）。
前者与单端面密封相同，后者各级密封串联布置，介质压力依次递减，可用于高压工况。
（9）波纹管型机械密封
波纹管材料有金属、聚四氟乙烯、橡胶等，分别称为金属（见图29.7-10a）、聚四氟乙烯（29.7-10b）和橡胶波纹管型（见图29.7-10c）机械密封。
波纹管型密封在轴上没有相对滑动，对轴无磨损，跟随性好，适用范围广。
金属波纹管与焊接金属波纹管和液压成型波纹管，其本身能代替弹性元件，耐蚀性好，可在高、低温下使用。
聚四氟乙烯耐蚀性好，可用于各种腐蚀介质中。
橡胶价格便宜，使用广泛，使用温度受橡胶材料的限制。
图29.7-8 接触式和非接触式机械密封
a）接触式；b）静压效应密封；c）动压效应密封
图29.7-9 单级式和双级式机械密封a）单级式；b）多级式
图29.7-10 波纹管型机械密封
a）焊接金属波纹管机械密封；b）聚四氟乙烯波纹管机械密封；c）
橡胶波纹管型。