非接触式机械密封技术
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。
机械密封原理
机械密封的安装注意事项
10、动环安装后,必须保证它在轴上轴向移动 灵活（用动环压弹簧,然后能自由地弹回来） 。 11、安装时应看下轴的窜动量是不是太大了 ，或者是你安装密封时光面就已经坏了，平 衡盘是不是没有贴近摩擦面，这时才能安装 机封，机械密封的压缩量是5毫米左右，要用 深度尺测下。 如何确定机械密封弹簧的压缩量 （1）机械密封弹簧压缩量测量直接用卡尺测 就是，先测量在自由状态下的弹簧伸缩量， 再测量机封安装到位后的量，相减就是压缩 量。
机械密封的分类
1、按用途分类 （1）按应用的工业部门分类有运输机械制 造业、家用电器制造业、动力机械和泵制 造业、化学工业及石油工业、国防工业、 船舶制造业等部门用的机械密封。 （2）按应用的主机分类泵、釜、离心机、 风机、潜水电机、冷冻机、内燃机、冷却 水泵、船用泵以及其他主机用的机械密封 。
机械密封的分类
机械密封的分类
（8）按补偿环离密封端面最远的背面处 于流体的低压侧或高压侧分为背面低压 式机械密封及背面高压式机械密封。 （9）密封端面直接接触为接触式机械密 封,反之为非接触式,其又可分为流体静压 式和流体动压式机械密封。 （10）按有否波纹管零件分为非波纹管 型及波纹管型机械密封、波纹管有液压 成型金属波纹管、焊接金属波纹管、聚 四氟乙烯波纹管和橡胶波纹管等几种。
机械密封的安装注意事项
4、安装中,要在动环和静环(尤其是密封端面上), 辅助密封圈、轴和端盖上抹透平油或洗洁精,减 小摩擦力,以免损坏静环的密封端面及辅助密封 圈。 5、装配辅助密封圈。 1)橡胶辅助密封圈不能用汽油、煤油浸泡洗涤, 以免胀大变形,过早老化。 2)O形密封圈装于动环组件或静环组件上后,要顺 理,不让其扭曲,使毛边处于自由状态时的横断面 上。 3)推进组件时,要防止O形密封圈损伤。主要损伤 形式有掉块、裂口、碰伤、卷边和扭曲。
油封密封及工作原理
油封密封及工作原理油封是机械密封的一种形式，其主要作用是防止液体或气体从机械系统中泄漏或外部杂质进入机械系统中。
油封的广泛应用范围包括汽车、工厂生产设备、机械工具、豪华游艇等。
本文将介绍油封密封及其工作原理。
油封的种类现代油封通常是由多种材料组成的，包括弹簧、密封唇、压实部件、壳体和可调节部件等。
根据用途和应用要求的不同，油封可以分为以下几类。
机械式油封：机械式油封的优点是结构简单、操作方便，可大幅降低机械系统的泄漏率。
非接触式油封：非接触式油封最常见的形式是气体密封和真空密封。
它们主要用于高速设备、污染物手段要求高、对生产环境方面有要求的工业设备等领域。
流动式油封：流动式油封是指利用流体动力学原理实现密封的油封形式，如旋转轴封和可调节油封。
油封的工作原理油封的工作原理是基于对密封唇和压实部件的设计、材料的选择、和运动状态下的润滑剂等因素的评估。
一般来说，当机械系统进入运动状态时，润滑剂（通常是油）与油封的接触粘附力会产生一个压力差，使密封唇产生一个从液体到机械系统内的压力变化，这一变化可以防止液体进入机械系统。
此外，环形弹簧会使压实部件紧紧地贴着机械系统的轴线，形成合适的压实力。
在工作时，油封密封唇和压实部件间始终存在一定程度的相对运动，这种持续的摩擦产生的磨损和热量可能会影响油封的性能。
油封的选择油封的选择主要基于以下几个因素。
工作环境：在选择油封时必须考虑环境温度、湿度、机械系统的精度和运动状态以及工作环境的消音、污染等要求。
工作压力：油封的耐压能力应该匹配机械系统的使用压力，以避免因耐压不足而导致液体泄漏问题。
润滑剂类型：不同类型的润滑剂润滑效果不同，油封要与某一种或几种特定的润滑剂相配合使用。
材料选择：油封的材料应该考虑工作条件下的化学性质、耐磨性和耐腐蚀性等因素。
油封的安装油封的安装是确保高效工作的关键环节，关于油封的安装应注意以下几个方面。
因液压力引起的摩擦应在工作前尽力减少，应加上磨擦苏打粉或润滑剂，以保护液压元件。
机械密封结构型式详解
机械密封结构型式详解随着科学技术和生产的发展，流体机械和流体工程的应用范围不断扩大，高温密封、纸温密封、超低温、强腐蚀、易燃、易爆、有毒、放射性介质、高压密封、高真空密封以及含各种杂质等悬浮颗粒介质的密封也都应运而生。
保证密封的可靠性和使用寿命，是当前密封研究、设计制造、使用等各方面最重要的课题之一。
密封的功能是阻止泄漏。
起密封作用的零部件称为密封件，简称为密封。
较复杂的密封，尤其是带有附属系统的，则称为密封装置。
流体密封包括流体静密封和流体动密封。
相对静止结合面(即密封面)间的密封称为静密封;相对运动的结合面的密封称为动密封。
对流体机械和流体工程而言，密封是不可缺少的零部件，在众多机器设备中，虽然密封一般只占整个机器较小的比重，但往往直接决定了整台甚至整套设备的安全性、可靠性和耐久性。
从而成为评价诸多机械产品质量的一个重要指标。
尤其在石化等工业中，输送、处理和储存的流体许多是具有易燃、易爆、腐蚀和有毒类的介质，一旦密封出现故障，甚至失效现象，后果是严重的，轻则影响产品质量、污染环境，危及周围人员的健康，严重时会导致火灾、爆炸、人员伤亡甚至大面积、长时间的生态环境恶化，前苏联切尔诺利核电站核燃料泄漏而造成极为严重的事故，就是教训深刻的事例。
此外，对于核电站的循环泵，高压聚乙烯中的高压压缩机，聚丙燃中的反应釜等设备，其中的密封则属于决定性的技术。
密封还直接关系到物质和能源的节约。
在全部能源消耗中各种动力机械和流体机械所占的比重最大。
而这些机械由于存在着内漏和外漏，致使容积效率往往很低，其损失可达到总功率的10%以上，小型机器甚至出现40~50%的情况。
某些密封装置本身的摩擦功率消耗也不小。
如活塞环的摩擦损失占整台发动机摩擦损失的2/3。
离心叶轮密封消耗的功率可能达到总的轴功率的1/3。
至于改进密封，杜绝跑、冒、滴、漏，减少物料损失。
则是直接的效益。
如炼油厂用的油泵使用填料密封时，每台泵年漏油量约10m3，现推广使用机械密封，年漏油量降至0.1m3以下，以1000台泵计每年节油就近1000m3，若各类流体机械都采用恰当或先进的密封技术，在节约物质和节约能源方面的效益将是十分可观的。
最全机械密封知识(概述原理、优缺点、安装使用、渗漏原因、摩擦副材料)
10.常见的渗漏现象
11.机械密封正常运行及维护问题
12.机械密封摩擦副材料宝典
13.机械密封常用型号
一、机械密封概述
机械密封（端面密封）是一种用来解决旋转轴与机体之间密封
的装置。它是由至少一对垂直于旋转轴线的端面的流体压力和补偿
机构弹力（或磁力）的作用及辅助密封的配合下保持贴合下并相对
滑动而构成防止流体泄漏的装置，常用于泵、压缩机、反应搅拌釜
最全机械密封知识（概述原理、优缺点、安装使
用、渗漏原因、摩擦副材料）
中国工业清洗
导
读
1.机械密封概述
2.机械密封优缺点
3.机械密封工作原理
4.机械密封常用材料选用
5.密封材料的种类及用途
6.机械密封安装、使用技术要领
7.机械密封在工业方面发展及应用
8.机械密封冲洗方案及特点
9.机械密封典型失效原因分析
1 / 26
等旋转式流体机械，也用于齿轮箱、船舶尾轴等密封。因此，机械 密封是一种通用的轴封装置。
机械密封结构多种多样，最常用的机械密封结构是端面密封。 端面密封的静环、动环组成一对摩擦副，摩擦副的作用是防止介质 泄漏。它要求静环、动环，具有良好的耐磨性，动环可以在轴向灵 活的移动，自动补偿密封面磨损，使之与静环良好的贴合；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。构成机械密封的基本元件有静环、动 环、压盖、推环、弹簧、定位环、轴套、动环密封圈、静环密封圈 轴套密封圈等。
（2）寿命长。在机械密封中，主要磨损部分是密封摩擦副端 面，因为密封端面的磨损量在正常工作条件下不大，一般可以连续 使用 1～2 年，特殊场合下也用到 5～10 年。
（3）运转中无需调整。由于机械密封靠弹簧力和流体压力使 摩擦副贴合，在运转中自动保持接触，装配后就不用像普通软填料 那样需调整压紧。
机械密封冲洗方案及特点
上述几类密封的结构特点是：采用浅槽，且膜厚和 流槽的深均属微米级，并采用润滑槽，径向密封坝和 周向密封堰组成密封和承载部分。也可以说开槽密封 是平面密封和开槽轴承的结合。其优点是泄漏量小 （甚至无泄漏）、膜厚大，消除接触摩擦、功耗和发 热量小。热流体动压密封技术它是利用各种形状较深 的密封面流槽，造成局部热变形，以产生流体动力楔 效应。这种具有流体动压承载能力的密封，称之为热 流体动力楔密封。
一、内冲洗 1、正冲洗 1）特点：利用工作主机的被密封介质，由泵的出口端通过管路引入密 封腔。 2）应用：用于清洁流体， p1稍大于p进，当温度高或有杂质时，可在 管路上设置冷却器、过滤器等 2、反冲洗 1）特点：利用工作主机的被密封介质，由泵的出口端引入密封腔，冲 洗后通过管路流回泵入口。 2）应用：用于清洁流体，且p进<p1<p出，当温度高或有杂质时，可 在管路上设置冷却器、过滤器等。 3、全冲洗 1）特点：利用工作主机的被密封介质，由泵的出口端通过管路引入密 封腔，冲洗后再经管路流回泵入口。
c.按泵旋向盘车，检查是否轻快均匀。
如盘车吃力或不动时，则应检查装配尺寸
是否错误，安装是否合理。
H10进口型机械密封
2.安装与停运 a.启动前应保持密封腔内充满液体。对于输送凝固的
介质时，应用蒸气将密封腔加热使介质熔化。启动前必 须盘车，以防止突然启动而造成软环碎裂。
b.对于利用泵外封油系统的机械密封，应先启动封油 系统。停车后最后停止封油系统。
密封材料的种类及用途
密封材料应满足密封功能的要求。由于被密封的介质不 同，以及设备的工作条件不同，要求密封材料的具有不同 的适应性。对密封材料的要求一般是：
1） 材料致密性好，不易泄露介质。 2） 有适当的机械强度和硬度。 3） 压缩性和回弹性好，永久变形小。 ST80 型机械密封 4） 高温下不软化，不分解，低温下不硬化，不脆裂。 5） 抗腐蚀性能好，在酸，碱，油等介质中能长期工作， 其体积和硬度变化小，且不粘附在金属表面上。 6） 摩擦系数小，耐磨性好。 7） 具有与密封面结合的柔软性。 8） 耐老化性好，经久耐用。 9） 加工制造方便，价格便宜，取材容易。HR进口型机械密封
泵选型(密封篇)
第四章泵的密封概述密封的功能是阻止泄漏，把起密封作用的零部件称之为密封件；把放置密封件部位称之为密封腔或密封室。
带有辅助系统的复杂的密封，称为密封系统。
静止部位的密封称为静密封，有相对运动部位的密封称为动密封。
常用的动密封主要是旋转轴密封（离心泵轴密封）和往复杆密封，简称轴封和杆封。
第一节常用密封类型及应用泵用密封的分类有多种方法，主要可以分成接触式、非接触式、组合式、全封闭密封四大类。
一般来说，接触式密封的密封由于密封面接触，可以消除间隙或使密封间隙达到最小值，因此，可以达到很高的密封性能，但受材料的摩擦磨损限制，适用于密封面线速度相对较低的场合。
接触式密封中按接触部位可分为径向（圆周）密封和轴向（端面）密封；端面密封通常称作“机械密封”，是目前工业泵产品应用最广的密封型式。
非接触式密封的密封的密封件不直接接触，无机械摩擦和磨损，适用于线速度较高的场合，工作寿命长，但密封性能较差，合理的设计也可达到“零”泄漏。
非接触式密封包含迷宫密封、浮环密封、螺旋密封及端面动力（可控膜密封）。
组合式密封可以兼有接触式密封和非接触式的优点，来满足高参数密封的要求，但结构复杂、系统庞大，故一般工业泵不采用此类密封型式。
密闭式密封是用机壳或机罩将机器全部封闭住，全封闭式机泵的优点是无轴封，通常用于密封易燃、易爆、和剧毒介质。
依据密封在泵产品中的使用特点、密封件的用途、机构特点、基本结构指标和具体结构，可以将流体密封详细分类。
见表4-1表4-1、流体密封的分类泵类机械密封根据JB/T4127.2-1999《机械密封分类方法》按应用的主机、作用原理和结构、使用工况参数，以及轴径进行分类。
见机械密封标准附录一。
第二节填料密封一、填料密封的原理填料装入密封腔后，经密封压盖轴向预紧力压缩，填料变形产生径向力，使之在内、外径方向与轴和填料涵涨紧，起到阻封作用（见图4-1）。
天然纤维：如棉花、亚麻、苎麻、石棉、皮革、动物毛发等合成纤维：如玻璃纤维、碳素纤维、聚四氟乙烯、其他合成纤维等辅助材料（一般作为润滑剂使用）：固体类：如云母、石墨、二硫化钼等液体类：如润滑脂、矿物油、石蜡等三、填料的选型用于泵类的动密封填料，选型时必须考虑到填料的性能、设备条件以及介质特性。
机械密封原理、选用、安装、使用技术要领
M74-D
H10进口型机械密封
2.安装与停运 a.启动前应保持密封腔内充满液体。对于输送凝固的 介质时，应用蒸气将密封腔加热使介质熔化。启动前必 须盘车，以防止突然启动而造成软环碎裂。 b.对于利用泵外封油系统的机械密封，应先启动封油 系统。停车后最后停止封油系统。 c.热油泵停运后不能马上停止封油腔及端面密封的冷 却水，应待端面密封处油温降到80度以下时，才可以停 止冷却水，以免损坏密封零件。 3.运转 a.泵启动后若有轻微泄漏现象，应观察一段时间。如 连续运行4小时，泄漏量仍不减小，则应停泵检查。 b.泵的操作压力应平稳，压力波动不大于1公斤/平方 厘米。 c.泵在运转中，应避免发生抽空现象，以免造成密封 面干摩擦及密封破坏。
二、外冲洗 特点：引入外系统与被密封介质相容的清洁流体至密封腔进行冲 洗。 应用：外冲洗液压力应比被密封介质大0.05--0.1MPa，适用于介 质为高温或固体颗粒的场合。冲洗液的流量应保证带走热量，还需 满足冲洗的需要，不会产生对密封件的冲蚀。为此，需控制密封腔 的压力和冲洗的流速，一般清洁冲洗液的流速应小于5m/s;含有颗粒 的浆状液体须小于3m/s，为达到上述的流速值，冲洗液与密封腔压 力的差值应<0.5MPa，一般取0.05--0.1MPa，对双端面机械密封可取 0.1--0.2MP.冲洗液进入和排出密封腔的孔口位臵，应设臵在密封端 面附近，且应在靠近动环侧，为了防止石墨环被冲蚀或因冷却不均 引起温差变形，以及杂质堆积和结焦等，可采用切向引入或多点冲 洗.必要时，冲洗液可以是热水或蒸汽。
机械密封渗漏的比例占全部维修泵的50 %以上，机械密封的 运行好坏直接影响到水泵的正常运行，现总结分析如下： 周期性渗漏： （1）泵转子轴向窜动量大，辅助密封与轴的过盈量大， 动环不能在轴上灵活移动。在泵翻转，动、静环磨损后，得不 到补偿位移。 对策：在装配机械密封时，轴的轴向窜动量应小于 0．1mm ，辅助密封与轴的过盈量应适中，在保证径向密封的 同时，动环装配后保证能在轴上灵活移动（把动环压向弹簧能 自由地弹回来）。 （2）密封面润滑油量不足引起干摩擦或拉毛密封端面。 对策：油室腔内润滑油面高度应加到高于动、静环密封面。 （3）转子周期性振动。原因是定子与上、下端盖未对中 或叶轮和主轴不平衡，汽蚀或轴承损坏（磨损），这种情况会 缩短密封寿命和产生渗漏。 对策：可根据维修标准来纠正上述问题。