機械密封結構簡介及泄露途徑分析

機械密封是一個由一系列簡單設計元件組成的組合機構，密封作用由兩個帶平面的主密封環完成，以防止泄漏。其中一個密封環與軸連在一起轉動，另一個密封環固定在殼體上。為了密封離心泵軸，靜密封環安裝在密封腔壓蓋上。在泵軸轉動期間，裝在軸上的密封環的密封面與對面的靜環密封面相摩擦。這兩個密封接觸面的接觸作用類似軸承，并且受到磨損。任何形式的系統泄漏都必須通過這個密封接觸面。作用在軸向的力使密封環始終保持摩擦接觸，其來源可以為機械的或者是液壓的，在很多設計中，取兩者之和。這種穩定的接觸可以防止從摩擦面間泄漏或使泄漏量減到最小。

   靜環（Seat）與動環（Seal Face）接觸的端面間隙，是主要密封面，它決定了杰一機械密封的摩擦、磨損和密封性能的關鍵，同時也決定了機械密封的使用壽命。

   如圖上圖所示，動環（Seal Face）由彈簧加載軸向可以自由移動，以保持與靜環（Seat）接觸。軸向移動性允許對磨損、偏心和軸的熱位移自動補償。O形圈起輔助密封作用，可以起到徑向密封和緩沖作用，使整個密封在徑向不發生剛性接觸。靜止情況下，動環和靜環的研磨端面處于機械接觸，但是當軸旋轉時，復雜的摩擦作用發生在端面和被密封流體之間。

 機械密封結構

　　常用機械密封結構如上圖所示。由靜止環(靜環)1、旋轉環(動環)2、彈性元件3、彈簧座4、緊定螺釘5、旋轉環輔助密封圈6和靜止環輔助密封圈8等元件組成，防轉銷7固定在壓蓋9上以防止靜止環轉動。旋轉環和靜止環往往還可根據它們是否具有軸向補償能力而稱為補償環或非補償還。

　　機械密封中流體可能泄漏的途徑有如上圖中的A、B、C、D四個通道。

　　C、D泄漏通道分別是靜止環與壓蓋、壓蓋與殼體之間的密封，二者均屬靜密封。B通道是旋轉環與軸之間的密封，當端面摩擦磨損后，它僅僅能追隨補償環沿軸向作微量的移動，實際上仍然是一個相對靜密封。因此，這些泄漏通道相對來說比較容易封堵。靜密封元件最常用的有橡膠O形圈或聚四氟乙烯V形圈，而作為補償環的旋轉環或靜止環輔助密封，有時采用兼備彈性元件功能的橡膠、聚四氟乙烯或金屬波紋管的結構。

　　A通道則是旋轉環與靜止環的端面彼此貼合作相對滑動的動密封，它是機械密封裝置中的主密封，也是決定機械密封性能和壽命的關鍵。因此，對密封端面的加工要求很高，同時為了使密封端面間保持必要的潤滑液膜，必須嚴格腔制端面上的單位面積壓力，壓力過大，不易形成穩定的潤滑液膜，會加速端面的磨損;壓力過小，泄漏量增加。所以，要獲得良好的密封性能又有足夠壽命，在設計和安裝機械密封時，一定要保證端面單位面積壓力值在最適當的范圍。

　　機械密封與軟填料密封比較，有如下優點：①密封可靠在長周期的運行中，密封狀態很穩定，泄漏量很小，按粗略統計，其泄漏量一般僅為軟填料密封的1/100;②使用壽命長在油、水類介質中一般可達1～2年或更長時間，在化工介質中通常也能達半年以上;③摩擦功率消耗小機械密封的摩擦功率僅為軟填料密封的10%～50%;④軸或軸套基本上不受摩損;⑤維修周期長端面磨損后可自動補償，一般情況下，毋需經常性的維修;⑥抗振性好 對旋轉軸的振動、偏擺以及軸對密封腔的偏斜不敏感;⑦適用范圍廣機械密封能用于低溫、高溫、真空、高壓、不同轉速，以及各種腐蝕性介質和含磨粒介質等的密封。但其缺點有：①結構較復雜，對制造加工要求高;②安裝與更換比較麻煩，并要求工人有一定的安裝技術水平;③發生偶然性事故時，處理較困難;④一次性投資高。