機械密封結(jié)構(gòu)簡介及泄露途徑分析

機械密封是一個由一系列簡單設(shè)計元件組成的組合機構(gòu)，密封作用由兩個帶平面的主密封環(huán)完成，以防止泄漏。其中一個密封環(huán)與軸連在一起轉(zhuǎn)動，另一個密封環(huán)固定在殼體上。為了密封離心泵軸，靜密封環(huán)安裝在密封腔壓蓋上。在泵軸轉(zhuǎn)動期間，裝在軸上的密封環(huán)的密封面與對面的靜環(huán)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(tǒng)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(huán)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(shè)計中，取兩者之和。這種穩(wěn)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(huán)（Seat）與動環(huán)（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(guān)鍵，同時也決定了機械密封的使用壽命。

   如圖上圖所示，動環(huán)（Seal Face）由彈簧加載軸向可以自由移動，以保持與靜環(huán)（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(fā)生剛性接觸。靜止情況下，動環(huán)和靜環(huán)的研磨端面處于機械接觸，但是當(dāng)軸旋轉(zhuǎn)時，復(fù)雜的摩擦作用發(fā)生在端面和被密封流體之間。

 機械密封結(jié)構(gòu)

　　常用機械密封結(jié)構(gòu)如上圖所示。由靜止環(huán)(靜環(huán))1、旋轉(zhuǎn)環(huán)(動環(huán))2、彈性元件3、彈簧座4、緊定螺釘5、旋轉(zhuǎn)環(huán)輔助密封圈6和靜止環(huán)輔助密封圈8等元件組成，防轉(zhuǎn)銷7固定在壓蓋9上以防止靜止環(huán)轉(zhuǎn)動。旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)往往還可根據(jù)它們是否具有軸向補償能力而稱為補償環(huán)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(huán)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(zhuǎn)環(huán)與軸之間的密封，當(dāng)端面摩擦磨損后，它僅僅能追隨補償環(huán)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(huán)的旋轉(zhuǎn)環(huán)或靜止環(huán)輔助密封，有時采用兼?zhèn)鋸椥栽δ艿南鹉z、聚四氟乙烯或金屬波紋管的結(jié)構(gòu)。

　　A通道則是旋轉(zhuǎn)環(huán)與靜止環(huán)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(guān)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(wěn)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(shè)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(dāng)?shù)姆秶?/span>

　　機械密封與軟填料密封比較，有如下優(yōu)點：①密封可靠在長周期的運行中，密封狀態(tài)很穩(wěn)定，泄漏量很小，按粗略統(tǒng)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(zhì)中一般可達1～2年或更長時間，在化工介質(zhì)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(jīng)常性的維修;⑥抗振性好 對旋轉(zhuǎn)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(zhuǎn)速，以及各種腐蝕性介質(zhì)和含磨粒介質(zhì)等的密封。但其缺點有：①結(jié)構(gòu)較復(fù)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(shù)水平;③發(fā)生偶然性事故時，處理較困難;④一次性投資高。