機械密封的類型

1按工作參數(shù)分類

機械密封按不同工作參數(shù)分類見表lo

表1機械密封按工作參數(shù)分類

t>150℃高溫機械密封

80<t^l50℃中溫機械密封

按密封腔溫度分

-20WtW80℃普溫機械密封

t<-20℃低溫機械密封

p>15MPa超高壓機械密封

按密封腔壓力分

3<p^l5MPa高壓機械密封

IVpW3MPa中壓機械密封

常壓WpWIMPa低低機械密封

負(fù)壓真空機械密封

u>100m/s超高速機械密封

按密封端面速度分

25WuW100m/s高速機械密封

u<25m/s一般速度機械密封

按軸徑尺寸分d>120mm大軸徑機械密封

25WdWl20nlm一般軸徑機械密封

d<25mm小軸徑機械密封

滿足以下條件之一，

p>3MPa；

重型機械密封

tV-20℃或t>150℃

uN25m/s；d>120mm

滿足以下條件：

按工作參數(shù)分

p<0.5MPa；0<t<

輕型機械密封

80℃;

uV10m/s；dW40nlm

不滿足重型和輕型的

中型機械密封

其他密封

強酸、強堿及其他強腐耐強腐蝕介質(zhì)機械密

蝕介質(zhì)封

按使用介質(zhì)分

油、水、有機溶劑及其耐油、水及其它弱腐蝕

它弱腐蝕介質(zhì)性介質(zhì)機械密封

含磨粒介質(zhì)耐磨粒介質(zhì)機械密封

2按結(jié)構(gòu)型式分類

機械密封按結(jié)構(gòu)型式分類，其根本類型有：

（1）平衡式和非平衡式機械密封-2a）端面上所受的作用力隨介質(zhì)壓力的升高

而變化較小，因此適用于高壓密封；非平衡式密封（圖29.7-2b）密封端面所

受的作用力隨介質(zhì)壓力的變化較大，因此只適用于低壓密封。平衡式密封能降

低端面上的摩擦和磨損，減小摩擦熱，承載能力大，但其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般需

在軸或軸套上加工出臺階，本錢較高。后者結(jié)構(gòu)簡單，介質(zhì)壓力小于0.7MPa

時廣泛作用。

（2）內(nèi)置式和外置式機械密封-3a）；彈簧和動環(huán)安裝在密封箱外不與介質(zhì)接

觸的密封為外置（裝）式密封（見圖29.7-3b）。前者可以利用密封箱內(nèi)介質(zhì)

壓力來密封，機械密封的元件均處于流體介質(zhì)中，密封端面的受力狀態(tài)以及冷

卻和潤滑情況好，是常用的結(jié)構(gòu)型式。

外置式機械密封的大局部零件不與介質(zhì)接觸，暴露在設(shè)備外，便于觀察及維修

安裝。但是由于外置式結(jié)構(gòu)的介質(zhì)作用力與彈性元件的彈力方向相反，當(dāng)介質(zhì)

樂力有波動，而彈簧補償量又不大時，會導(dǎo)致密封環(huán)不穩(wěn)定甚至嚴(yán)重泄漏。外

置式機械密封僅用于強腐蝕、高粘度和易結(jié)晶介質(zhì)以及介質(zhì)壓力較低的場合。

圖29.7.2平衡式與非平衡式機械密封

a）平衡式；b〕非平衡式

圖29.7-3內(nèi)置式和外置式機械密封

a）內(nèi)置式；b）外置式

（3）內(nèi)流式和外流式機械密封-4a）；介質(zhì)泄漏方向與離心力方向一致的密封

為外流式密封（見圖29.7-42。由于內(nèi)流式密封中離心力阻止泄漏流體，其

泄漏量較外流式少，前者適用于高壓，速度高時，密封可靠。為加強端面潤滑

采用后者較適宜，但介質(zhì)壓力不宜過高，一般為1?2MPa。

（4）靜止式和旋轉(zhuǎn)式機械密封-5a）；彈簧隨軸一起旋轉(zhuǎn)的密封為旋轉(zhuǎn)式密封

（見圖29.7-5m。由于靜止式密封的彈簧不受離心力影響，常用于高速機械

密封中。

旋轉(zhuǎn)式機械密封的彈性元件裝置簡單，徑向尺寸小，是常用的結(jié)構(gòu)，但不宜用

于高速條件，因高速情況下轉(zhuǎn)動件的不平衡質(zhì)量易引起振動和介質(zhì)被強烈攪

動。因此，線速度大于30m/s時，宜采用彈簧靜止式機械密封。

圖29.7-4內(nèi)流式和外流式機械密封

a）內(nèi)流式；b）外流式

圖29.7-5靜止式和旋轉(zhuǎn)式機械密封

a）靜止式；b）旋轉(zhuǎn)式

（5）單彈簧式和多彈簧式機械密封

補償機構(gòu)中只有一個彈簧的機械密封稱為單彈簧式機械密封-6a）或叫大彈簧

式機械密封，補償機構(gòu)中含有多個彈簧的機械密封稱多彈簧式機械密封（見圖

29.7-6b）或小彈簧式機械密封。單彈簧式機械密封端面上的彈簧壓力，尤其

在軸徑較大時分布不夠均勻。多彈簧式機械密封的彈力簧壓力分布那么相比照

擬均勻，因此單彈簧式的機械密封常用于較小軸徑（d>80?150nlm軸徑），

而多彈簧式適用于大軸徑高速密封。但多彈簧的彈簧絲徑細(xì)，由于腐蝕或結(jié)晶

顆粒積聚易引起彈簧失效，這時寧可采用單彈簧式。

圖29.7-6單彈簧式和多彈簧式機械密封

a）單彈簧式；b）多彈簧式

（6）單端面式和雙端面式機械密封-7a）,由二對密封端面組成的為雙端面密

封（見圖29.7-7bc）。單端面密封結(jié)構(gòu)簡單，制造、安裝容易，一般于介質(zhì)

本身潤滑性好和允許微量泄漏的條件，是常用的密封型式，當(dāng)介質(zhì)有毒、易燃、

易爆以及對泄漏量有嚴(yán)格要求時，不宜使用。

雙端面密封有軸向雙端面密封和徑向雙端面密封。沿徑向布置的雙端面密封結(jié)

構(gòu)較軸向雙端面密封緊湊。雙端面密封適用于介質(zhì)本身潤滑性差、有毒、易燃、

易爆、易揮發(fā)、含磨粒及氣體等。

軸向雙端面密封有面對面或背靠背布置的結(jié)構(gòu)，工作時需在兩對端面間引入高

于介質(zhì)壓力0.05-0.15MPa的封液以改善端面間的潤滑及冷卻條件，并把介質(zhì)

與外界隔離，有可能實現(xiàn)介質(zhì)“零泄漏”。

（7）接觸式和非接觸式機械密封

接觸式機械密封-8a）是指密封面微凸體接觸的機械密封，密封面間隙h=0.5?

2umo摩擦狀態(tài)為混合摩擦和邊界摩擦：非接觸式機械密封是指密封面微凸體

不接觸的機械密封，密封面間隙對于流體動壓密封h>2uni,對于流體靜壓密

封h>5um。摩擦狀態(tài)為流體摩擦、彈性流體動力潤滑。

圖29.7-7單端面式和雙端面式機械密封

a）單端面式；b）軸向雙端面式；c）徑向雙端面密封

普通機械密封大都是接觸式密封，而可控間隙機械密封-8c）兩類。流體靜壓

密封，系指利用外部引入的壓力流體或被密封介質(zhì)本身，通過密封端面的壓力

降產(chǎn)生流體靜壓效應(yīng)的密封。流體動壓密封系指利用端面相對旋轉(zhuǎn)自行產(chǎn)生流

體動壓效應(yīng)的密封，如螺旋槽端面密封。

(8〕單級式和雙級式機械密封-9a〕，處于二種或二種以上壓力狀態(tài)為雙級或

多級機械密封(見圖29.7-9b)。前者與單端面密封相同，后者各級密封串聯(lián)

布置，介質(zhì)壓力依次遞減，可用于高壓工況。

(9)波紋管型機械密封TOaTOc)機械密封。波紋管型密封在軸上沒有相對

滑動，對軸無磨損，跟隨性好，適用范圍廣。

金屬波紋管與焊接金屬波紋管和液壓成型波紋管，其本身能代替彈性元件，耐

蝕性好，可在高、低溫下使用。聚四氟乙烯耐蝕性好，可用于各種腐蝕介質(zhì)中。