流體靜壓型和流體動壓型機械密封

普通機械密封的兩個密封環(huán)端面是互相平行的連續(xù)平面，并且設(shè)計成一個寬一個窄，可以避免在運轉(zhuǎn)過程中由于軸的振擺造成端面滑移錯位而被棱緣刮傷。

在高PV值條件下，平行面間要維持穩(wěn)定而連續(xù)的液膜比較困難，往往由于潤滑條件的惡化造成過度磨損，大大縮短了密封壽命。因此出現(xiàn)了端面開有各種型式溝槽的或?qū)⒍嗣孀龀删哂幸欢ㄆ露鹊慕Y(jié)構(gòu)，人為地使端面形成必要的潤滑液膜，這種具有特殊端面形狀可以人為控制的機械密封稱為可控膜機械密封。根據(jù)液膜形成的原理不同，可分為流體靜壓型和流體動壓型兩類。

1、流體靜壓機械密封

流體靜壓型機械密封是將壓力足以平衡端面壓緊載荷的封液或被密封的自身介質(zhì)引入密封端面間，使之形成對端面具有充分潤滑和冷卻作用的靜壓流體膜。圖1是流體靜壓型機械密封的幾種典型結(jié)構(gòu)。

圖1

圖1中的自加壓凹槽式密封是在靜止環(huán)外周開若干個孔并與端面開出的環(huán)形槽相通；自加壓臺階式的一個端面加工成臺階形；自加壓錐面式的一個端面為收斂形錐面。這三種型式都是靠介質(zhì)本身的壓力在端面形成靜壓流體膜，其液膜厚度隨介質(zhì)壓力波動而變化，因此適用于介質(zhì)的工作壓力比較穩(wěn)定的場合。三種型式中，凹槽式端面流體膜剛度大，工作性能穩(wěn)定，但需防止小孔堵塞；臺階式的流體膜剛度要小一些，端面研磨加工較困難；錐面式的流體靜壓力沿半徑呈拋物線分布，液膜剛度比凹槽式和臺階式都低。

外加壓凹槽式密封的流體潤滑結(jié)構(gòu)與自加壓凹槽式相似，所不同的是靜環(huán)外周開孔不與介質(zhì)相通，而由外部引入封液進入端面環(huán)形槽，建立端面靜壓流體膜。這種結(jié)構(gòu)適用于介質(zhì)工作壓力有波動的情況，但應(yīng)選擇潤滑性能良好且與介質(zhì)相容的流體作封液，并且必須配備外加封液循環(huán)調(diào)節(jié)系統(tǒng)。

2、流體動壓型機械密封

流體動壓型機械密封是在密封端面上開設(shè)潤滑槽，介質(zhì)進入潤滑槽后，依靠動環(huán)旋轉(zhuǎn)帶動槽內(nèi)流體運動，產(chǎn)生液楔動壓效應(yīng)而形成端面流體膜。流體動壓型機械密封有簡單槽（新月槽）式、螺旋槽式、周向槽式和波紋式等多種結(jié)構(gòu)型式（圖2）。

圖2

簡單槽式的端面潤滑槽形狀簡單，加工方便，性能穩(wěn)定。潤滑槽形狀可呈新月形、弓形、扇形、矩形等，各槽間距約25~64mm，槽深不超過端面寬度之半。

螺旋槽式的端面潤滑槽呈螺旋形，螺旋槽開在高壓邊，端面流體膜剛度為正，亦即液膜壓力沿泄漏方向遞增；螺旋槽開在低壓邊，流體膜剛度為負，即液膜壓力沿泄漏方向遞減。兩邊同時開螺旋槽，并使介質(zhì)向端面中部流動，在中部形成液封，可提高密封性能。

周向槽式的潤滑槽是沿端面均勻分布的矩形槽，槽底呈平底或斜底，平底周向槽的工作性能更穩(wěn)定。

波紋式的端面潤滑槽形狀是由手工選擇性研磨或預(yù)變形機械研磨加工形成的均勻分布的微形波紋。當(dāng)端面摩擦副運轉(zhuǎn)時，便依靠這種微小波度產(chǎn)生流體動壓效應(yīng)。

上述幾種結(jié)構(gòu)的流體靜壓型和流體動壓型機械密封，由于密封面間能形成一定厚度的潤滑液膜，因此適用于高PV值條件，但泄漏量相對于普通機械密封的要大。

（來源：網(wǎng)絡(luò)）