機械密封是靠一對或數對垂直于軸作相對滑動(dòng)的端面在流體壓力和補償機構的彈力(或磁力)作用下保持貼合并配以輔助密封而達到阻漏的軸封裝置。
常用機械密封結構如圖1所示。由靜止環(huán)(靜環(huán))1、旋轉環(huán)(動(dòng)環(huán))2、彈性元件3、彈簧座4、緊定螺釘5、旋轉環(huán)輔助密封圈6和靜止環(huán)輔助密封圈8等元件組成,防轉銷(xiāo)7固定在壓蓋9上以防止靜止環(huán)轉動(dòng)。旋轉環(huán)和靜止環(huán)往往還可根據它們是否具有軸向補償能力而稱(chēng)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圖1中的A、B、C、D四個(gè)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通道是旋轉環(huán)與軸之間的密封,當端面摩擦磨損后,它僅僅能追隨補償環(huán)沿軸向作微量的移動(dòng),實(shí)際上仍然是一個(gè)相對靜密封。因此,這些泄漏通道相對來(lái)說(shuō)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)的旋轉環(huán)或靜止環(huán)輔助密封,有時(shí)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(huán)與靜止環(huán)的端面彼此貼合作相對滑動(dòng)的動(dòng)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(shí)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(guò)大,不易形成穩定的潤滑液膜,會(huì )加速端面的磨損;壓力過(guò)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(shí),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(yōu)點(diǎn):①密封可靠在長(cháng)周期的運行中,密封狀態(tài)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(cháng)在油、水類(lèi)介質(zhì)中一般可達1~2年或更長(cháng)時(shí)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(cháng)端面磨損后可自動(dòng)補償,一般情況下,毋需經(jīng)常性的維修;⑥抗振性好 對旋轉軸的振動(dòng)、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(zhì)和含磨粒介質(zhì)等的密封。但其缺點(diǎn)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(shù)水平;③發(fā)生偶然性事故時(shí),處理較困難;④一次性投資高。