机械密封结构

第三章机械密封教学重点：

（1）机械密封结构、原理；（2）机械密封与软填料密封比较时的优缺点；（3）内（外）流式单端面机械密封的端面比压计算。教学难点：（1）机械密封的设计计算；（2）机械密封的冷却、冲洗与安装；（3）特殊工况下机械密封的设计要点。（4）密封技术与润滑的关系。1一、密封原理和特点1.结构

第一节机械密封原理和基本结构型式（1）组成2（2）固定紧定螺钉把弹簧固定在轴上静环的周向固定：静环上开槽，然后通过防转销与静环座固定。而静环座又与设备联在一起。32.密封原理

机械密封主要是将较易泄漏的轴向密封改为不易泄漏的端面密封。如图3-1所示，当轴转动时，带动了弹簧座、弹簧压板、动环等零件一起转动，由于弹簧力的作用使动环紧紧压在静环上。轴旋转时，动环与轴一起旋转，而静环则固定在座架上静止不动，这样动环与静环相接触的环形密封面阻止了介质的泄漏。4机械密封一般有四个密封处：A、动环与静环之间的密封——动密封B、动环与轴或轴套之间的密封——相对静密封C、静环与静环座之间的密封——静密封D、静环座（压盖）与设备之间的密封——静密封机械密封的主要特点主是密封面为垂直于旋转轴线的端面。ABCD53.基本构件

（1）动环和静环材料较好的耐磨性，能有减摩作用（即f要小）良好的导热性，把摩擦热及时传出孔隙率小，结构紧密，以免介质在压力下有渗透。动、静环是一对摩擦副，它们的硬度各不相同。一般动环的硬度比静环的硬度大。动环的材料可用铸铁、硬质合金、高合金钢等，在有腐蚀介质的条件下可用不锈钢或不锈钢表面（端面）堆焊硬质合金、陶瓷等；静环的材料可用铸铁、磷青铜、巴氏合金等，也常用浸渍石墨或填充聚四氟乙烯。6配对方法：当介质粘度小，润滑性差时，采用金属配各种非金属（因为大多数非金属材料都有自润滑作用）；当介质粘度较大时，采用金属与金属配对。加工精度由于摩擦副的端面要起密封作用，并且摩擦环要相互滑动摩擦，故端面的加工精度影响着密封的效果和使用寿命。因此，JB4127-85《机械密封技术条件规定较高。7（2）弹簧加荷装置（3）辅助密封元件型式：O形、V形、矩形等作用：产生压紧力，保持动、静环端而后紧密接触，且是一个缓冲元件，可以补偿轴的跳动及加工误差而引起的摩擦面不贴合。再进一步，如果我们把弹簧施加到密封环带单位面积上的压紧力称为弹簧比压ps，那么ps的作用有两点：①起动停车或介质压力波动时，使密封面维持足够的比压；②克服密封圈与轴的摩擦力，保持动环沿轴向移动，以补偿端面的磨损。因此有人把机械密封定义为：机械密封是一种带有缓冲机构，并通过与旋转轴大体垂直并做相对转动的密封端面进行密封的装置。8优点密封可靠，在一个较长的使用期中，不会泄漏或很少泄漏；使用寿命长，正确选择摩擦副材料和比压的机械密封可用2—5年，最长的达9年；维修周期长，在正常工作的情况下，不需要维修；摩擦功率消耗少；轴或轴套不受磨损；对旋转轴的振摆和轴对壳体孔的偏斜不敏感；适用范围广，能用于低温、高温、高真空、高压、各种转速以及各种腐蚀、易燃、易爆、有毒介质的密封。4.机械密封的优缺点：（与软填料密封比较）缺点结构较复杂，对制造加工要求高；安装与更换比较麻烦，要求工人有一定的安装技术水平；发生偶然事故时，处理比较困难；一次性投资高。9比较软填料密封机械密封泄漏量180～450ml/h一般为软填料密封的１％摩擦功率损失机械密封为软填料密封的10～50％轴磨损有磨损，用久后要更换几乎无磨损维护及寿命要经常维护，更换填料，个别情况每班换一次寿命很长，很少需要维修高参数高压、高温、高真空、高转速、大直径密封不能解决可以加工及安装加苛求一般，填料更换方便动、静环表面粗糙度及平直度要求高，不易加工，成本高，装拆不便对材料要求一般动、静环要求较高表3-1机械密封与填料密封的比较10二、结构构类型按介质泄泄漏方向向分为内内流式和和外流式式。内流式：介介质沿半径径方向从端端面外周向向内泄者称称为内流式式。外流式：介介质沿半径径方向从端端面内周向向外泄者称称为外流式式。内流式的泄泄漏方向与与离心力方方向相反，，离心力阻阻碍着流体体的泄漏，，因而内流流式泄漏比比外流式泄泄漏量小。。于是，有有固体颗粒粒的情况尤尤其应该采采用内流式式。这样可可防止固体体颗粒进入入摩擦面。。1、内流式和和外流式（（图3-2）11按弹簧是否否与介质接接触分为内内装式和外外装式。内装式是弹弹簧置于工工作介质之之内，外装装式是弹簧簧置于工作作介质之外外。2、内装式和和外装式（（如图3-3）12外装式特点点：一般来来说大部分分机械密封封零件不与与介质接触触，且暴露露在设备外外，便于观观察及维修修安装。但但是由于外外装式结构构的介质作作用与弹簧簧力相反（（指常用结结构）。当当介质压力力有波动或或升高的情情况下，弹弹簧力余量量又不大时时，会出现现密封不稳稳定的情况况以致产生生泄漏。当当介质压力力降低时，，因弹簧力力不变，在在摩擦面上上受负荷增增大，特别别在低压起起动时，摩摩擦副的表表面间尚未未构成液膜膜，此时比比压又是最最大，容易易擦伤端面面。内装式受力力情况比较较好，刚开开车时介质质压力较低低，由不太太大的弹簧簧力即可对对摩擦面构构成初始的的密封，此此时因端面面比压较小小，容易形形成液膜。。内装式端端面比压随随介质压力力增在而增增大，因而而增加了密密封的可靠靠性。一般情况下下内装式的的介质泄漏漏方向与离离心力方向向相反，泄泄漏情况较较外装式好好。所以在在介质无腐腐蚀以及不不影响弹簧簧机能时，，应尽可能能采用内装装式结构。。13主要按介质质作用在端端面的载荷荷程度分。。3、平衡型和和非平衡型型当不计摩擦擦副间反压压力及密封封圈摩擦力力时，作用用在端面上上的比压为为：式中：Pc—端面比压，，是指作用用于密封面面环带的单单位面积上上净剩的闭闭合力，它它主要取决决于密封结结构型式和和介质压力力。P——介质压力Pn——弹簧比压（（弹簧施加加到密封环环带单位面面积上的压压紧力）14其中：Ae——流体介质作作用的有效效载荷面积积A——接触面积（（密封环带带面积）K——载荷系数，，动环的轴轴向受压面面积与端面面接触面积积之比。d1、d2——密封环带内内、外径db——平衡直径（（介质压力力在补偿环环辅助密封封处的有效效作用直径径）减小动环的的轴向受压压面积，可可将流体压压力施加在在摩擦副端端面上的载载荷部分甚甚至全部卸卸除。这一一方法称为为卸荷。因此K表示的是介介质产生的的比压加到到摩擦副上上的载荷程程度。根据d1、d2和db的不同，K有不同的值值。（图3-4）1516K≥1非平衡型：：介质作作用于单位位密封面上上的轴向压压力大于或或等于密封封腔内介质质压力，K=1.1～1.20<K<1部分平衡型型:介质作用于于单位密封封面上的轴轴向压力小小于密封腔腔内介质压压力，K=0.6～0.9K=0全平衡型：：介质对密密封面无轴轴向力K<0过平衡型：：介质对密密封面为推推开力令β=1-K，称β为平衡系数数，它表示介质质产生的比比压在摩擦擦副上的卸卸荷程度。。由前面Pc公式可知，，β愈大，K愈小，由于于介质引起起的端面比比压愈小，，虽然磨损损很小，但但不易保证证密封；反反之β愈小，K愈大，端面面磨损加剧剧并的热，，甚至有咬咬坏的危险险，那密封封就失效了了。因此根根据经验与与试验，β不宜超过0.5。17按弹簧的运运转状态分分为旋转式式与静止式式。旋转式：即即是弹簧装装置及轴的的结构简单单，径向尺尺寸较小。。高转速情情况下，弹弹簧及其它它转动零件件产生的离离心力很大大，动平衡衡要求高，，有的介质质经强烈搅搅拌后易结结晶，对于于这种情况况宜采用静静止式较适适宜。4、旋转式与静静止式18单弹簧又称称大弹簧，，即是在密密封装置中中仅有一个个弹簧与轴轴同中心安安装。多弹簧又称称小弹簧，，即是在密密封装置中中有数个弹弹簧沿圆周周均匀分布布。一般说负荷荷较轻而且且大量生产产的密封采采用单弹簧簧为佳，小小量生产且且在严格的的条件下使使用时，则则都采用多多弹簧。4、单弹簧与多多弹簧19按摩擦面对对数分为单单端面、双双端面和多多端面。单端面：指指在密封机机构中仅有有一对摩擦擦副。双端面：指指在密封机机构中有两两对摩擦副副，且两对对摩擦副处处于相同封封液压力下下（图3-5）。密封机构中中有两对以以上的摩擦擦副且密封封腔的压力力逐渐降低低，根据摩摩擦副的对对数分别称称为双端面面、三端面面和多端面面。4、单端面、双双端面和多多端面20从结构比较较来看，单单端面比双双端面简单单，在制造造和装拆上上较容易，，因而使用用很普遍。。双端面因因要通入带带液体（封封液）至密密封腔内起起“封堵””和润滑作作用，就需需另设一套套装置。单单端面只适适用于一般般场合。双双端面适用用于强腐蚀蚀、主温、、带悬浮颗颗粒及纤维维的介质、、气体介质质、易燃易易爆介质、、易挥发粘粘度低的介介质、高真真空、贵重重物料及要要求介质与与空气隔绝绝且允许内内漏的情况况。21三、常用机机械密封标标准结构简简介1、泵用机械械密封标准准结构2、釜用机械械密封标准准结构22三、常用机机械密封标标准结构简简介1、泵用机械械密封标准准结构1）103、109型机械密封封103和109型均为单端端面、单弹弹簧、旋转转式结构，，靠并圈弹弹簧及带耳耳环的推环环传动，103为非平衡型型，109为平衡型，，通常按内内流内装式式设计，为为国内使用用最为普遍遍的一种结结构。232）104、110型机械密封封104为非平衡型型，110为平衡型，，也按内流流骨装式设设计，与前前两种不同同之处在于于它们是靠靠带耳环的的传动套传传动。243）105、111型机械密封封105型为非平衡衡型，111型为平衡型型，与和第第一种型式式比较，不不同的是弹弹性元件为为多个沿周周向均匀布布置的小弹弹簧，传动动方式是靠靠传动螺钉钉，通常也也按内流内内装式设计计。254）114型机械密封封114型机械密封封为单端面面、单弹簧簧、非平衡衡结构，旋旋转环是靠靠推环的拨拨叉带动耳耳环传动，，按外流外外装式设计计，主要用用于化工腐腐蚀泵上。。262、釜用机械械密封标准准结构釜用机械密密封标准（（HG-、5-751-78至HG5-756-78）列出了化化工反应釜釜搅拌轴用用机械密封封六种型式式共108种规格，并并规定了密密封件的材材料级别及及主要技术术要求。27282930一、密封特特性1.轴承润滑理理论第二节密密封封特性与端端面液膜承承载能力（1）两平行平平板此式也称为为牛顿粘性性液摩擦定定律式中，A——移动板的面面积η——比例常数，，即液体的的粘度。贴近静止板的油层速度各油层以不同速度移动贴近移动板的油层速度油层间剪应力与速度梯度油层成正比OYX移动件静止件Fvuhy31（2）雷诺润滑滑方程式整理后得：：两刚体被润润滑油分隔隔开，移动动件以速度度v沿x方向滑动，，另一刚体体静止不动动。忽略压压力对润滑滑油的影响响，同时假假设：润滑滑油沿Z向没有流动动；润滑油油的流动是是层流流动动；油与工工作表面吸吸附牢固，，表面油分分子随工作作表面一同同运动或静静止；不计计油的惯性性和重力的的影响，认认为润滑油油不可压缩缩等等。取微元体进进行分析，，根据X方向力的平平衡，得：：(牛顿粘性液液摩擦定律律)32积分后，已已知：y=0时，u=v；y=h时，u=0，利用边界界条件，可可得：再分析任何何剖面沿x方向的单位位宽度流量量33如图3-11二平面间存存在一定的的斜楔。随随着间隙减减小，液压压增大，而而斜楔的进进出口处压压差为零。。故有一液液压极大值值，对应该该处的液膜膜厚度为h0，则流量根据流量连连续性定理理qx=qx’，得称为一维的的雷诺动压压润滑方程程。可发现现油压的变变化与润滑滑油的粘度度表面滑动动速度和油油膜厚度的的大小有关关。342.机械密封的的摩擦特性性工况参数G是液膜粘性性力与液膜膜负荷的比比值，它是是表示液膜膜形成的难难易程度的的无量纲特特性值，它它表示为：：式中：µ—密封流体粘粘度，Pa·sv—端面平均线线速度，m/sw—端面承受的的总载荷，，Nb—密封面的宽宽度，mG值越大，表表示越容易易形成液膜膜，相应的的液膜厚度度也越大。。经实验测测得，G与f之间的关系系为：35参看图3-12，当G≥1×10-6时，系数Φ=常数，两个个密封面被被液膜完全全隔开，处处于液体润润滑状态，，密封面间间有较厚的的液膜（图图3-13）；当G=0.1~1×10-6时，Φ≠常数，液体体处于边界界润滑或半半液体润滑滑状态，而而密封表面面被一层具具有分层结结构和润滑滑性能的边边界膜分开开。对于一定的的结构尺寸寸和材料组组对的密封封，Φ存在着一个个临界值Φc，如图3-14，Φ﹥Φc为密封区，，Φ﹤Φc为泄漏区。。对于机机械密封，，要想做到到绝对不泄泄漏是很困困难的，只只要泄漏量量Q满足工艺要要求，将G控制在0.1~1×10-6的范围内。。361、液膜静压压力——力图使端面面开启的力力包括液膜静静压力和液液膜动压力力。二、端面液液膜压力当密封间隙隙有较小泄泄漏时，密密封环内外外径处存在在压差，一一端是大气气压，一端端是介质端端，这个压压差促使液液体流动，，另一方面面，液体流流过缝隙时时要受到密密封面的阻阻碍，压力力将逐步降降低。37中性粘度液液体r1r2rdrppr设沿半径方方向r处，dr的环面积上上液膜静压压力为pr，当密封液液体压力为为p，作用于密密封面上的的开启力为为R，则R为：38由三角形相相似：代入上式积积分：再以pm代表端面上上平均液膜膜静压力,则（1）（2）由（1）和（2）得其中称为液膜静静力反压系系数r1r2rdrppr392、液膜动压力力奈维斯托克克斯方程：：与轴承润滑滑理论中的的一维雷诺诺润滑方程程推导方法法相同，可可得出μ—粘度v—流体沿运动动方向流动动的线速度度h—膜厚，即两两端面间隙隙h0—液膜压力出出现最大值值处的膜厚厚40结论：1）∂p/∂∂x∝∝v，当v=0时，∂∂p/∂∂x=0，说明明动压压力由由流体体运动动而产产生；；2）∂p/∂∂x∝∝μ，流体体粘度度越大大，产产生的的动压压力也也越大大；3）当h-h0﹥0时，∂∂p/∂∂x﹥﹥0；h-h0﹤0时，∂∂p/∂∂x﹤﹤0.说明液液膜沿沿x方向各各处液液压都都大于于入口口和出出口的的液压压（收收敛液液膜）），能能产生生压力力支承承外载载；4）液膜膜厚度度h越小，，∂p/∂∂x越大，，说明明液膜膜越薄薄，承承载能能力越越高；；5）如果果h=h0，∂p/∂∂x=0，表示示两滑滑动表表面平平行，，平行行液膜膜各处处液压压总是是等于于入口口和出出口的的液压压，因因此不不能产产生高高于外外面压压力的的液压压以支支承外外载，，也不不会产产生动动压效效应。。41一、设设计条条件分分析和和结构构选型型1、分析析密封封使用用条件件第三节节机机械械密封封设计计计算算（1）工作作参数数压力、、温度度、转转速、、轴径径（2）介质质特性性浓度、、粘度度、腐腐蚀性性、有有无固固体颗颗粒及及纤维维杂质质、是是否汽汽化或或结晶晶（3）主机机工作作性质质与环环境条条件连续或或间隙隙操作作422、主机机对密密封的的要求求密封性性寿命结构尺尺寸的的限制制可靠性性和稳稳定性性3、密封封类型型与材材料的的选择择4、密封封系统统的综综合措措施及及加工工、安安装、、维修修、经经济效效益等等考虑虑5、结构形形式的的选择择431）工作压压力：密封封的工工作压压力是是指密密封腔腔处的的压力力。当当P介＞0.5~0.7MPa时，需需采用用部分分平衡衡型。。由前前面可可知，，K（载荷荷系数数）表表示介介质产产生的的比压压加到到摩擦擦副上上的载载荷程程度，，P介增加，，则K增加，，据资资料介介绍，，当P=0.5~0.7MPa时，用用部分分平衡衡型就就能保保证密密封(即K＜1),若此时时采用用非平平衡型型，则则K很大，，介质质产生生的比比压加加到摩摩擦副副上的的载荷荷程度度也很很大，，从而而密封封端面面磨损损，发发热，，密封封失效效。尤尤其是是对于于介质质粘度度低，，润滑滑性能能差者者，往往往压压力达达0.3~0.5MPa以上就就应考考虑选选择部部分平平衡型型；若若是超超高压压、高高压，，就应应选双双端面面或多多端面面密封封使之之逐级级降压压。443）圆周周速度当V﹥30m/s时可选选用静静止型型，即即是高高速又又是高高压力力时，，可考考虑用用流体体动压压型机机械密密封。。4）介质质的腐蚀性性及易燃燃易爆爆、结结晶等等性质质:对于腐腐蚀较较弱，，选内内装式式较好好，因因结构构上端端面受受力和和泄漏漏方向向比外外装式式合理理，反反之，，选用用外装装式。。外装装外流流式介介质压压力不不起自自紧作作用，，故适适用于于压力力较低低的情情况（（0.2~0.3MPa）2）温度超出120℃是高温温。451、内流流式单单端面面机械械密封封的端端面比比压计计算二、端端面比比压Pc的计算算图3-15内流单单端面面机械械密封封结构构简图图及补补偿环环轴向向力平平衡端面比比压：：指作作用于于密封封端面面环带带的单单位面面积上上净剩剩的闭闭合力力。461)弹簧力力——弹簧比比压，，弹性性元件件施加到到密封封环带带单位位面积积上的压压紧力力，PaA———密封环环带面面积，，（m2）其中，，d2、d1分别为为密封封环带带外径径和内内径，，m（N）472）作用用于端端面的的介质质总压压力Fp其中db为平衡衡直径径，即即介质质压力力在补补偿环环辅助助密封封处的的有效效作用用直径径，mFs、Fp都是使使端面面趋于于闭合合的力力。式中——介质压压力（（Pa）——介质压压力作作用于于补偿偿环上上的有有效载载荷面面积，，m2483）端面面液膜膜压力力Fm包括液液膜静静压力力和动动压力力，它它们都都是力力图使使端面面开启启的力力。其中λ为液膜膜反压压系数数。4）补偿环环辅助助密封封与相相关元元件表表面的的摩擦擦阻力力Ft其方向向与补补偿环环轴向向移动动方向向相反反，补补偿环环向闭闭合方方向移移动时时，Ft为负值值；反反之则则为正正值。。Ft=ptAPt是由摩摩擦阻阻力引引起端端面比比压增增大或或减小小的比比压因此端端面所所受净净闭合合力，，为为：：49则端面面比压压pc为：50课堂小小测验验外流单单端面面机械械密封封的端端面比比压的的计算算双端面面机械械密封封的端端面比比压计计算51课堂小小测验验(参考答答案)外流单单端面面机械械密封封的端端面比比压的的计算算52课堂小小测验验(参考答答案)53双端面面机械械密封封的端端面比比压计计算课堂小小测验验(参考答答案)54课堂小小测验验(参考答答案)55弹簧力力（N）——弹簧比比压，，弹性性元件件施加加到密密封环环带单单位面面积上上的压压紧力力，PaA———密封环环带面面积，，（m2）其中，，d2、d1分别为为密封封环带带外径径和内内径，，m式中562.作用于于端面面的介介质总总压力力=-(N)——介质压压力（（Pa）——介质压压力作作用于于补偿偿环上上的有有效载载荷面面积，，m2=——平衡直直径，，即介介质压压力在在补偿偿环辅辅助密密封圈圈处的的有效效作用用直径径，m式中573.由介质质产生生的端端面液液膜压压力4.作用于于端面面的封封液总总压力力=(N)——封液压压力（（Pa）——封液压压力作作用于于补偿偿环上上的有有效载载荷面面积，，m2=式中585.由封液液产生生的端端面液液膜压压力（N）6.摩擦阻阻力是补偿偿环辅辅助密密封与与相关关元件件表面面的摩摩擦阻阻力，，其方方向与与补偿偿环轴轴向移移动方方向相相反。。补偿偿环向向闭合合方向向移动动时为为负，，反之之为正正。（N）——由摩擦擦阻力力引起起端面面比压压增大大或减减小的的值，，Pa59因此，，端面面所受受净闭闭合力力为：：--+--60因此，，端面面所受受净闭闭合力力为：：--+-=-[-]-+-==61即亦即式中==62一、密密封环环端面面发热热机械密密封的的摩擦擦副就就是动动环和和静环环，其其端面面贴紧紧且一一个静静止，，一个个旋转转，它它们之之间存存在相相对运运动，，所以以会产产生摩摩擦和和磨损损，同同时会会伴有有热量量的产产生。。前面面已经经讨论论过，，如果果摩擦擦产生生的热热量越越多，，密封封的工工作PV值就越越大。。当然然摩擦擦热除除与PV值有关关外，，还与与摩擦擦系数数及端端面面面积有有关。。假设端面比比压是均布布的，则摩摩擦热第四节冷冷却、、冲洗与安安装、使用用63热量的传递递有三种方方式：对流流、间壁导导热、辐射射。显然机机械密封端端面的摩擦擦热就是以以这三种方方式传递出出去的。如如果密封环环向周围散散失的热量量与产生的的摩擦热相相平衡，则则可得到一一个稳定的的温度值。。对于普通机机械密封，，泄漏量较较小，它带带走的热量量可以忽略略，那么摩摩擦热主要要是由轴导导入动静环环，再由动动静环传给给周围介质质，即：△T------环端面温度度与周围介介质温度差差l------温度降方向向的壁厚，，轴向为环环厚h，径向为端端面宽度b。显然，λ越小，传出出的热量就就少，温升升越高，PV值就越大；；反之，λ越大，传出出的热量就就多，温升升越低，PV值就越小。。因此要选选择导热系系数大的材材料。64二、冷却、、冲洗方法法及系统设设计如果密封环环材料的导导热性差，，介质温度度又高，或或PV值比较高的的情况下，，端面间的的大量热量量不能及时时导出，必必然引起端端面温度急急剧上升。。其结果可可能造成端端面间液膜膜汽化，恶恶化润滑条条件，甚至至完全处于于干摩擦状状态，这不不仅使磨损损加剧，还还会导致密密封环的热热裂、变形形等等。因因此只是依依靠选择耐耐高温、导导热性好的的密封环材材料或仅从从结构上考考虑，都很很难达到预预期的效果果。合理的的方法就是是强化冷却却，使端面面摩擦热及及时导出。。使端面冷却却的方式主主要有三种种：651、端面直接接冷却将密封介质质从系统中中高于密封封腔压力处处引出，通通过接管引引入密封腔腔，对于密密封介质的的温度高或或含固体粒粒子的场合合，可在管管路上设置置冷却器或或过滤器，，使进入密密封腔内的的介质净化化并降低温温度。(1)闭路自冲洗洗（图3-24，a）661、端面直接接冷却将密封腔内内的介质引引入主机低压侧侧，使介质质通过密封腔进行自自循环而带带走摩擦热（图3-24，b），这种方方法适用于密封封腔压力与与主机工作压力比较较接近的场场合。(2)反向自冲洗洗671、端面直接接冷却将介质从高高压侧引出出，流经密封腔腔进行冲洗洗后流回主机吸入侧侧（图3-24,c），这种冲洗冷却却效果优于于前两种。。(3)贯通自冲洗洗681、端面直接接冷却利用其它压压力源将冲冲洗冷却液液注入密封封腔内（图图3-24，d）。冲洗液液应为低温温、清洁液液体，并且且少量内漏漏与密封介介质相混在在工艺上必必须是允许许的，冲洗洗液压力应应比密封介介质压力大大0.05~0.1Mpa。对于高温温或含固体体颗粒的介介质，效果果较好。(4)内冲洗691、端面直接接冷却在密封腔内内的一段轴轴上装上小小型动力元元件（图3-25），使密封封腔内介质质进行局部部循环，或或在旋转环环外周开槽槽同样能直直到泵送作作用。(5)局部循环冲冲洗702、静环背部部冷却从静止环背背部将清水水、油等冷冷却液直接接引入密封封环内表面面的一种冷冷却方法（（图3-26），又称为为急冷法、、外冲洗法法。冷却效效果好，但但冷却水硬硬度高时产产生的无机机物水垢在在轴上沉积，会影响响动环密封封圈的浮动动性，可能能会引起密密封失效。。713、间接冷却却冷却液不直直接与密封封面接触，，其效果没没有直接冷冷却效果好好，但对冷冷却液要求求不高。常常用静环外周冷冷却（图3-27，b）夹套冷却却（图3-27，a）轴套冷却（（图3-27，c）蛇管冷却却（图3-28）72三、机械密密封的安装装1、安装前的的准备及注注意事项检查机械密密封的型号号、规格是是否符合设设计图纸的的要求，所所有零件有有无损伤、、变形、裂裂纹等现象象，若有缺缺陷，必须须更换或修修复。检查机械密密封各零件件之配合尺尺寸、粗糙糙度、平行行度是否符符合要求。。使用小弹簧簧机械密封封时，须检检查小弹簧簧的长短和和刚性是否否相同。使使用并圈弹弹簧时，须须注意旋向向是否与轴轴的旋向一一致，其判判别方法是是：面向旋旋转环端面面，视转轴轴为顺时针针方向旋转转者用右旋旋弹簧；反反之，用左左旋弹簧。。73三、机械密密封的安装装1、安装前的的准备及注注意事项检查主机轴轴的窜动量量、摆动量量和挠度是是否符合技技术要求。。安装过程中中应保持清清洁，特别别是旋转环环和静止环环密封面及及辅助密封封圈表面应应无杂质、、灰尘。不不允许用不不清洁的布布擦试密封封面。安装中不允允许用工具具敲打密封封元件。74三、机械密密封的安装装2、安装顺序序确定安装位位置静止件的安安装旋转组件的的安装。7576第五节特特殊工况况下机械密密封的设计计要点在石油、化化工生产中中，由于所所处理的介介质非常复复杂，介质质的特性、、温度、压压力、轴径径、轴的转转速等各有有差别。因因此，机械械密封必须须从结构、、材料以及及附加装置置等方面加加以考虑，，以适应各各种使用条条件的要求求，尤其在在苛刻条件件下工作的的机械密封封，在设计计时必须对对这些问题题提出相应应的解决措措施。77一、高温条条件当温度大于于120℃时，即认为为是高温。。高温介质不不但不能带带走端面摩摩擦热，还还可能对密密封环起加加热作用，，使密封端端面温度过过高，造成成端面液膜膜汽化，出出现干摩擦擦；密封环环还可能发发生热变形形和热裂。。当高温超过过一定限度度时，浸树树脂石墨中中的树脂碳碳化析出的的硬粒划伤伤密封面；；浸金属石石墨中的金金属熔化渗渗出，使密密封失效。。高温条件下下的橡胶、、塑料等辅辅助密封圈圈材料易老老化，分解解变质。在腐蚀性介介质中，高高温会加剧剧金属密封封件的腐蚀蚀。78要解决以上上问题。一一般是采取取积极的冷冷却措施和和耐高温的的材料。也也可以从结结构上采取取措施，如如工作温度度在250℃以上，可采采用单弹簧簧金属波纹纹管密封。。79二、低温条条件低温工作的的介质多属属液化气体体，具有低低沸点、低低粘度、高高蒸汽压的的特点。这种情况下下，一般材材料都会发发生冷脆现现象；辅助助密封圈发发生老化，，失去弹性性，影响密密封性能；；密封装置置若与大气气接触，其其低温使大大气的水蒸蒸汽冻结在在密封面上上，加速摩摩擦副的磨磨损；另外外密封面上上的液膜汽汽化现象对对密封特性性也有重要要影响。所所以低温用用机械密封封需要考虑虑以下几个个方面的问问题：温度为0~-50℃时视为普冷冷机械密封封，当温度度低于-50℃时视为深冷冷机械密封封。80二、低温条条件用金属密封封圈或金属属波纹管代代替辅助密密封圈，在在超低温条条件下常采采用不锈钢钢或铜合金金来制作的的金属波纹纹管。这样样能保持优优异的弹性性补偿和消消除种种因因素引起的的机械振动动，使两密密封面紧密密贴合保持持良好的运运动状态。。防止波纹管管疲劳，波波纹管虽然然有优异的的弹性，但但在超低温温时，其塑塑性也有一一定的下降降，硬度增增大，疲劳劳寿命降低低。若把波波纹管置于于旋转运动动中，则会会加速疲劳劳破坏。故故在超低温温下常采用用静止式结结构。与大气隔绝绝。密封腔腔与大气隔隔绝能减少少冷损，提提高泵的效效率和抗蚀蚀性能，防防止摩擦面面上产生水水结冰，加加速端面的的磨损。选择导热性性和低温性性能好的材材料，如石石墨、青铜铜等。防止液膜汽汽化，可采采取急冷和和冲洗液（（均匀低温温流体）并并用的措施施。81三、高压与与真空按照密封术术语，压力力在常压1MPa称作低压；；大于1~3MPa属于中压；；超过3~15MPa称为高压。。高压可能使使密封环产产生力变形形或破裂，，真空条件件下，由于于分子降降低，分子子间摩擦力力小，与相相同压差的的正压相比比，真空更更易渗漏。。解决问题应应从结构型型式、材质质、冷却与与润滑等方方面作一合合适的选择择，选择的的重点是密密封型式和和材料。82平衡系数β值的选择端面比压是是考核密封封性能和耐耐磨性能的的重要指标标，选用密密封所允许许的最小端端面比压对对提高使用用寿命有利利，高压下下一般取较较大的β值，多采用用平衡型结结构。多端面结构构当端面负荷荷达到15MPa以上时，仅仅依靠材料料的选择及及结构型式式