浅谈双端面机械密封
摘要：在石化行业流体离心泵密封以机械密封应用最为广泛。在对密封要求较高的场合，双端面机械密封更受青睐。本文以单端面机械密封为基础，对双端面机械密封的原理、结构及日常维护做简单的分析与论述。
关键词：双端面机械密封原理结构维护
前言
与单端面机械密封相比，双端面机械密封密封性能好，适用于强腐蚀、高温、带悬浮颗粒及纤维介质、气体介质、易燃易爆、易挥发低黏度介质，高真空度工况的密封。我车间烷基苯装置泵用机械密封为单端面机械密封。新建的硫磺装置因为对MDEA等介质高的密封要求，故采用双端面机械密封。双端面机械密封不仅仅是单端面机械密封的重复，在化工一些重点场合，可有效地防止危险、有毒、易燃、易爆物质的泄漏，具有高性能保险作用。在密封高压介质时，可以合理的分配每个密封的两端压差，提高密封的工作压力范围。对一些自润滑性差、易凝结、汽化介质，通过在密封腔体注入密封液改善密封的工况，大大提高密封的效率和使用寿命。
1.密封原理
双端面机械密封原理与单端面机械密封基本相同，都是靠垂直于旋转轴线的端面（摩擦副）在流体压力和补偿机构弹力的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。双端面机械密封结构如图2-1所示。
工作时，由流体压力（介质压力）
和弹性元件的弹力等引起的合力作用
下，在密封环的端面上产生一个适当
的比压（压紧力），使两个接触端面（动
环、静环端面）相互紧密贴合，并在
两端面间极小的间隙中维持一层极薄
的液膜，从而达到密封的目的。双端
面机械密封有两道端面密封，若一级
密封失效，二级密封仍然可密封，防
止泄露。一般双端面密封都需要外供
密封液系统，向密封腔内引入封液进
行堵封、润滑和冷却，且多为循环冷
却使用。密封液不仅可以冲洗摩擦副
改善机械密封工作环境，还可以作为一级密封面是否失效的重要检测手段。
2.结构
与单端面机械密封相比，双端面机械密封多一个摩擦副。两摩擦副可分别由两动环两静环组成，也可由两动环共用一静环或者两静环共用一动环组成。双端面机械密封有多种分类
方法。
2.1根据密封液系统压力可分为有压双封和无压双封。
有压双封密封液系统的压力一般要比一级密封前的压力高0.01--0.03MPa。这样一级密封泄漏时，密封液会进入泵内，确保了泵内介质不会泄漏到外界。由于密封液进入泵内，密封液系统压力、液位降低，可以实现密封的泄漏监测和报警。
无压双封密封系统内的压力一般为常压或微压，低于一级密封前的密封腔压力。当一级密封泄漏时，泵内介质会进入密封液系统，导致密封液系统的压力和液位升高，可以通过压力开关或液位开关实现泄露监测和报警。通过密封液系统来监测双端面机械密封失效与否，也是其区别于单端面机械密封最主要的形式之一。
2.2按摩擦副布置形式分为径向式、面对面、背对背及串联式四种，如图3-1所示。
径向双端面机械密封包括有一对相互配合的动环和静环，其主技术结构特征在于，在动环和静环配合端面上对应开设有圆环凹槽形成径向两个配合摩擦副，在静环上开设有泄流孔，从而形成径向双端面机械密封。其整体结构简单紧凑，结构空间小，安装使用方便，特别适用于径向安装尺寸受限的场合使用。
面对面双端面机械密封有静环面对面和动环面对面两种形式。静环面对面是一整体动环，动环面对面一整体静环。但是由于加工精度、机械密封失效后更换成本等问题面对面式双封在流体泵用机械密封中使用较少，一般应用于密封腔尺寸较小的场合。背靠背或串联机械密封已经完全可以覆盖面对面机械密封的适用工况。轻烃、黏性、聚合流体、有害气体采用干气密封、非接触设计可以采用面对面机械密封。面对面机械密封要求封液压力大于介质压力，属于有压双封，不然内侧机械密封动静环受力不合理。面对面结构多用于集装式结构，既可以做单端面，又可加封液做成双端面。
背对背式双端面机械密封亦可做成集装性，拆装方便，检修容易，因此使用较多。硫磺装置双端面机械密封为背对背式。背对背式双封分别有两动环和两静环，一级密封为外流式。因其适用工况宽，应用广泛，狭义上的双端面机械密封专指背对背式双端面机械密封。背对背式双封属于有压双封，当一级密封失效后密封液系统的压力和液位都会降低。密封液循环的动力由内置泵效环提供。
串联机械密封是两组或两组以上同向布置的单端面机械密封组成串联机械密封，两组单端面机械密封组成串联双端面机械密封。这种密封方式使密封腔的压力逐级降低，介质不至外漏。串联双端面密封由于其结构紧凑，可适用于轴径尺寸不大，轴向尺寸小，且转速较大的中等载荷的场合。内端为平衡型机械密封，外端为非平衡型带泵效环机械密封。串联式双端面机械密封可做成有压双封，也可做成无压双封，以无压双封最常见。封液提供密封面的冷却润滑，靠内置泵效环循环。
图3-1双端面机械密封结构图
3.失效分析
转动设备故障中，因机械密封泄漏而停机的约占维修设备总量的50%左右。双端面机械密封失效机理与单端面机械密封失效机理基本相同，主要是密封面的失效。在机泵运行过程中，由于摩擦和搅拌产生的热量会使密封面温度升高，加之介质的影响，就会出现密封面介质的气化、密封环变形、热磨损，甚至出现热裂。有的介质在温度变化时会加剧固化、聚合、结晶、结焦和腐蚀。种种非正常的工况将加剧或者短期内直接导致密封失效。
有关机构曾对泵类机械进行了数年调查，密封失效的原因及其占比例见表4-1。
表4-1 机械密封失效原因分析
密封失效原因
操作问题（冲洗液中断等）
机械方面问题（安装误差、间隙不当、调整不当）
流体回路高等错误（负压不足、冲洗液不足、泵特性不适当）
密封元件选择不当（材料或基本结构错误）
其他原因
由上表可知，密封失效的主要原因为操作问题。分析故障时，要对其整个过程，包括拆卸前的泄露状态、泄漏量、拆卸中的检查、密封部件检测等深入研究，找到故障发生的泄漏点和真实原因，进而采取相应措施。
4.日常维护
从表一可以看出，密封失效的主要原因是操作的问题，因此做好日常维护工作，为其提供一个合理的工况，是密封运转正常、良好的前提。做好日常维护应保证以下几点。
1）启动前检查辅助装置是否正常，保证密封液系统液位、压力在操作范围之内，各处密封良好。按转动方向盘车通过双端面机封泵效环将机封内充满液体。
2）不要使泵抽空避免密封端面发生干摩擦。
3）经常检查辅助装置是否正常工作：
a、注意密封液液面的位置，油位降低要经常补充，压力降低要补气保压。
b、定期排放泄漏液。
c、经常检查冷却水管、冲洗管等，杜绝发生堵塞，防止突然停水而使冷却、冲洗效果不好，造成密封失效。
4）防止机器本身振动、发热等对密封的影响。
a、注意异常声响，振动可造成防转销等松开、脱出。
b、注意异常发热，如：轴承发热是否正常，并作合理调整。
5.结论
从密封机理上看，无论是双端面机械密封还是单端面机械密封都是将较难控制、泄漏量大的轴密封转变成比较容易控制的端面密封（摩擦副）、静密封和伪静密封。两级端面密封给予双端面机械密封安全可靠，对外无泄漏的特点。根据摩擦副布置形式以及密封液系统，双端面机械密封在结构上有多种形式，以满足多种工况的要求。
双端面机械密封失效的原因很多，也很复杂，可以通过采取相应的措施来解决。双端面机械密封泄露与工艺操作及安装检修有直接关系。在日常生产中应规范操作，加强管理，对故障做总结分析，是保证和提高密封效率及寿命的必要措施。
参考文献
[1] 董晓明.双端面机械密封泄漏原因及对策［J］.润滑与密封，1998，NO.7.
[2] 王显伟，宋巍.机械密封失效原因分析及预防［J］.辽宁化工，2004，第33卷第8期.
[3] 周原．王天普等．机泵维修钳工［M］．北京：中国石化出版社，2009:129-143.
机械密封主要参数
端面液膜压力 为了保证端面间有一层稳定的液膜（半液体润滑或边界润滑膜），就必须控制端面承受的载荷W，而W值究竟多大合适，是与液膜承载能力密切相关的。与平面轴承类似，机械密封端面间隙液膜的承载能力，称为端面液膜的压力，它包括了液膜的压力和液膜动压力两部分。 液膜静压力 当密封间隙有微量泄漏时，由于密封环内、外径处的压差促使流体流动，而流体通过缝隙受到密封面的节流作用，压力将逐步降低。假设密封端面间隙内流体流动的单位阻力沿半径方向是不变的，则流体沿半径r的压力降呈线性分布（图7-11）。例如中等粘度的流体（如水），其沿径向的压力就近似于三角形分布，低粘度液体（如液态丙烷等）则呈凹形，高粘度液体（如重油）压力缝补呈凸形。
端面间的液膜静压力是力图使端面开启的力，设沿半径方向r处，宽度为dr的环面积上液膜静压力为pr，设密封流体压力为p，则作用于密封面上的开启力R为
液膜动压力 机械密封环端面即使经过精细的研磨加工，在微观上仍然存在一定的波度，当两个端彼此相对滑动时，由于液膜作用会产生动压效应。有纳威斯托克斯(Novier-Stokes)方程：
如图7-13，设二平面间存在一定的斜楔，随着间隙减小，液压增大，而斜楔的进出口处压差为零，故有—液压最大值，对应该处的液膜厚度为h0，则流量 关于机械密封液体动压效应的形成和分析，有许多不同的观点和力学模型。由于密封面微观状态的影响因素很多，以及实验技术的困难，目前还不能提出能直接用于设计计算的公式。但对于机械密封设计的正确分析，具有一定的理论指导意义。 载荷系数 机械密封的载荷系数是在摩擦副轴向力平衡下，各项轴向力与密封上最大介质压力的比值，它反应了各种轴向力的作用和大小。载荷系数也可以用面积比来表示：介质压力作用在补偿环上使之与非补偿环趋于闭合的有效作用面积A e与密封端面面积A之比为载荷系数K.
浅谈双端面机械密封 摘要：在石化行业流体离心泵密封以机械密封应用最为广泛。在对密封要求较高的场合，双端面机械密封更受青睐。本文以单端面机械密封为基础，对双端面机械密封的原理、结构及日常维护做简单的分析与论述。 关键词：双端面机械密封原理结构维护 Simple Discussion Of Double Mechanical Seal Abstract: Mechanical seal is most widely used for centrifugal pump in the petrochemical industry. Double mechanical seal is more popular in the situation that seal is strictly required. In this paper, double mechanical seal is briefly analyzed and discussed in the theory, structure and routine maintenance on the basis of single mechanical seal. Key words: Double mechanical seal Theory Construction Maintain 1、前言 与单端面机械密封相比，双端面机械密封密封性能好，适用于强腐蚀、高温、带悬浮颗粒及纤维介质、气体介质、易燃易爆、易挥发低黏度介质，高真空度工况的密封。我车间烷基苯装置泵用机械密封为单端面机械密封。新建的硫磺装置因为对MDEA等介质高的密封要求，故采用双端面机械密封。双端面机械密封不仅仅是单端面机械密封的重复，在化工一些重点场合，可有效地防止危险、有毒、易燃、易爆物质的泄漏，具有高性能保险作用。在密封高压介质时，可以合理的分配每个密封的两端压差，提高密封的工作压力范围。对一些自润滑性差、易凝结、汽化介质，通过在密封腔体注入密封液改善密封的工况，大大提高密封的效率和使用寿命。 2、密封原理 双端面机械密封原理与单端面机械密封基本相同，都是靠垂直于旋转轴线的端面（摩擦副）在流体压力和补偿机构弹力的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。双端面机械密封结构如图2-1所示。 工作时，由流体压力（介质压 力）和弹性元件的弹力等引起的 合力作用下，在密封环的端面上 产生一个适当的比压（压紧力）， 使两个接触端面（动环、静环端 面）相互紧密贴合，并在两端面 间极小的间隙中维持一层极薄的 液膜，从而达到密封的目的。双 端面机械密封有两道端面密封， 若一级密封失效，二级密封仍然 可密封，防止泄露。一般双端面
釜用双端面机械密封带平衡罐辅助装置使用说明 一、安装前先检查轴的轴向窜动不大于,径向摆动不大于，安装机械密封的法兰与轴线不垂直度不大 于 mm，安装机械密封部位的轴公差为h8 ，光洁度为。 二、该装置采用隔离式活塞自动推进式平衡罐。具有自动平衡密封腔内封液压力，自动补充封液功能。 三、该装置适用于所有釜内正压工况，当工作压力在以上一律要配置平衡罐。也可用于负压工况，但是负压 工况要求在平衡罐封液出口D处增装一只单向阀，即在负压时能自动关闭，防止封液回流。 四、工作原理： 1. 釜内压力由A至平衡罐B，推动平衡罐活塞底部，压迫活塞上升，推压平衡罐封液，由平衡罐出液处D 至机械 密封E，进入密封腔，至使封液产生压力，达到与釜内压力相平衡之目的，十分可靠的起到密封作用。 2. 机封在长期使用中，封液会不同程度的消耗，由于平衡罐活塞作用能不断自动补充封液，从而保证密封 内封液始终处于饱满状态。随着密封罐封液减少，活塞会自动上升，一般活塞标杆上升至三分之二时应在腔釜
内无压力工况下人工将活塞压至底，通过平衡罐注油螺栓C处补充封液，同时拧开放气螺栓，补液完毕，再 拧紧注油及放气螺栓。 3. 平衡罐补液除了人工补液外，还可另行设计电动，手动泵补液，只要在平衡罐补液螺栓处安装一套补液系 统即可。用电动，手动泵补液，可在工作状态下强行补液，从而保证机械密封绝对不会失效。 五、系统安装完毕，在试车时要检查各总成及连接处是否完好，不能有漏气，漏油现象。在釜内压力大 于时，适度松开平衡罐出液处D，观察活塞标杆是否上升，否则说明活塞过紧或卡死，可利用工具往上撬活塞标 杆螺栓，使其上升即可。 六、注意机械密封放气螺栓处放气。 七、机械密封安装后应用水试运转24小时后再正式投料生产。
机械密封的基本结构工作原理和常见形式 一．基本原件，结构 1．端面密封副（静、动环） 端面密封副的作用是使密封面紧密贴合，防止介质泄漏。 它要求静、动环具有良好的耐磨性，动环可以轴向灵活地移动，自动补偿密封面磨损，使之与静环良好地贴合；静环具有浮动性，起缓冲作用。为此密封面要求有良好的加工质量，保证密封副有良好的贴合性能。 2．弹性元件（弹簧、波纹管、隔膜） 它主要起预紧、补偿和缓冲的作用，要求始终保持足够的弹性来克服辅助密封和传动件的摩擦和动环等的惯性，保证端面密封副良好的贴合和动环的追随性，材料要求耐腐蚀、耐疲劳。 3．辅助密封（& 形圈、. 形圈、/ 形圈、楔形圈和异形圈） 它主要起静环和动环的密封作用，同时也起到浮动和缓冲作用。要求静环的密封元件能保证静环与压盖之间的密封性和静环有一定的浮动性，动环的密封元件能保证动环与轴或轴套之间的密封性和动环的浮动性。材料要求耐热、耐寒并能与介质相容。 4．传动件（传动销、传动环、传动座、传动键、传动突耳或牙嵌式联结器）它起到将轴的转矩传给动环的作用。材料要求耐磨和耐腐蚀。 5．紧固件（紧定螺钉、弹簧座、压盖、组装套、轴套） 它起到静、动环的定位、紧固的作用。要求轴向定位正确，保证一定的弹簧压缩量，使密封副的密封面处于正确的位置并保持良好的贴合。同时要求拆装方便、容易就位、能重复利用。与辅助密封配合处，安装密封圈要有导向倒角和压弹量，应特别注意动环辅助密封件与轴套配合处要求耐磨损和耐腐蚀，有必要时与轴套配合处可采用硬面覆层。 6．防转件（防转销） 它起到防止静环转动和脱出的作用。要求有足够的长度，防止静环在负压下脱出，并要求正确定位，防止静环随动环旋转。材料上要求耐腐蚀，在必要时中间可加四氟乙烯套，以免损坏碳石墨静环。 二．工作原理，基本动作 机械密封是由一对或者数对动环与静环组成的平面摩擦副构成的密封装置。 依靠弹性构件和密封介质的压力在旋转的动环和静环的接触表面，产生适当的压紧力，使这两个端面紧密贴合，密封端面之间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的。这层液膜具有流体动压力与静压力，起润滑和平衡压力的作用。
机械密封主要零件的结构形式 1.动环的结构形式动环常用的结构形式如图2-122所示。图2-122(a)比较简单，省略了推环，适合采用橡胶O形辅助密封圈，缺点是密封圈沟槽直径不易测量，使加工与维修不便;图2-122 (b)对于各种形状的辅助密封圈都能适应，装拆方便，且容易找出因密封圈尺寸不合适而发生泄漏的原因;图2-122 (c)只适合用O形密封圈，对密封圈尺寸精度要求低，容易密封，但密封圈易变形;图2-122 (d)和图2-122 (e)为镶嵌式结构，这种结构是将密封端面做成矩形截面的环状零件(称为动环)，镶嵌在金属环座内(称为动环座)，从而可节约贵重金属。图2-122 (d)为采用压装和热装的刚性过盈镶嵌结构，加工简便，但由于动环与动环座材料的线膨胀系数不同，高温时易脱落，一般适用于轴径小于100mm、使用压力小于5 MPa、密封端面平均线速度小于20m/s的场合。图2-122 (e)为柔性过盈镶嵌结构，其径向不与动环座接触，而是支承在柔性的辅助密封圈上，并采用柱销连接，从而克服了图2-122 (d)的缺点，但加困难，在标准型机械密封中很少采用。图2-122(f)为喷涂结构，是将硬质合金粉或陶瓷粉等离子喷涂于环座上，该结构特点是省料，但由于涂层往往不致密，使用中存在涂层开裂及剥落现象，因此，粉料配方及喷涂工艺还有待改进。上述各种结构中，图2-122 (d)是国内目前采用最普遍的一种。 2.静环的结构形式静环常用的结构形式如图2-123所示。图2-123 (a)为最常用的形式，O形、v形辅助密封圈均可使用;图2-123 (b)的尾部较长，安装两个O形密封圈，中间环隙可通水冷却;图2-123 (c)也是为了加强冷却;图2-123(d)的静环两端均是工作面，一端失效后可调头使用另一端;图2-123 (e)为O形圈置于静环槽内，从而简化了静环座的加工;图2-123 (f)为采用端盖及垫片固定在密封腔体上，多用于外装式或轻载的简易机械密封上。
釜用机械密封使用说明书 I S O9001认证企业 化工部定点企业 德州市鸿泰环保设备有限公司
1 概述 机械密封（端面密封）——是由至少一对垂直于旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力的作用以及辅助密封的配合下，保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。 釜用机械密封，适用于各种钢制釜、搪瓷釜、搪玻璃釜搅拌轴及类似的立式旋转轴密封。 机械密封是一种精密装置，其密封性能和寿命在很大程度上取决于机械密封的安装精度及使用机械密封的搅拌设备操作条件。实践证明，在安装机械密封之前对安装机械密封部位的容器法兰端面，搅拌轴轴径精度应进行检验，并精心安装，是避免密封过早失效延长使用寿命的有效途径。 2 釜用机械密封型式、适用工况 型式及主要工作参数见表1。 表1 型式及主要工作参数
适用工况条件见表2。 表2 适用工况 结构改进型的适用工况条件见表3。 表3 改进型的适用工况
注意：密封要求较高，轴需承受较大的径向力时，应选用带内置轴承的机械密封，但一般不作为轴的支承点。若需要以此作为支承点时，应选用型号后带T的改进型机封。 3 釜用机械密封的安装 安装前的有关要求 对双端面机械密封在安装前应先进行静压试验，试验压力可不一定达到规定要求，主要是以防运输、搬运中损坏内部零件而进行的检查性试验。 安装机械密封部位的搅拌轴（或传动轴）应符合表4的规定。 表4 安装机封部位搅拌轴的精度 mm ≤m ≤m 注：205、206、207型机封，安装机封部位搅拌轴径表面允许粗糙度均为Ra≤m。 当径向跳动公差达不到要求时，应考虑釜内增设中间轴承或底轴承，或选用带内置轴承的机械密封。 凡安装辅助密封部位的搅拌轴轴径端部应按图1所示倒角，其轴径表面不允许有磕碰划伤，以防止密封圈刮伤。
双端面机械密封安装使用说明书 适用范围 本说明适用于旋转轴用机械密封安装,以卧式离心泵用机械密封安装为基准, 机械 密封为双端面,内装,接触式,转速不超过3500转/分或端面速度≤15米/秒,密封工作温度在-40℃~150℃或介质温度低于200℃,主要服务于电力脱硫,氧化铝等行业有颗粒的介质工况, 如有特别要求或不详之处,请与自贡兆强密封制品实业公司联系. 机械密封的安装 安装前的准备及注意事项 (1). 安装机械密封前,必须保证相关设备,系统均已停用和处于非工作状态,并且已达到环境温度,有压部分已泄到常压,以保证机械密封安装过程中人身安全. (2).检查机封型号与所使用的泵型号是否相符合,以及安装连接尺寸是否正确,并检查机械密封装置有无损伤,变形等缺陷. (3). 为了避免非金属元件(如O形圈)的损伤,应在有非金属元件滑过的所有台肩部位加工出2x30°倒角,所有尖角倒圆并修光滑(如图一),在键槽或沉孔处倒掉所有棱角,有密封圈滑移的直径处金属表面粗糙度Ra应小于 1.6μm,静密封圈处的金属表面粗糙度Ra应小于3.2μm. (4).检查泵轴的窜动,摆动量和挠度是否符合机械密封的的安装技术要求(JB/T4127.1-1999),密封腔是否符合机械密封的安装尺寸,密封端盖与轴是否垂直. 一般要求:轴的轴向窜动量≤±0.5mm,(如图二); 轴摆动量(装旋转环密封圈处)≤0.06mm; 轴最大挠度≤0.05mm; 密封端盖与密封圈接触平面对中心线的垂直度允差0.03---0.05mm. (5).检查安装机械密封部位的轴,腔体有无毛刺,划伤等缺陷,检查轴,腔体尺寸是否与机械密封相符合,特别要防止杂质,泥浆物,颗粒物带入密封安装部位. 2,机械密封必需的系统条件 (1).为了改善机械密封的使用环境,,要求必须使用阻封水. (2).在泵体密封腔或密封压盖上需设置有阻封水接口. (3). 阻封水系统由管路,压力表,调节阀等组成,为正确的反映和调节阻封水系统压力,压力表和调节阀必须安装在阻封水出口端. (4). 阻封水压力必须高于泵腔压力0.03~0.05MPa, 其计算公式为:(Mpa,串联使用除外,需单独计算) P=(P1+P2)/2*1.2+0.05 P:阻封水压力P1: 泵进口压力P2:泵出口压力 3.机械密封的安装 (1).首先对旋转轴,密封腔体进行清洁. (2).对机械密封装置中所有安装O形圈处抹润滑油或肥皂液,(注意:乙丙橡胶材质不可接触矿物油)以便于机械密封的顺利安装. (3).安装过程中应保持机械密封装置清洁,特别是密封面和辅助密封圈表面应无杂质,灰尘.不允许用不清洁的布及其它物品擦拭密封面. (4).安装中严禁碰撞,野蛮敲打密封元件,以防止密封件损坏,摩擦付表面应保持清 洁不涂任何油.
机械密封的种类和结构 1、内容提纲： ①机封的定义②机封的种类 ③机封的结构④典型机封及泄漏点分析 2、机械密封的定义 机械密封也称端面密封，主要用于泵、压缩机、液压传动和其他类似设备的旋转轴的密封。 机械密封是由一对或数对动环与静环组成的平面摩擦副构成的密封装置。3、机械密封的种类 按弹簧元件旋转或静止可分为： 旋转式：旋转式内装内流非平衡型单端面密封 静止式：静止式外装内流平衡型单端面密封 按静环位于密封端面内侧或外侧可分为： 内装式和外装式。 按密封介质泄漏方向可分为： 内流失和外流式。 按介质在端面引起的卸载情况可分为： 平衡式和非平衡式。 按密封端面的对数可分为： 单端面和双端面。 按弹簧的个数可分为： 单弹簧式和多弹簧式。 按弹性元件分类： 弹簧压缩式和波纹管式。 按非接触式机械密封结构分类：流体静压式、流体动压式、干气密封式。 按密封腔温度分类：高、中、普、低温密封。 按密封腔压力分离：超高、高、中、低压机械密封。 4、机封的结构 从结构特点看，机械密封型式多种多样，但按组成讲，它主要由4个基本单元组成： ①密封单元②缓冲补偿单元 ③传动单元④辅助密封单元 ①密封单元：由动环和静环组成的密封端面，这是机械密封的核心。 ②缓冲补偿单元：以弹簧为主要元件而组成的缓冲补偿机构，它是维持机械密封正常工作的重要条件。 ③传动单元：由轴套、键或固定销钉组成的传动机构，它是实现动环随轴一起旋转的可靠保证，也是实现动密封的前提条件。 ④辅助密封单元：由动环密封圈和静环密封圈等元件组成，它是解决密封端面之外的、有泄漏可能的部位之辅助性密封机构，是机械密封不可缺少的组成要素。
机械密封的种类 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 机械密封按结构型式分类，其基本类型有： 1、平衡式和非平衡式机械密封 能使介质作用在密封端面上的压力卸荷的为平衡式，不能卸荷的为非平衡式。按卸荷程度不同，前者又分为部分平衡式（部分卸荷）和过平衡式（全部卸荷）。平衡式密封端面上所受的作用力随介质压力的升高而变化较小，因此适用于高压密封；非平衡式密封密封端面所受的作用力随介质压力的变化较大，因此只适用于低压密封。平衡式密封能降低端面上的摩擦和磨损，减小摩擦热，承载能力大，但其结构较复杂，一般需在轴或轴套上加工出台阶，成本较高。后者结构简单，介质压力小于0.7MPa时广泛作用。 2、内置式和外置式机械密封 内置式机械密封可以利用密封箱内介质压力来密封，机械密封的元件均处于流体介 质中，密封端面的受力状态以及冷却和润滑情况好，是常用的结构型式。外置式机械密封的大部分零件不与介质接触，暴露在设备外，便于观察及维修安装。但是由于外置式结构的介质作用力与弹性元件的弹力方向相反，当介质压力有波动，而弹簧补偿量又不大时，会导致密封环不稳定甚至严重泄漏。外置式机械密封仅用于强腐蚀、高粘度和易结晶介质以及介质压力较低的场合。 3、内流式和外流式机械密封
介质泄漏方向与离心力方向相反的密封为内流式密封；介质泄漏方向与离心力方向一致的密封为外流式密封。由于内流式密封中离心力阻止泄漏流体，其泄漏量较外流式少， 前者适用于高压，速度高时，密封可靠。为加强端面润滑采用后者较合适，但介质压力不宜过高，一般为1～2MPa。 4、静止式和旋转式机械密封 弹簧不随轴一起旋转的密封为静止式密封；弹簧随轴一起旋转的密封为旋转式密封。由于静止式密封的弹簧不受离心力影响，常用于高速机械密封中。旋转式机械密封的弹性元件装置简单，径向尺寸小，是常用的结构，但不宜用于高速条件，因高速情况下转动件的不平衡质量易引起振动和介质被强烈搅动。因此，线速度大于30m/s时，宜采用弹簧静止式机械密封。 5、单弹簧式和多弹簧式机械密封 补偿机构中只有一个弹簧的机械密封称为单弹簧式机械密封或叫大弹簧式机械密封，补偿机构中含有多个弹簧的机械密封称多弹簧式机械密封或小弹簧式机械密封。单弹簧式机械密封端面上的弹簧压力，尤其在轴径较大时分布不够均匀。多弹簧式机械密封的弹力簧压力分布则相对比较均匀，因此单弹簧式的机械密封常用于较小轴径（d ≯80～150mm轴径），而多弹簧式适用于大轴径高速密封。但多弹簧的弹簧丝径细，由于腐蚀或结晶颗粒积聚易引起弹簧失效，这时宁可采用单弹簧式。 6、单端面式和双端面式机械密封 由一对密封端面组成的为单端面密封，由二对密封端面组成的为双端面密封。单端面密封结构简单，制造、安装容易，一般于介质本身润滑性好和允许微量泄漏的条件，是常用的密封型式，当介质有毒、易燃、易爆以及对泄漏量有严格要求时，不宜使用。双端面密封有轴向双端面密封和径向双端面密封。沿径向布置的双端面密封结构较轴向双端面密封紧凑。
机械密封种类介绍总结 1.分类按端面形式分为双端面机械密封，单端面机械密封，集装式 机械密封。如下图 单端面 双端面 集装式 集装式机械密封装置的预安装设计结构安装简单、易于操作，简化了测量、调整等过程，具有安装简便，互换性强的特点。避免了设备检修时因机械密封安装造成的密封元件的损坏，降低了维护费用。 2. 用途 机械密封通俗地说就是用在机械上的密封。如千斤顶里用来封油压的油封，用于防止尘土进入的防尘密封，气动工具（如风镐等）中的用
于封闭气压的气动密封等都属于机械密封。 3. 原理 机械密封是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置。 4. 结构 主要有以下四类部件。a.主要密封件：动环和静环。b.辅助密封件：密封圈。c.压紧件：弹簧、推环。d.传动件：弹箕座及键或固定螺。 由1静止环（静环）2旋转环（动环）3弹性元件4弹簧座5紧定螺钉6旋转环辅助密封圈和8静止环辅助密封圈等元件组成，7防转销固定在9压盖上以防止静止环转动。旋转环和静止环往往还可根据它们是否具有轴向补偿能力而称为补偿环或非补偿还。 泵用机械密封种类繁多，型号各异，但泄漏点主要有五处：
（l）轴套与轴间的密封； （2）动环与轴套间的密封； （3）动、静环间密封； （4）对静环与静环座间的密封； （5）密封端盖与泵体间的密封。 一般来说，轴套外伸的轴间、密封端盖与泵体间的泄漏比较容易发现和解决，但需细致观察，特别是当工作介质为液化气体或高压、有毒有害气体时，相对困难些。其余的泄漏直观上很难辩别和判断，须在长期管理、维修实践的基础上，对泄漏症状进行观察、分析、研判，才能得出正确结论。 一、泄漏原因分析及判断 A．安装静试时泄漏。机械密封安装调试好后，一般要进行静试，观察泄漏量。如泄漏量较小，多为动环或静环密封圈存在问题；泄漏量较大时，则表明动、静环摩擦副间存在问题。在初步观察泄漏量、判断泄漏部位的基础上，再手动盘车观察，若泄漏量无明显变化则静、动环密封圈有问题；如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题；如泄漏介质沿轴向喷射，则动环密封圈存在问题居多，泄漏介质向四周喷射或从水冷却孔中漏出，则多为静环密封圈失效。此外，泄漏通道也可同时存在，但一般有主次区别，只要观察细致，熟悉结构，一定能正确判断。 B．试运转时出现的泄漏。泵用机械密封经过静试后，运转时高速旋转产生的离心力，会抑制介质的泄漏。因此，试运转时机械密封泄
双端面带平衡罐机械密封泄漏原因及改进措施 介绍某型反应釜用带轴套整装式双端面机械密封的结构及工作原理，结合实际工况，分析了其失效原因(如O形圈材质选用不合理，搅拌同轴度偏大，密封面变形)，提出了改进措施及使用中的注意事项。 1 机械密封的结构与工作原理 带轴套整装式双端面机械密封是一种无须调整动环弹簧压缩量、装配简便的机械密封形式。该机械密封适用于强腐蚀、高温，带悬浮颗粒及纤维介质，气体介质，易燃易爆、易挥发、低粘度介质，保障高真空度工况的密封。该机械密封结构见图1。 图1 带轴套整装式双端面机械密封结构 A 泄漏液口;B1 、B2 冷却水进出口;C1、C2 密封液进出口;1 平衡罐;2 冷却水腔;3 密封液腔;4 轴套;5机械密封组件
当搅拌轴运转时，其带动机械密封轴套以及固定在机械密封轴套上的动环组件同步转动，靠动环组件和上、下静环面之间的贴合达到密封效果。密封面一侧是密封腔室，另一侧是反应釜内环境。在正常工作状态下，通过外部提供密封液至平衡罐，保持密封液液位在平衡罐液位计的中线，并确保平衡罐内密封液压力(即密封液腔内压力)高于釜内压力0.05～0.10MPa。若密封液压力过高，则动、静环摩擦面易加速磨损;若密封液压力过低，则反应釜内物料易泄漏。 2 故障分析 2.1 故障状况 某反应釜均采用带轴套整装式双端面机械密封，该机械密封轴径为210mm，工作转速为100r/min，工作压力为-0.5～1.0MPa，工作温度为0～80℃，主要起密封作用的是机械密封组件，见图2。 图2 机械密封组件 1 上静环O形圈; 2 上静环; 3 轴套; 4 上动环; 5 轴套O形圈; 6 动环组件; 7 下动环O形圈; 8 下动环; 9 下静环;10 下静环O形圈