流體靜壓型和流體動(dòng)壓型機(jī)械密封

普通機(jī)械密封的兩個(gè)密封環(huán)端面是互相平行的連續(xù)平面，并且設(shè)計(jì)成一個(gè)寬一個(gè)窄，可以避免在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中由于軸的振擺造成端面滑移錯(cuò)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(rùn)滑條件的惡化造成過(guò)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(rùn)滑液膜，這種具有特殊端面形狀可以人為控制的機(jī)械密封稱為可控膜機(jī)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(dòng)壓型兩類。

1、流體靜壓機(jī)械密封

流體靜壓型機(jī)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(duì)端面具有充分潤(rùn)滑和冷卻作用的靜壓流體膜。圖1是流體靜壓型機(jī)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(gè)孔并與端面開出的環(huán)形槽相通；自加壓臺(tái)階式的一個(gè)端面加工成臺(tái)階形；自加壓錐面式的一個(gè)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(dòng)而變化，因此適用于介質(zhì)的工作壓力比較穩(wěn)定的場(chǎng)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(tái)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(tái)階式都低。

外加壓凹槽式密封的流體潤(rùn)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(jìn)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(dòng)的情況，但應(yīng)選擇潤(rùn)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(dòng)壓型機(jī)械密封

流體動(dòng)壓型機(jī)械密封是在密封端面上開設(shè)潤(rùn)滑槽，介質(zhì)進(jìn)入潤(rùn)滑槽后，依靠動(dòng)環(huán)旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)槽內(nèi)流體運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生液楔動(dòng)壓效應(yīng)而形成端面流體膜。流體動(dòng)壓型機(jī)械密封有簡(jiǎn)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(jiǎn)單槽式的端面潤(rùn)滑槽形狀簡(jiǎn)單，加工方便，性能穩(wěn)定。潤(rùn)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(guò)端面寬度之半。

螺旋槽式的端面潤(rùn)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(fù)，即液膜壓力沿泄漏方向遞減。兩邊同時(shí)開螺旋槽，并使介質(zhì)向端面中部流動(dòng)，在中部形成液封，可提高密封性能。

周向槽式的潤(rùn)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(rùn)滑槽形狀是由手工選擇性研磨或預(yù)變形機(jī)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(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，便依靠這種微小波度產(chǎn)生流體動(dòng)壓效應(yīng)。

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

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