机封的定义 机封，全名机械密封^[1]，在行业内一般人习惯称为机封。它是一种用来解决旋转轴与机体之间密封的装置。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(或磁力)的作用及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成防止流体泄漏的装置，常用于泵、压缩机、反应搅拌釜等旋转式流体机械，也用于齿轮箱、阀门、旋转接头、船舶尾轴等密封。因此，机械密封是一种通用的轴封装置。

 

机封的结构

  

机封典型结构示意图

机封的结构多种多样， 常用结构一般包含如下部件，如图：

 

1.锁紧装置(锁紧螺钉)2.锁紧环 3.弹性元件(弹簧) 4.传动机构(传动套) 5.补偿环 6.摩擦副 7辅助密封(O形圈) 8.非补偿环

 

1.补偿环与非补偿环：补偿环是具有轴向补偿能力的密封环，它可以是旋转环(动环)，也可以是非旋转环(静环);非补偿环是不具有轴向补偿能力的密封环，同样可以是旋转环(动环)，也可以是非旋转环(静环)

 

2.摩擦副：在补偿环和非补偿环的顶端镶嵌有一对密封端面，起机封的主要密封作用。一般情况下补偿环用软质材料制造，端面较窄;非补偿环用硬质材料制造，端面较宽。

 

3.弹性元件与锁紧环：它们构成了加载、补偿和缓冲机构，以保证机械密封在安装后端面贴合;在磨损时及时补偿;在受振动、窜动起缓冲作用。弹性元件可以是弹簧、波纹管、波簧等。锁紧环用于弹性元件的轴向和径向定位，通常还兼备传递转矩或克服转矩的功能。

 

4.辅助密封圈;起辅助密封作用，分补偿环辅助密封和非补偿环辅助密封。它可以是O形圈、V形圈、楔形圈、矩形圈等，用来密封轴和机封、机封和壳体之间的密封。

 

5.传动机构：起传递转矩的作用。常用传动方式有传动套、拨叉、柱销、键或弹簧的并圈

 

机封的分类

机封分类方式有很多种。

 

按密封端面的数量：分为单端面和双端面(多端面)

 

按压力卸载方式： 分为平衡型和非平衡型

 

按弹性元件数量： 分为大弹簧(单弹簧)、小弹簧(多弹簧)、片式弹簧

 

按结构形式： 分为散装式和集装式

 

按安装位置： 分为内装式和外装式

 

按运动方式： 分为旋转式和静止式

 

按介质泄漏方向：分为内流式和外流式

 

按应用设备： 分为清水泵用、化工泵用、渣浆泵用、釜用等

 

机封的选用

一、根据压力的大小可初步确定是否选择平衡式结构以及平衡程度。

 

当介质粘度高，润滑性能好，压力≤0.8MPa;或低粘度，润滑性差，压力≤0.5MPa，一般选用非平衡式结构;压力超过上述数值的，选用平衡式结构;压力>15MPa时，可选用串联式多端面密封。

 

二、根据速度值的大小确定弹性元件是否随轴旋转，即采用弹簧旋转式或弹簧静止式结构。

 

当速度<20-30m/s，选用弹簧旋转式结构;转速更高时，旋转件的不平衡质量易引起强烈振动，选用弹簧静止式结构。

 

机封的典型举例

散装单弹簧机封：

1.OTH-7103

  

7103型机封

结构特点：单弹簧;内装单端面;弹簧并圈传动

 

适用范围：该机械密封符合DIN24960、ISO3069、GB6556标准,是广泛使用的标准非平衡型机械密封，允许采用各种材料及端面组合，以满足广泛的工业需求。

 

运行参数：

 

规格:16～120mm

 

温度:-45℃～ 180℃

 

压力:≤1.0MPa

 

线速度:≤20m/s

 

轴向窜动量:±0.5mm

 

介质:应用于水、油、中等以下腐蚀性介质中。

 

2.OTH-7171

  

7171机封

结构特点：单端面；非平衡型；锥形弹簧；固定旋向；

 

适用范围

 

本机械密封符合EN12756(DIN24960)标准,结构简单，应用广泛，可靠性好。适用于清水泵、污水泵、潜水泵以及化工流水泵等。

 

运行参数

 

规格:6～80mm

 

温度:-20℃～ 180℃

 

压力:≤1.0MPa

 

线速度:≤15m/s

 

轴向窜动量:±1.0mm

 

介质:应用于水、油、有机溶剂以及其它腐蚀性介质中。

散装多弹簧机封

1.OTH-7206D

  

7206D机封

结构特点：双端面；非平衡型；任意旋向；多弹簧；

 

适用范围

 

本机械密封符合DIN24960标准，适用易燃，易爆气体、易结晶液体，性要求较高的场合。

 

运行参数

 

规格:14～100mm

 

温度:-50℃～ 220℃

 

压力:≤2.5MPa

 

线速度:≤20m/s

 

轴向窜动量:±1.0mm

 

介质:应用于水、油、有机溶剂以及其它强腐蚀性介质中。

 

2.OTH-7212

  

7212机封

结构特点：单端面；非平衡型；任意旋向；动环辅助密封为4F楔形圈

 

适用范围

 

多弹簧结构，轴向尺寸小，结构紧凑，密封可靠，符合EN12756(DIN24960)标准;

 

运行参数

 

规格:14～100mm

 

温度:-20℃～ 200℃

 

压力:≤1.7MPa

 

线速度:≤25m/s

 

轴向窜动量:±0.5mm

 

介质:应用于水、油、有机溶剂以及其它腐蚀性介质中。

橡胶波纹管机封

OTH-7410

  

7410机封

结构特点：单端面；非平衡型；固定旋向；橡胶波纹管

 

适用范围

 

较常用的机械密封，可在含有颗粒的废水、污水中应用。

 

运行参数

 

规格:12～100mm

 

温度:-20℃～ 120℃

 

压力:≤1.2MPa

 

线速度:≤10m/s

 

轴向窜动量:±0.5mm

 

介质:应用于水、油、有机溶剂以及含有颗粒的废水和污水介质中。

四氟波纹管机封

OTH-7442

  

7442机封

结构特点：单端面；平衡型；任意旋向；四氟波纹管

 

适用范围

 

四氟波纹管式的机械密封，它采用多弹簧结构，是耐腐蚀泵中应用较广泛的一种机械密封。

 

运行参数

 

规格:35～65mm

 

温度:-10℃～ 100℃

 

压力:≤0.5MPa

 

线速度:≤15m/s

 

轴向窜动量:±0.5mm

 

介质:广泛用于耐腐蚀泵上。

金属波纹管机封

OTH-7462

  

7462机封

结构特点：单端面；平衡型；任意旋向；金属波纹管

 

适用范围

 

符合EN12756(DIN24960)，应用广泛，适用于高温、高粘度介质。动环“O”形圈不起补偿作用，因此波纹管移动没有阻尼。

 

运行参数

 

规格:16～100mm

 

温度:-20℃～ 300℃

 

压力:≤2.5MPa

 

线速度:≤15m/s

 

轴向窜动量:±1.0mm

 

介质:适用于高温、高粘度介质。

集装单簧机封

OTH-7558

  

7558机封

结构特点：集装式；单端面；固定旋向；橡胶波纹管；非平衡型

 

适用范围

 

本机械密封用在循环泵常规填料盒中，严格按照端面比压预装配的。

 

运行参数

 

规格:25～75mm

 

温度:-20℃～ 140℃

 

压力:≤1.6MPa

 

线速度:≤10m/s

 

轴向窜动量:±0.2mm

 

介质:应用于水、油、有机溶剂以及其它腐蚀性介质中。

集装多簧机封

OTH-7618

  

7618机封

结构特点：单端面；平衡型；任意旋向；集装式

 

适用范围

 

符合API610、API682标准,适用于易结晶、含颗粒、弱腐蚀性介质等场合，可替代盘根填料。

 

运行参数

 

规格:25～160mm

 

温度:-20℃～ 200℃

 

压力:≤2.5MPa

 

线速度:≤20m/s

 

轴向窜动量:±0.2mm

 

介质:应用于水、油、有机溶剂以及其它腐蚀性介质中。

釜用机封

OTH-7802

 

结构特点：单端面；小弹簧；非平衡型

 

适用范围

 

本机械密封广泛应用于各种泵、搅拌器、反应釜中。

 

运行参数

 

规格:30～150mm

 

温度:-40℃～ 180℃

 

压力:≤0.5MPa

 

线速度:≤4m/s

 

轴向窜动量:±0.2mm

 

介质:应用于酸、碱、油高分子悬浮液。

 

机封的发展趋势

当前机械密封发展趋势可分为以下几点：

 

1、 窄面密封，提高密封性能，减少摩擦发热;

 

2、 向高PV值方向发展，适应高速、高压的要求;

 

3、 串联式双端面、多端面以及复合式密封的应用(如普通机械密封与波纹管密封合用);

 

4、 低温和极低温密封;

 

5、 高粘度，含颗粒介质的密封;

 

6、 稳定性更高的密封，如核电站泵用机械密封;

 

7、 特种材料和较适宜的配对材料以及易于成形材料的研究(主要兴趣集中新型陶瓷上);

 

8、 密封端面形状的改进;

 

9、 便于装卸的和剖分式密封的应用;

 

10、焊接波纹管和多层(二层、三层)波纹管的应用;

 

11、密封面泄漏量检测及报警装置的应用;

 

12、管理科学化、系统化的研究。