密封的基本要素機(jī)械密封是利用兩個(gè)平面互相摩擦運(yùn)行的原理,達(dá)到密封的目的。旋轉(zhuǎn)密封面安裝于液泵的主軸上,而固定密封面安裝于密封壓蓋內(nèi)。由于一個(gè)密封面是運(yùn)動(dòng)的,而另一個(gè)密封面是靜止不動(dòng)的,因此將這類密封稱之為動(dòng)態(tài)密封。旋轉(zhuǎn)面與靜止面之間的密封是決定密封性能最關(guān)鍵的因素基礎(chǔ)的機(jī)械密封,其中有4個(gè)泄漏通路需要密封:1.密封面之間的通路;2.旋轉(zhuǎn)面與主軸之間的通路;3.固定面與壓蓋之間的通路;4.壓蓋與填料盒之間的通路。后兩種泄漏通路一般采用靜態(tài)密封,由于兩部分之間不存在相對(duì)運(yùn)動(dòng)。這部分的密封通常都稱之為三次密封,其密封材料為墊片或與工藝流程液體相適應(yīng)的O型密封圈。
在較老的密封設(shè)計(jì)中,位于旋轉(zhuǎn)面下的二次密封留有一定的間隙,可在主軸上前后運(yùn)動(dòng),因此易于引起磨損和過早失效。然而在較新的密封設(shè)計(jì)中,二次密封處于靜止?fàn)顟B(tài),因此可避免在主軸上出現(xiàn)磨損腐蝕題目。在液泵的正常操縱中,旋轉(zhuǎn)面和靜止面之間因填料盒中的液體所產(chǎn)生的壓力而使其保持在密封狀態(tài),在起動(dòng)和停機(jī)時(shí),填料盒的壓力由彈簧產(chǎn)生的壓力維持(甚至可以由彈簧的壓力來代替)。大部分機(jī)械密封的設(shè)計(jì)采用較軟的材料來制作旋轉(zhuǎn)面,使其在較硬的靜止面上旋轉(zhuǎn)摩擦。多年來,最通用的組合是利用碳材料作為旋轉(zhuǎn)面,使其在陶瓷靜止面上運(yùn)行。
這類材料目前仍在普遍使用,但靜止面則選用不銹鋼或更硬的材料制作,例如碳化鎢或碳化硅。不管采用什么材料,總之在接觸面之間必須保持一層液體薄膜,以起到潤滑的作用。然而,在填料盒內(nèi),采用彈簧負(fù)載和液體壓力相結(jié)合的方式,可以使密封面之間起到很好的密封作用。但密封壓力太高,則會(huì)影響接觸面之間形成液體薄膜,導(dǎo)致熱量增加和過早的磨損。假如密封壓力太低,接觸面之間的間隙增大,輕易造成液體泄漏。密封制造廠正在不斷地努力進(jìn)步接觸面的平直度,他們采用特殊的拋光板進(jìn)行研磨。然后,采用單色光源的光柵板對(duì)其檢測(cè)。
從這一觀點(diǎn)出發(fā),對(duì)這些密封接觸面必須小心處理,并嚴(yán)格按照安裝說明,保證密封面得到適當(dāng)?shù)谋Wo(hù)和正確就位,這一點(diǎn)是非常重要的。密封的靈活性選擇主軸的軸向和徑向運(yùn)動(dòng)需要與彈簧之間保持一定的靈活性,以保證接觸面之間的密封。然而,只能提供一定程度的靈活性。液泵的機(jī)械狀況及其長(zhǎng)度直徑比(一種主軸的直徑與其延伸長(zhǎng)度之比的衡量方式,比值越低越好)對(duì)密封的可靠性起著重要的作用。密封的靈活性一般由一個(gè)大型主彈簧和一系列小彈簧或波紋密封裝置提供保證。化學(xué)產(chǎn)業(yè)所采用的傳統(tǒng)密封設(shè)計(jì),其密封壓力施加于旋轉(zhuǎn)面上,這種密封稱之為旋轉(zhuǎn)密封,由于彈簧或波紋密封裝置與主軸一起旋轉(zhuǎn)。比較新奇的設(shè)計(jì),其彈簧或波紋密封裝置安裝于靜止面上。在現(xiàn)在的機(jī)械密封上,上述兩種密封方式都有非常普遍的應(yīng)用,這樣對(duì)于安裝具有一定的靈活性。早期設(shè)計(jì)的很多機(jī)械密封采用單一的大型彈簧圍繞主軸排列,在液泵起動(dòng)過程中,可為密封面提供很強(qiáng)的密封力。密封的作用依靠主軸的旋轉(zhuǎn)來繃緊彈簧卷。后期設(shè)計(jì)的密封采用一系列較小的彈簧,排列于主軸的四周,可對(duì)密封面產(chǎn)生比較均勻的負(fù)荷壓力。由于較小的彈簧可以事先安裝,因此大部分這類密封完全與所泵的液體相隔離。