机械密封圈

压缩机轴端新型机械密封

(1)油膜螺旋槽动压密封[24-26]：这种型式密封主要包括下游泵送和上游泵送两大类，前者技术已经非常成熟，可以与包括浮环密封等其他[综述 图片]轴封组合，密封面线速度可达到120m/s，机械密封圈生产厂家，内泄漏量接近于零，该密封系统在国内工业用高速压缩机上实现了长周期、微泄漏、微磨

损，其性能全面超过进口的机械密封产品，机械密封圈，经济和社会效益十分显著；后者技术尚待完善，主要是端面Z佳几何参数的设计和内泄漏量大小的控制（确保端面润滑并防止结焦）。

(2)干气密封（DGS）：压缩机用干气密封在基本结构上与泵用干气密封类似，但是也有根本区别。在选择单向螺旋槽和双向螺旋槽时，应综合考虑压缩机的转子两端具体情况，机械密封圈，端面气体成膜能力、气膜刚度和承载能力，压缩机反向运行可能性等。由于使用干气密封的

压缩机完全不需要复杂的封油系统，从而显著地减少了大型压缩机的运行和维护费用，因此目前正取代其他密封形式而成为石化、冶金等行业高参数压缩机轴封的主流。

1.2.3表面强化[27-29]

表面新型物理（含机械）、化学处理方法的涌现，使机械密封端面的表面强化获得新生，如表面喷涂类金刚[综述 图片 论坛]石（diamond-likecarbon-DLC）膜等。研究表明，DLC膜是一种新型的硬质润滑功能薄膜材料，其应用的主要缺点在于制备过程中产生的较大内应力使膜基结合较差，膜厚受到限制，在油润滑下不能体现出独特的润滑性能，严重影响了薄膜的实用化。DLC多层膜（multiplayer）、纳米复合膜（nanoscalecomposite）、制备膜基缓冲层（bufferlayer）、梯度膜（compositegraded）以及掺入金属粒子（Me-DLC）是常用的减少内应力、改善膜基结合的方法。其中，Me-DLC膜不仅在缓解薄膜应力方面具有良好的效果，不同的金属粒子及制备工艺手段还显著改变着薄膜的力学、摩擦磨损以及各种物理化学性能，在不同领域展现了广泛的应用前景。

另外，对滑动性能和耐久性有强烈要求的O形圈密封环，近年来也开始采用DLC。用于橡胶的DLC与用于金属和陶瓷材料的DLC相比，对柔软性的要求高。

因此，对于橡胶、树脂用的DLC，力求能嵌藏裂纹和褶皱、吸收伸缩，以便迎合基底的伸缩[30]。

中国密封技术现状（一）机械密封

(1)润滑槽密封[12]：“润滑槽”（LubricationGroove）就是在密封面上沿切线方向刻出窄槽。当流体流经密封面时，这些槽能改善流体在密封面上的压力分布，ETP机械密封圈，有助于保持端面间的液膜稳定并防止液膜汽化。“润滑槽”型式密封是由Flowserve公司生产的。

(2)流体动压垫/热流体动压楔密封[13]：在动静环的任一密封面上从外缘沿径向朝里开出凹槽或企口，当密封工作时，凹槽及其周边因流体冷却产生变形较小，而远离凹槽的端面因冷却程度低而产生较大变形，因此在端面上产生周向波度而引起流体动压效应，即流体动压垫（HydrodynamicPad）。凹槽深度可以从几μm到3mm，一般为0.8～2.4mm。这种型式密封最初由Bergmann公司生产，已在循环水泵轴端密封上应用长达50年而经久不衰。

(3)上游泵送密封[14，15]：在动静环的任一密封面的下游或低压侧上加工出螺旋槽等型槽，当密封工作时，受型槽动压效应作用很少量流体从密封面下游被泵送至上游，若该剪切流完全抵消密封面的上下游压差引起的流动时，则密封可以达到零泄漏。这类密封称为“上游泵送密封”（UP[综述 图片 论坛]-streamPumpingSeals），由美国JohnCrane公司发明，常用于易燃、易爆、有毒和润滑性差的介质密封。

(4)干气密封[16，17]：非接触式干气端面密封概念

（Drygasfaceseal）的提出始于1969年，它是在气体润滑轴承的基础上发展起来的，其中以螺旋槽密封最为典型。

干气密封在结构方面与普通机械密封的主要区别在于：干气密封动、静环任一密封面上精加工有均匀分布的浅槽，槽深度一般小于20μm。由于干气密封的非接触、使用寿命长，可以实现零泄漏，因此正在一些易汽化介质泵轴封上成为主流。常见型槽形式如图3所示。

(a)JohnCrane公司干气密封（左-单向螺旋槽，右-双向螺旋槽）

(b)JohnCrane-Timing公司干气密封（上-单向双列螺旋槽，下-双向棕树槽）

(c)Flowsever公司干气密封（上-单向螺旋槽，下-双向T型槽）

多孔端面密封[18-22]：多孔端面密封是在动静环的任一密封面上加工出不同分布形式的微孔，这些微孔的大小、深度和分布密度因密封介质、泵操作条件的不同而不同。每一个微孔的作用就像一个微型轴承，因此产生的流体动压效应使端面保持近接触或完全非接触。试验和现场应用结果表明，与普通机械密封相比具有低功耗、低磨耗、耐高压等优点，可用于气体或液体。典型多孔端面密封常采用激光精密加工而成，如图4所示。

(a)动、静环摩擦副

(b)微孔在端面上的典型分布形式

激光面密封[23]：激光脸密封（LaserFaceSeal）与传统密封端面技术不同的是，其摩擦端面润滑得到强化，泄漏量得到了控制。密封面上的关键结构是回流结构（“眼”）和入口流结构（“鼻”）。由于回流结构对加工精度要求极高，因此目前难以普及。

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