机械密封的结构型式很多,主要是
根据摩擦副的对数、弹簧、介质和端面上作用的比压情况以及介质的泄漏方向等因素来划分
。
1.
旋转式和静止式机械密封
旋转式是弹簧随轴一起转动的机械密封,大多数泵都用此种型式密封。但在高转速时,因弹簧受较大的离心力,若对动平衡性要求很高,则可采用弹簧不转动的静止式机械密封。
2.
平衡型与非平衡型机械密封
能使介质作用在密封端面上的压力卸载的为平衡式机械密封,不能卸载的为非平衡式机械密封。按卸载程度不同,平衡式机械密封又可分为部分平衡式(部分卸载)和过平衡式(全部卸载),如图2所示。平衡式机械密封端面上所受的力随介质压力的升高变化较小,因此适用于高压密封;非平衡式机械密封端面所受的力随介质压力的变化较大,因此只适用于低压机械密封。平衡式机械密封能降低端面上的摩擦和磨损,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。非平衡式结构简单,在介质压力p小于0.7MPa时使用广泛。
3.
内装式与外装式机械密封
内装式是弹簧置于被密封介质之内,如图3(a)所示;外装式则是弹簧置于被密封介质的外部,如图3(b)所示。内装式可使泵轴长度减小,但弹簧直接与介质接触;外装式正好相反。在常用的外装式结构中,动环与静环接触端面上所受介质作用力与弹簧力的方向相反,当介质压力有波动或升高时,若弹簧力余量不大,
就会出现密封不稳定;而当介质压力降低时,又因弹簧力不变,使端面上受力过大。特别是在低压启动时,由于摩擦副尚未形成液膜,端面上受力过大容易磨伤密封面。所以外装式多用于介质易结晶、有腐蚀性、较黏稠和压力较低的场合。
4.
单端面与双端面机械密封
单端面机械密封只有一对摩擦副,如图4(a)所示;双端面机械密封有两对摩擦副,如图4(b)所示,处于相同的封液压力作用下,两对摩擦副背对背放置。密封液压力一般比工作介质压力高0.05~0.15MPa,以起到堵封工作介质防止其泄漏的作用。同时,密封液又起到润滑和冷却作用。对低黏度介质,可选润滑性好的密封液以改善润滑条件;对于带固体颗粒的介质,密封液可防止固体颗粒进入摩擦副。对于腐蚀性介质,密封液也可以起保护密封元件不受腐蚀的作用。与单端面密封相比,双端面密封有更好的可靠性,适用范围更广,可完全防止被密封的介质外漏,但结构复杂,造价高。
5.
单弹簧式和多弹簧式机械密封
补偿机械中只有一个弹簧的称为单弹簧式机械密封或大弹簧式机械密封,如图5(a)所示;补偿机构
机械密封的分类