【慧聪五金网】目前,在世界范围内，各国政府和民众日益增强的环保意识促使实施更全面的环境法规，这对使用泵的各个工业部门产生了巨大的冲击。在美国，联邦净化空气法规1990年修正案要求环保局(EPA)对189种挥发性有机物和454种挥发性危害空气污染物实施更具体的析出物限制。炼厂和化工厂的流程泵所输送的许多液体都被认为是上述析出物的主要来源。泵泄漏的问题越来越引起人们的重视。改善有密封泵的轴封装置是减少泵泄漏的重要途径。

    1.泵轴封技术概况

    近年来,世界泵业在密封技术的研究和开发方面所取得的成就十分显著，主要是在新密封技术、密封产品和密封系统三个方面有了很大的进展。

    填料密封作为泵的传统密封结构，由于其有一定量的泄漏和在高速下效果差等问题，使用领域日益缩小。但近年来随着石棉绳的逐步淘汰，在填料密封技术方面也取得了一些新的进展。例如，压缩填料密封目前在整个英国工业领域正显示其强大的生命力。这类合成纤维、陶瓷以及聚四氟乙烯等材料制成的低磨擦的压缩填料比石棉填料具有更好的化学适应性、耐磨能力、耐高温以及更长的使用寿命，而且价格也不高。

    目前，机械密封在泵用密封市场上占据的份额越来越大，各种新设计的机械密封对市场份额的增长起了很大作用。最为突出的是集装式密封。这种密封易于安装和维护，又安全可靠，但价格相当昂贵。另一种引人注目的机械密封是剖分式密封，这种密封不需拆卸泵就可以进行更换。再有就是热流体动压密封、备用密封以及不对称成型金属波纹管密封等新结构。此外，串联式密封和双端面机械密封结构与一种冲洗系统配合使用时，防止了危险物质的泄漏并允许输送磨蚀性介质。预计今后机械密封的发展很可能集中在采用“上游式泵送密封”和“磁性流体密封”或者类似技术来提高密封系统功能的完整性。“上游式泵送密封”是一种利用各种密封面流槽将密封面低压侧(下游)的少量泄漏流体泵送回高压侧(上游)的新概念。而“磁性流体密封”是从航天工业项目中派生的新技术，具有无泄漏和不磨损的特点。

    2.上游式泵送密封

    “上游式泵送密封”是一种利用各种密封面流槽将密封面低压侧(下游)的少量泄漏流体泵送回高压侧(上游)的新概念。它是串联密封和双端面密封之间的一种混合结构。在结构和工作原理上，看上去像是一种在两个端面之间具有一种低压阻挡液的备用端面密封结构。在功能方面，它起双端面密封的作用。主密封中的泵送机理是这样的：密封中产生的压力从低压阻挡区到高压介质端形成微弱的泵送能力。普通型端面主密封由一种小容量高压“泵”—上游式泵送密封所取代。这种“泵”将少量的阻挡液沿着通常由机械密封密闭的通路推进，并且送入密封腔内。由于密封腔所处的压力高于阻挡液，因此这种密封被看作是向上游进行泵送。上游式泵送密封可以适用于有毒和危险介质、磨料性介质和渣浆、润滑性差的各种介质以及高PV值的场合。符号PV是密封制造商和用户常用的表达式，用来表示在给定液体中端面材料组合的压力—速度极限。高速泵通常属于高PV值的使用条件，由于双端面密封需要较高的缓冲液压力，因而采用双端面密封会使情况变得更坏。长期以来，高速泵工业一直受到高PV值的困扰。上游式泵送密封基本上是非接触运行，因而完全消除了PV值的分量。由于不需要比密封腔压力高的阻挡液压力，上游式泵送密封为高速泵工业摆脱困境提供了一条有效的途径。

    上游式泵送密封的原理是动水压力和静水压力相平衡。有卡环、弹簧和主密封环的密封端是静止部件，与之相配的转动密封环上有螺旋槽。槽型是一系列凹进的对数螺线。螺旋槽外圈未开槽的部分称作密封坝。当施加压力时，在密封面上产生的是静水压力，而且当配对密封环静止或转动时都会产生这种力。动水压力只在转动时才产生。转动时螺旋槽起到决定性作用，它可以充当一个压力形成装置。当阻挡液进入螺旋槽中时，就被引到外径处，在此处受到密封坝的阻力。压力的增大使得挠性安装的端面能够窜动，从而调整密封间隙。一种“泵-节流阀”原理在起作用，形成了非接触运行方式，同时使被抽送液体从低压区进入高压区。控制密封运行的力是轴向的。张开力是螺旋槽产生的压力与端面两侧的压力降之和，而闭合力是作用在端面后部的系统压力与弹簧力之和。如果由于受到干扰而使密封间隙缩小，液膜内的力就会明显增大。同样，如果密封间隙增大，那么液膜内的力就会减小。在这两种情况下，原来的间隙很快会重新恢复。与单纯静压型密封不同的是，上游式泵送密封既有动压又有静压，因此与转速和压力都有关。而静压型密封是通过压力形成密封间隙，因而与转速无关。

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{发布日期：2011-7-4}