第一章机械密封原理。
1.什么是机械密封。
机械密封是一种流体旋转机械的轴封装置。比如离心泵、离心机、反应釜和压缩机灯设备。由于传动轴贯穿在设备内外，这样，轴与设备之间存在一个圆周间隙，设备中的介质通过该间隙向外泄漏，如果设备内压力低于大气压，则空气向设备内泄漏，因此必须有一个阻止泄漏的轴封装置。
轴封的重量很多，由于机械密封具有泄漏量少和寿命长等优点，所以当今世界上机械密封是这些设备最主要的轴密封方式，所以密封又叫端面密封，在国家有关标准中是这样定义的：“由至少一对垂直旋转轴线的端面在流体压力和补偿机构弹力（或磁力）的作用以及辅助密封的配合下保持贴合并相对滑动而构成的防止流体泄漏的装置。”
2.机械密封由哪几部分组成？
机械密封近几年来发展很快，根据不同的工况出现了各种各样的结构，但无论哪种结构都由以下四部分组成：
第一部分是由动环和静环组成的密封端面，有时也称为摩擦副。
第二部分是由弹性元件为主要零件组成的缓冲补偿机构，其作用是使密封端面紧密贴合。
第三部分是辅助密封圈，其中有动环和静环密封圈。
第四部分是使动环随轴旋转的传动机构。
3.机械密封是怎样实现密封的？
机械密封的构成如图1所示：
轴通过传达（6）和推环（4），带动动环（2）旋转，静环（1）固定不动，依靠介质压力和弹簧力使动静环之间的密封端面紧密贴合，阻止了介质的泄漏。摩擦副表面磨损后，在弹簧（5）的推动下实现补偿。为了防止介质通过动环与轴之间泄漏，装有动环密封圈；而静环密封圈则阻止不了介质沿静环和压盖（8）之间的泄漏。
4.机械密封有哪些种类？
机械密封被广泛地应用于各种流体旋转机械地轴封，工况不同，使用的密封也不同。按使用条件和设备可分为高速和普通机械密封；高压和低压机械密封；高温、常压和低温机械密封；泵用、压缩机用和釜用机械密封以及耐腐蚀机械密封和抗颗粒的机械密封等。通常都按机械密封的结构和原理来分类，例如旋转式和静止式机械密封；内流式和外流式机械密封；平衡和非平衡型机械密封等，下面将分别叙述。
5.何为旋转式和静止式机械密封？各有何特点？
按补偿机构弹性元件的运动状况，可分为旋转式和静止式机械密封。补偿机构随轴旋转的称为旋转式机械密封（图2）；补偿机构不旋转的（安装在压盖内）称为静止式机械密封（图3）。补偿机构旋转时易产生质量不平衡，同时消耗搅拌功率，因此，旋转式密封不能用于高速；而静止式密封可用于高速。
但是旋转式密封安装较方便，所以，普通的机械密封大多采用旋转式结构。
6.内装式和外装式密封有何不同？
按静环式的安装位置可分为内安装式和外装式机械密封。静环装于密封压盖（或相当于密封压盖的零件）内侧（即面向主机工作腔侧）的机械密封称为内安装式机械密封（图11）；反之。在密封压盖的外测安装静环时称为外装式机械密封（他4）。
内装式机械密封可用于温度和压力较高，以及介质对动环及弹性元件的腐蚀性不高的工况。外装式机械密封适用于低压（或负压）和介质具有腐蚀性的工况。
7．什么叫内流型和外流型机械密封？
密封流体在密封端面间的泄漏方向和离心力方向相反的机械密封称为内流型机械密封；密封流体在密封端面间的泄漏方向与离心力方向相同时称为外流型机械密封。一般情况下，内流型机械密封多出现在内装式机械密封（如图），而外装式机械密封多属于外流型机械密封（如图4）。由于外流型泄漏方向和离心力方向相同，所以外流型机械密封泄漏量较大。
因此，石油化工流程泵大都选用内流型机械密封，只有在压力和温度不高的腐蚀性介质中才选用外流型机械密封。
8.多弹簧和单弹簧机械密封有什么区别？
按补偿机构中弹簧的数量可分为多弹簧和单弹簧机械密封。补偿机构中有多个弹簧的密封称为多弹簧机械密封（图5）；补偿机构只有一个弹簧的机械密封称为单弹簧机械密封（图6）。多弹簧机械密封又称小弹簧机械密封，这种机构轴向尺寸较小，可用改变弹簧数量的方法改变弹性力，轴向力较均匀，适用于高速机械密封，在腐蚀性介质中不宜采用。
单弹簧机械密封又称大弹簧机械密封，密封结构较为简单。有的密封型式还用弹簧传递扭矩。国产密封应用于大弹簧较多，但不能用于高速。
9.补偿机构除了用弹簧外，还有什么结构？
补偿机构的作用是使密封端面紧密贴合，为达到此目的，采用的方法有两种，一是弹性力，二是磁力只有在系统内压力较低时采用磁力机械密封（图7），大多数都用前者。除了用弹簧形成弹性力外还有波纹管的，称为波纹管式机械密封。波纹管的材料可用橡胶、聚四氟乙烯（图8a）和焊接的金属薄片等（图8b）
10平衡型和非平衡性密封是怎样划分的？
根据密封面上介质载荷的作用情况可分为平衡型和非平衡型密封。
非平衡型：载荷系数k≧1.0的密封称为非平衡型密封，换言之，由介质压力变化引起端面比压的增量大于或等于介质压力的增量。
平衡型：载荷系数k﹤1.0的密封，也就是由介质压力变化引起的端面比压的增量小于介质压力的增量，称为平衡型密封。
11.双端面密封有何特点？
根据密封端面的数量和布置可分为单端面、双端面及多端面机械密封。两组密封端面“背靠背”（图10a）或“面对面”（图10b）布置的密封叫双端面机械密封。对于工作介质有毒、易爆、易燃、易挥发、易结晶、高温、低温或工作时双端面之间的密封腔引入封液进行堵封、润滑和冷却。
一般情况下封液选用洁净和润滑性好的介质。
12.什么工况采用串联机械密封？
两组或两组以上同向布置的单端面机械密封组成串联机械密封（图11）。这种密封方式使密封腔的压力逐渐降低，介质不至外露。串联密封一般情况下很少采用，只有在压力很高时采用。
13.波纹管式机械密封有何特点？
补偿机构为波纹管，其中一个密封环（动环或静环）和波纹管制成一个整体，中间没有辅助密封圈（图8），因此减少了一个泄漏点；同时减少了补偿机构的摩擦阻力，改善了追随性；对于焊接金属波纹管密封（图8b）使用温度不受辅助密封圈的限制；对于四氟波纹管密封（图8a）可用于腐蚀性介质中。其缺点是有的波纹管弹力较小，需加辅助弹簧，如（图8a）所示。
14.什么是集装式密封？有何特点？
集装式机械密封是将普通的机械密封、轴套和密封压盖预先组合成一个整体，将其安装到泵上后，不做任何调整（包括弹簧的压缩量），只固定轴套和压盖，再把部分式卡环宽度等于弹簧的压缩量，并且，从外部就可以知道该值的大小和变化情况。事先组装，容易保证密封的安装质量，可减少因安装不良引起的失效，尤其是对于双端面密封更是如此。今年来集装式密封发展很快，因卡环的结构、轴套与轴的传动以及轴套之间的密封等方面的不同，出现了许多种集装式密封。
第二章机械密封的基本元件。
15.对机械密封的密封环有哪些要求？
密封环是动环和静环的总称（下同），是构成机械密封最主要的元件。密封环在很大程度上决定了机械密封的使用性能和寿命，因此，对它提出了一些要求。
1） 有足够的强度和刚度。在工作条件下（如压力、温度和滑动速度等）不损坏，变形应尽量的小，工作条件波动时仍能保持密封性。
2） 密封端面应有足够的硬度和耐腐蚀性，以保证工作条件下有满意的使用寿命。
3） 密封环应有良好的耐热冲击能力。因此，要求材料有较高的导热系数和较小的线膨胀系数，承受热冲击时不至于开裂。
4） 密封环匹配应有较小的摩擦系数和良好的自润滑性，密封环材料与密封流体还要有很好的亲润性。工作中如发生短时间的干摩擦，不损伤密封端面。
5） 密封环应力求简单、对称并优先考虑用整体型结构。也可采用组合式（如镶嵌式）密封环，尽量避免用密封端面喷涂式结构。
6） 密封环要容易加工制造，安装和维修要方便，**要低廉。
16.摩擦副匹配要考虑哪些因素？
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