轴封是防止泵轴与壳体处泄漏而设置的密封装置。常用的轴封型式有填料密封、机械密封和动力封。轴封是泵类使用过程中故障较多的部件，某些泵厂家一般将轴封列入易损件，不保修不保换。轴封的故障及损坏的原因包括选型的原因，使用条件的原因,也有轴封本身质量的问题。我们研究清楚了轴封的原理、形式及使用特点后，才能买到合适的轴封，科学合理的使用轴封。最近用几篇文章详细讲述一下泵的轴封（特别是机械密封），今天先讲泵的轴封型式及机械密封的分类。泵的轴封主要包括填料密封、机械密封和动力密封三种。

一、泵的轴封型式 往复泵的轴封通常是填料密封。当输送不允泄漏介质时，可采用隔膜式往复泵。旋转式泵(含叶片式泵、转子泵等)的轴封主要有填料密封、机械密封和动力密封。

1.1填料密封 填料密封结构简单、价格便宜、维修方便，但泄漏量大、功耗损失大。因此填料密封用于输送一般介质，如水；一般不适用于石油及化工介质，特别是不能用在贵重、易爆和有毒介质中。

填料密封

1.2 机械密封机械密封(也称端面密封)的密封效果好，泄漏量很小，寿命长，但价格贵，加工安装维修保养比一般密封要求高。机械密封适用于输送石油及化工介质，可用于各种不同粘度、强腐蚀性和含颗粒的介质。美国石油学会标准API610(第8版)规定：除用户有规定外，应当装备集装式机械密封。

1.3 动力密封

动力密封可分为背叶片密封和副叶轮密封两类。泵工作时靠背叶片(或副叶轮)的离心力作用使轴封处的介质压力下降至常压或负压状态，使泵在使用过程中不泄漏。停车时离心力消失，背叶片(或副叶轮)的密封作用失效，这时靠停车密封装置起到密封作用。 与背叶片(或副叶轮)配套的停车密封装置中较多地采用填料密封。填料密封有普通式和机械松紧式两种。普通式填料密封与一般的填料密封泵相似，要求轴封处保持微正压，以避免填料的干摩擦。机械松紧式填料停车密封采用配重，使泵在运行时填料松开，停车时填料压紧。

为保证停车密封装置的寿命，减少泵的泄漏量，对采用动力密封的泵，泵进口压力应有限制，即：P进＜10%P出P进—泵进口压力MPa；泵出—出口压力MPa， 动力密封性能可靠，价格便宜，维修方便，适用于输送含有固体颗粒较多的介质.如磷酸工业中的矿浆泵、料浆泵等。缺点是功率损失较机械密封大，且其停车密封装置的寿命较短。

一、机械密封的分类

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。包括如下类型：

3.1 按液体压力平衡情况分为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）。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。

平衡型与非平衡型机械密封示意图

二、按摩擦副对数分为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；双端面机械密封有两对摩擦副，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。

双端面机械密封

三、按弹簧置于介质之内或之外为为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；外装式则是弹簧置于被密封介质的外部。

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。内装式的端面比压随介质压力的升高而升高，密封可靠，应用广泛。

外装式机械密封

四、按弹簧固定或转动分为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。

旋转式-静止式机械密封

五、按弹簧数量可分为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；补偿机构中含有多个弹簧的称为多弹簧式机械密封或小弹簧机械密封。单弹簧式机械密封端面上的弹簧压力，尤其在轴径较大时分布不均，多弹簧式机械密封的弹簧压力分布则相对比较均匀。因此，单弹簧式机械密封常用于较小轴径（80~150mm），而多弹簧式的弹簧直径小，当有腐蚀或结晶颗粒聚集而引起弹簧失效时，可采用单弹簧式机械密封。

单弹簧式-多弹簧式机械密封

六、按弹簧元件分为弹簧压紧机械密封及波纹管型机械密封

波纹管型机械密封按所用波纹管材料不同，有金属波纹管机械密封、聚四氟乙烯波纹管机械密封和橡胶波纹管机械密封。波纹管型密封在轴上没有相对滑动，对轴无磨损，随动性好，适用范围广。金属波纹管本身能代替弹性元件，耐蚀性好，可在高低温下使用。聚四氟乙烯波纹管机械密封由于聚四氟乙烯耐腐蚀性好，可用于各种腐蚀介质中；橡胶波纹管机械密封因橡胶价格便宜使用广泛，但使用温度受不同胶料性能的限制。除波纹管型机械密封外，一般都是弹簧压紧机械密封。

波纹管型机械密封

七、按密封介质泄露方向可分为内向流与外向流机械密封

介质沿密封端面由外向内泄漏者称为内向流式，而由内向外泄漏者称为外向流式。内向流式泄漏方向与离心力方向相反，离心力可阻止液体泄漏，故内向流式较外向流式泄漏少，对含固体的液体，采用内向流式更适合。

八、按结构分类，可分为液体静压密封和流体动压密封

液体动压密封圈是利用液体在高速转动时所产生的惯性力和离心力来形成一条液体密封屏障，从而实现非接触式密封。液体动压密封圈能够在高速旋转的设备中实现高效的密封效果。液体静压密封在两个密封环之一的密封端面上开有环形沟和小孔，从外部引入比介质压力稍高的液体，保证端面润滑通过调节外液体压力控制泄漏，磨损和寿命需设置另外一套外供液体系统，泄漏量较大。

下一讲：不同形式的机械密封的优缺点及适用范围