水泵密封是對于旋轉(zhuǎn)機械通用的軸密封類型。水泵密封主要用于氣體、液體等各類介質(zhì)的密封，如泵類、反應(yīng)釜等;同時也用于氣體密封，如壓縮機介質(zhì)軸的密封。

水泵密封由于具有泄漏量低和不需日常維護(hù)的特點，己廣泛取代了壓蓋軟填料密封。
 
水泵密封一般有兩個垂直于回轉(zhuǎn)軸軸線的密封平面，因此也可稱為“徑向端面密封”。其中一個密封面組件安裝在泵蓋、端蓋或泵體上保持靜止;另一個固定在軸上并隨之轉(zhuǎn)動。靜止的稱為靜環(huán)組件(在靜止式水泵密封中又稱為浮動環(huán)組件)、轉(zhuǎn)動的稱為動環(huán)(旋轉(zhuǎn)環(huán))組件。為使泄漏量保持在極小的范圍內(nèi)，一般情況下的常規(guī)水泵密封的旋轉(zhuǎn)環(huán)和靜止環(huán)端面的研磨平面度允差為0.0006。
 
為使兩個面由于摩擦產(chǎn)生的熱量及磨損量保持在允許范圍內(nèi)，在密封面之間必須有一層流體潤滑膜。對于單端面密封，通常是將密封介質(zhì)作為潤滑劑，但對于有毒、有害、易燃、易爆、強腐蝕介質(zhì)選用的雙端面或串聯(lián)水泵密封，與介質(zhì)能夠相溶的封液作為潤滑和冷卻液。
 
為了補償磨損及制造誤差，應(yīng)有一個密封面在彈性元件和介質(zhì)壓力的雙重作用下，可以沿軸向有一定量的移動;同時為了適應(yīng)由旋轉(zhuǎn)零件的角偏差引起的晃動，應(yīng)有一個密封端面可以在徑向作微小的浮動。通常由一個密封面兼有這兩種功能。
 
對于回轉(zhuǎn)軸的密封，水泵密封是最為通用的密封類型。水泵密封通常用液體密封，如離心泵;也用于氣體密封，如壓縮機和攪拌裝置的密封。在本教材中，我們主要介紹相對于泵類的液體介質(zhì)的泵用水泵密封。
 
水泵密封由于具有泄漏量低和不需日常維護(hù)的特點，己廣泛取代了填料密封。
 
水泵密封一般有兩個垂直于回轉(zhuǎn)軸的密封面，因此也可稱為“徑向端面密封”。其中一個密封面安裝在固定的泵支架或泵體上而稱之為“靜環(huán)”:另一個安裝在轉(zhuǎn)動的軸上并同軸一同轉(zhuǎn)動而稱之為“動環(huán)”。為使介質(zhì)的泄漏量保持在允許范圍內(nèi)，這兩個相對運動的接觸面必須保持很小的間隙，通常應(yīng)小于0.001mm，同時也應(yīng)有輔助系統(tǒng)對水泵密封的端面進(jìn)行冷卻和潤滑。

 
為使兩個端面摩擦產(chǎn)生的熱量及磨損量保持在允許范圍內(nèi)，在密封面間必須有一層由被密封介質(zhì)形成的流體潤滑膜。從理論上講，水泵密封都有一定程度的泄漏，只是泄漏比其他密封少得多，有些密封我們看不到泄漏，那是泄漏的液體在流出密封面時己經(jīng)汽化，我們看不到?？傮w上說，對于同一套水泵密封，其泄漏量和壽命是成反比的一對參數(shù)，泄漏量大些，其端面液膜的厚度也大，其壽命較高。因此對于水泵密封的安裝，不要只追求小的泄漏量，應(yīng)從綜合因素考慮，如只追求小的泄漏量，從而增加彈簧的壓縮，將導(dǎo)致水泵密封端面嚴(yán)重磨損。從微觀看，二個密封面并不是十分光潔的，而是存在表面粗糙度導(dǎo)致的波峰和波谷(見圖1-1, 2)，峰谷之間存在液膜，但峰谷之間并不連通，所以靜態(tài)時，一般不泄漏。

為了補償磨損及制造誤差，應(yīng)有一個密封面可以沿軸向移動。同時為了適應(yīng)由旋轉(zhuǎn)部件的角偏差引起的晃動，應(yīng)有一端密封面可以徑向浮動。通常，由同一密封面兼有這兩個功能。浮動的一端既可以是靜環(huán)也可以是動環(huán)。但在回轉(zhuǎn)軸表面線速度大于越15m/s時，將浮動端設(shè)置為靜環(huán)以避免離心力的影響。

實際上，水泵密封的密封面的工作狀態(tài)同滑動推力軸承是相同的。但由于水泵密封具有要求運動間隙小、潤滑性能差、潤滑流量低等特點，導(dǎo)致其設(shè)計困難、運行可靠性低。下面我們將水泵密封和推力軸承的工作參數(shù)做一比較:
 

圖1一一3是我們電站比較常見的水泵密封結(jié)構(gòu)。其密封面是由動和靜環(huán)平面在相對轉(zhuǎn)動中的接觸面。密封面通過研磨加工成具有很高的平面度，可以用光波長度進(jìn)行度量(我國JB4127-85《水泵密封技術(shù)條件》規(guī)定，密封端面的平面度不大于0.9 um，但一般出廠要求達(dá)到0.6 um)。在旋轉(zhuǎn)式水泵密封中，動環(huán)可以沿軸線移動;在靜止式水泵密封中，靜環(huán)(也叫浮動環(huán))可以在軸向上移動，這樣，在運行時密封液體的壓力和彈簧力使密封端面保持接觸，液體壓力不足時彈簧仍然可以補償壓力。

密封壓緊力的大小應(yīng)該綜合考慮泄漏和磨損兩種因素。在機械振動或壓力波動較大的情況下，必須有足夠的壓緊力，以保證密封面的結(jié)合。輔助的靜密封通常用“0”型橡膠圈。

密封端面間相互滑動所引起的摩擦?xí)a(chǎn)生很大的熱量。中等型號和轉(zhuǎn)速的密封，發(fā)熱量在100-1000W之間。這些熱量是通過密封元件的傳導(dǎo)，最后傳給周圍的液體并被密封沖洗或冷卻系統(tǒng)帶走。面泄漏的液體也會帶走很小一部分熱量。

密封端面間的溫度必須安全地控制在密封介質(zhì)的沸點以下，介質(zhì)汽化會導(dǎo)致密封劇烈磨損，這一點非常重要!通常的布置是自泵的高壓端引出液體來沖洗水泵密封(后面會詳細(xì)介紹)，如果介質(zhì)溫度太高，則需要布置輔助冷卻裝置。密封介質(zhì)在冷卻系統(tǒng)內(nèi)靠泵的進(jìn)、出口壓差或依靠密封自身設(shè)計的泵送裝置產(chǎn)生的壓力進(jìn)行循環(huán)，通過冷卻器被二次冷卻水帶走熱量。為防止介質(zhì)中的顆粒雜志磨損密封面，在這個系統(tǒng)中通常還布置有過濾器或旋液分離器。

密封端面的材料選擇有以下幾個要點:有良好的滑動特性(貼合相容性);耐介質(zhì)的化學(xué)腐蝕性(化學(xué)相容性):對溫度及其他一些運行因素(如耐磨性、導(dǎo)熱性)的適應(yīng)能力。

通常，密封環(huán)之一是碳一一石墨材料，而與之配對的另一個環(huán)則為金屬、合金、陶瓷或硬質(zhì)合金材料。碳一一石墨綜合了滑動特性和化學(xué)相容性(耐腐蝕性)。當(dāng)用作密封環(huán)時，碳一一石墨通常進(jìn)行浸樹脂或金屬的工藝處理。

密封界面的潤滑是依靠其自身調(diào)節(jié)的。根據(jù)結(jié)構(gòu)和工作負(fù)荷的不同，它的潤滑可由一層將兩端面分開的液膜提供或是通過端面上粗糙度導(dǎo)致的波峰和波谷凹凸不平點接觸并兼有液膜實現(xiàn)的，只有當(dāng)滑動界面得到有效潤滑時，才能獲得滿意的密封效果，否則水泵密封的端面會很快磨損，從而導(dǎo)致壽命降低。