任宝杰，郝木明，李勇凡，李香

    (1.东营海森密封技术有限责任公司，山东 东营 257000；2.中国石油大学(华东)密封技术研究所，山东 青岛 266580；3.合肥通用机械研究院有限公司机械工业机械密封工程技术研究中心，合肥 230031)

    作为泵、压缩机、釜、搅拌器、电机等旋转设备中不可缺少的密封装置——机械密封及系统已得到广泛应用，是决定设备密封性、安全性、可靠性、经济性的主要因素。目前，满足API 682《离心泵和转子泵用轴封系统》、GB/T 33509《机械密封通用规范》等典型标准的各类型机械密封产品逐渐在国内石油化工企业得以大规模的推广和应用，基本满足了工艺装置的安全性、长周期运行等要求。但随着现代工业的发展，机械密封的工作环境越来越苛刻，对机械密封的密封性、安全性、可靠性、经济性、适用性等整体要求越来越高[1-2]。

    按照运行时摩擦副端面接触状态可将机械密封分为普通接触式机械密封(即摩擦副存在固相接触)和非接触式机械密封(即摩擦副不存在或近似不存在固相接触，例如干气密封)两大类。最常见和通用的为普通接触式机械密封，其端面基本处于混合摩擦状态，端面间存在一层不连续、随机分布的流体薄膜(液膜、气膜、气液混膜等)，同时存在微凸体固相接触部分，故普通接触式机械密封存在固有的摩擦磨损、泄漏量不可预知等特点。对于普通机械密封而言，摩擦磨损和泄漏是一对永恒的矛盾，减少泄漏势必带来更重的摩擦磨损，减轻摩擦磨损一般会伴随着泄漏量的增加，虽然可以通过改变摩擦副材质等方法协调这对矛盾，但大量研究和使用证明，在摩擦副表面开设各种各样的槽型结构是一种更为行之有效的方法[3-10]，本文在液膜机械密封原理基础上给出了一种具体设计思路及应用案例。

    1 液膜机械密封原理

    在被密封介质为液体的机械密封设计过程中，端面固相接触比压pc是指作用于密封端面单位面积上的力，即当量固相接触压强，其计算公式见式(1)。

    式中B——面积比；

    psp——弹簧比压；

    ps——密封两侧压差；

    pm——端面平均膜压，端面液体产生的总力∫p除以端面面积A；

    Km——膜压系数，Km=pm/ps。

    将固相接触比压pc作为判断机械密封类别的评价参数，具体标准见表1。 ......