常用动密封的分类、特点及应用

动密封的分类、特点及应用

分类

原理、特点及简图

应用

接

触

式

密

封

填

料

密

封

毛

毡

密

封

在壳体槽内填以毛毡圈，以堵塞泄漏间隙，达到密封的目的。毛毡具有天然弹性，呈松孔海绵状，可储存润滑油和防尘。轴旋转时，毛毡又将润滑油从轴上刮下反复自行润滑

一般用于低速、常温、常压的电机、齿轮箱等机械中，用以密封润滑脂、油、黏度大的液体及防尘，但不宜用于气体密封。适用转速：粗毛毡，υc≤3m/s；优质细毛毡、轴经过抛光处理，υc≤10m/s。温度不超过90℃；压力一般为常压

软

填

料

密

封

在轴与壳体之间充填软填料(俗称盘根)，然后用压盖和螺钉压紧，以达到密封的目的。填料压紧力沿轴向分布不均匀，轴在靠近压盖处磨损最快。压力低时，轴转速可高，反之，转速要低

用于液体或气体介质往复运动和旋转运动的密封，广泛用于各种阀门、泵类，如水泵、真空泵等，泄漏率约10~1000mL/h

选择适当填料材料及结构，可用于压力小于等于35MPa、温度小于等于600℃和速度小于等于20m/s的场合

硬

填

料

密

封

密封箱内装有若干密封盒，盒内装有一组密封环，如图所示。分瓣密封环靠圈弹簧和介质压力差贴附于轴上。填料环在填料盒内有适当的轴向和径向间隙，使其能随轴自由浮动。填料箱上的锁紧螺钉的作用只压紧各级填料盒，而不作用在各级填料环上。密封环材料通常为青铜、巴氏合金、石墨等

适用于往复运动轴的密封，如往复式压缩机的活塞杆密封。为了能补偿密封环的磨损和追随轴的跳动，可采用分瓣环、开口环等

选择适当的密封结构和密封环型式，硬填料密封也适用于旋转轴的密封，如高压搅拌轴的密封

硬填料密封适用于介质压力350MPa、线速度12m/s、温度-45~400℃的场合，但需要对填料进行冷却或加热

接

触

式

密

封

成

型

填

料

密

封

挤

压

型

密

封

挤压型密封按密封圈截面形状分有O形、方形等，以O形应用最广

挤压型密封靠密封圈安装在槽内预先被挤压，产生压紧力，工作时，又靠介质压力挤压密封环，产生压紧力，封闭密封间隙，达到密封的目的

结构紧凑，所占空间小，动摩擦阻力小，拆卸方便，成本低

用于往复及旋转运动。密封压力从1.33×10-5Pa的真空到40MPa的高压，温度达-60~200℃，线速度小于等于3~5m/s

唇

型

密

封

依靠密封唇的过盈量和工作介质压力所产生的径向压力即自紧作用，使密封件产生弹性变形，堵住漏出间隙，达到密封的目的。比挤压型密封有更显著的自紧作用

结构型式有Y、V、U、L、J形。与O形环密封相比，结构较复杂，体积大，摩擦阻力大，装填方便，更换迅速

在许多场合下，已被O形密封圈所代替，因此应用较少。现主要用于往复运动的密封，选用适当材料的唇形密封，可用于压力达100MPa的场合

常用材料有橡胶、皮革、聚四氟乙烯等

油

封

密

封

1—轴；2—壳体；

3—卡圈；4—骨架；

5—橡胶皮碗；6— 弹簧

在自由状态下，油封内径比轴径小，即有一定的过盈量。油封装到轴上后，其刃口的压力和自紧弹簧的收缩力对密封轴产生一定的径向抱紧力，遮断泄漏间隙，达到密封的目的

油封分有骨架与无骨架；有弹簧与无弹簧型。油封安装位置小，轴向尺寸小，使机器紧凑；密封性能好，使用寿命较长。对机器的振动和主轴的偏心都有一定的适应性。拆卸容易、检修方便、价格便宜，但不能承受高压

常用于液体密封，广泛用于尺寸不大的旋转传动装置中密封润滑油，也用于封气或防尘

不同材料的油封适用情况：

①合成橡胶转轴线速度υc≤20m/s，常用于12m/s以下，温度小于等于150℃。此时，轴的表面粗糙度为，υc≤3m/s时，Ra＝3.2μm；υc＝3~5m/s时，Ra ＝0.8μm；υc＞5m/s时，Ra＝0.2μm

②皮革υc≤10m/s，温度小于等于110℃

③聚四氟乙烯用于磨损严重的场合，寿命约比橡胶高10倍，但成本高

以上各材料可使用压差Δp＝0.1~0.2MPa，特殊可用于Δp＝0.5MPa，寿命约 500~2000h

涨

圈

密

封

将带切口的弹性环放入槽中，由于涨圈本身的弹力，而使其外圆紧贴在壳体上，涨圈外径与壳体间无相对转动

由于介质压力的作用，涨圈一端面贴合在涨圈槽的一侧产生相对运动，用液体进行润滑和堵漏，从而达到密封的目的

一般用于液体介质密封(因涨圈密封必须以液体润滑)

广泛用于密封油的装置。用于气体密封时，要有油润滑摩擦面。工作温度小于等于200℃，υc≤10m/s。压力：往复运动，小于等于70MPa；旋转运动，小于等于1.5MPa

机

械

密

封

光滑而平直的动环和静环的端面，靠弹性构件和密封介质的压力使其互相贴合并作相对转动，端面间维持一层极薄的液体膜而达到密封的目的

应用广泛，适合旋转轴的密封。用于密封各种不同黏度、有毒、易燃、易爆、强腐蚀性和含磨蚀性固体颗粒的介质，寿命可达25000h，一般不低于8000h

目前使用已达到如下技术指标：轴径5~2000mm；压力10-6MPa真空~45MPa；温度-200~450℃；速度150m/s

非

接

触

式

密

封

浮

动

环

密

封

浮动环可以在轴上径向浮动，密封腔内通入比介质压力高的密封油。径向密封靠作用在浮动环上的弹簧力和密封油压力与隔离环贴合而达到；轴向密封靠浮动环与轴之间的狭小径向间隙对密封油产生节流来实现

结构简单，检修方便，但制造精度高，需采用复杂的自动化供油系统

适用于介质压力大于10MPa、转速10000~20000r/min、线速度100m/s以上的旋转式流体机械，如气体压缩机、泵类等轴封

迷

宫

密

封

在旋转件和固定件之间形成很小的曲折间隙来实现密封。间隙内充以润滑脂

适用于高转速，但须注意在周速大于5m/s时可能使润滑脂由间隙中甩出

1—轴；2—箅齿；3—卡圈；4—壳体

流体经过许多节流间隙与膨胀空腔组成的通道，经过多次节流而产生很大的能量损耗，流体压头大为下降，使流体难于泄漏，以达到密封的目的

用于气体密封，若在箅齿及壳体下部设有回油孔，可用于液体密封

离

心

密

封

1—轴；2—壳体；3—密封盖

借离心力作用(甩油盘)将液体介质沿径向甩出，阻止液体进入泄漏间隙，从而达到密封的目的。转速愈高，密封效果愈好，转速太低或静止不动，则密封无效

结构简单，成本低，没有磨损，不需维护

用于润滑油及其他液体密封，不适用于气体介质。广泛用于高温、高速的各种传动装置以及压差为零或接近于零的场合

螺

旋

密

封

1—轴；2—壳体

利用螺杆泵原理，当液体介质沿泄漏间隙泄漏时，借螺旋作用而将液体介质赶回去，以保证密封

在设计螺旋密封装置时，对于螺旋赶油的方向要特别注意。设轴的旋转方向

n 从右向左看为顺时针方向，则液体介质与壳体的摩擦力 F 为逆时针方向，而摩擦力 F 在该右螺纹的螺旋线上的分力 A 向右，故液体介质被赶向右方

结构简单，制造、安装精度要求不高，维修方便，使用寿命长

适用于高温、高速下的液体密封，不适用于气体密封。低速密封性能差，需设停机密封

非

接

触

式

密

封

气

压

密

封

1—轴；2—空气接头；3—隔板；

4—壳体；5—密封唇

利用空气压力来堵住旋转轴的泄漏间隙，以保证密封。结构简单，但要有一定压力的气源供气。气源的空气压力比密封介质的压力大0.03~0.05MPa，图a、图b是最简单的气体密封结构，图a为板式结构，用在壳体与轴距离很大的情况下。图b在壳体4上加工环槽，并通入压缩空气，用以防止润滑油(特别是油雾)的泄漏，空气消耗量较大

不受速度、温度限制，一般用于压差不大的地方，如用以防止轴承腔的润滑油漏出。也用于气体的密封，如防止高温燃气漏入轴承腔内。气动密封往往与迷宫密封或螺旋密封组合使用

喷

射

密

封

在泵的出口处引出高压流体高速通过喷射器，将密封腔内泄漏的流体吸入泵的入口处，达到密封的目的，但需设置停泵密封装置

结构简单，制造、安装方便，密封效果好，但容积效率低

适用于无固体颗粒、低温、低压、腐蚀性介质

水

力

密

封

1—轴；2—密封套；3—壳体；4—放水管；

5—进水管；6—出水管

利用旋转的液封盘将液体旋转产生离心压力来堵住泄漏间隙，以达到密封的目的

液封盘可制成光面(如图)，也可以制成带有径向叶片，以增大水的离心力。为了减小水封盘两侧的压差，在封液盘的高压区设有迷宫密封

可用于气体或液体的密封，能达到完全不漏，故常用于对密封要求严格之处，如用于易燃、易爆或有毒气体的风机；在汽轮机上用以密封蒸汽

消耗功率大，温升高，为防止油品高温焦化，切向速度不宜超过50m/s

磁

流

体

密

封

1—永久磁铁；2—软铁极板；3—导磁轴；4—铁磁流体

微小磁性颗粒如Fe3O4悬浮在甘油等载流体中形成铁磁流体，填充在密封腔内。壳体采用非磁性材料，转轴用磁性材料制成。磁极尖端磁通密度大，磁场强度高，与轴构成磁路，使铁磁流体集中而形成磁流体圆形环，起到密封作用

可达到无泄漏、无磨损，轴不需要高精度，不需外润滑系统，但不耐高温

适用于高真空、高速度的场合

无

轴

封

密

封

隔

膜

式

在柱塞泵缸前加一隔膜使输送介质与泵缸隔开，并防止输送介质在动密封处泄漏。柱塞在缸内作往复运动，使缸内油产生压力，推动隔膜在隔膜腔内左右鼓动，达到吸排的目的

多用于压力小于50MPa的剧毒、易燃、易爆或贵重介质的场合，如隔膜计量泵、隔膜阀、隔膜压缩机等往复运动的机械，达到完全无泄漏

屏

蔽

式

叶轮装在电机伸出轴上，泵送设备与电机组成一个整体。电机定子内腔和转子表面各有一层金属薄套保护，称屏蔽套，以防止输送介质进入定子和转子，轴承靠输送介质润滑

多用于剧毒、易燃、易爆或贵重介质的场合，如屏蔽泵、屏蔽压缩机、搅拌釜、制冷机等旋转机械，达到完全无泄漏

磁

力

传

动

式

内磁转子装在泵轴端，并用密封套封闭在泵体内部，形成静密封。外磁转子装在电机轴端，套入密封套外侧，使内外磁转子处于完全偶合状态。内外转子间的磁场力透过密封套而相互作用，进行力矩的传递

多用于剧毒、易燃、易爆或贵重介质的场合，如磁力泵、搅拌器等旋转机械，达到完全无泄漏

目前常用于传递功率小于75kW的场合

注：机械密封类型中也有非接触式结构，详见表迷宫密封中表3。