密封技术发展现状及与国际研究技术的差距分析(组图)

1.2.5推力型式新技术

常规机械密封的补偿环推力机构一般采用弹簧、波纹管和磁力，为克服上述机构对轴向尺寸的高要求，满足密封向高参数发展面临的追随性和稳定性需求，人们发明了波片弹簧，并为满足不同场合的需要加工制造出了各种规格和型式。

1.2.6密封结构新材料及其生产新工艺

(1)软环材料：机械密封用软环材料已由原来的普通浸渍树脂/金属石墨等增强型石墨发展为硅化石墨、气相沉积碳石墨、BN增强石墨、碳-碳复合材料等[31]。

(2)硬环材料[32-34]：机械密封用硬环材料已由原来的铸铁、Al2O3陶瓷、硬质合金发展为综合性能优异的SiC、CrC，并采用物理/化学沉积法在硬环摩擦表面沉积耐磨层（如DLC膜），激光溶覆、热喷涂陶瓷、热喷熔镍基自熔合金/热喷熔铁基自熔合金、热喷涂陶瓷/热喷熔铁基涂等技术来降低成本，获得高性价比的机械密封基础件。

(3)辅助密封圈材料：辅助密封圈材料除了传统的橡胶类材料、普通增强型PTFE复合材料和柔性石墨外，最近20年人们通过在上述基体材料中填充各种微纳尺度的粒子、纤维和新型树脂，并通过应用新的表面处理技术与方法对填料表面进行处理，大大提高了填料与基体材料之间的相容性，从而提高了传统橡塑材料的力学性能、热性能和摩擦性能，使密封圈的性能稳定性、耐磨性和耐久性远远超过了原有的橡塑辅助密封圈[35,36]。另外，聚醚醚酮（PEEK）、超高分子聚乙烯（UHWPE）、聚苯硫醚（PPS）、聚甲醛（POM）等树脂材料以及全氟橡胶（FFKM）和氟塑料包覆橡胶作为密封新材料，已经得到成功应用[37,38]。

1.2.7其他机械式轴封进展

(1)迷宫密封[39]：由简单的梳齿结构发展为直筒密封和碳环密封。

(2)浮环密封[40]：由简单的浮环结构发展为螺旋浮环密封。该新型密封针对浮环密封和螺旋密封各自存在的问题，创造性地将两种密封型式有机组合，集中体现两者的优点，克服两者的缺点，使密封性能有了很大提高；其次，采用正、反向螺旋槽提高了密封的抗干扰能力；此外，应用“直筒式密封及流量控制系统”于该密封装置中，大大提高了防止工艺气体反扩散能力，降低了缓冲气的耗量。经高炉煤气回收透平和高压氢气循环离心压缩机上的实际应用表明，与进口的传统密封相比，密封油的内泄漏量由原来的20L/天降至2L/天，封气耗量由500Nm3/h降至75Nm3/h，工艺气体的反扩散剂量由50ppm以上降至6ppm。该成果获得2005年国家技术发明二等奖。该新型密封装置的示意图如图6所示。

图6螺旋式浮环密封装置示意图

机械式密封中典型的非接触式端面密封的型式及其特征如表1所示，常见的流体动、静压及其组合密封型式如表2所示。

表1典型非接触式流体密封的型式及其特征