【摘要】简要说明了机械设备产生泄漏的主要原因，并对密封装置的分类及设计原则作了扼要地叙述。重点对密封装置的应用进行了论述，以期对从事密封设计者有所帮助。
【关键词】密封装置;泄漏;分类;应用
1 概述
泄漏是各类机械设备经常发生的故障之一，给现代工业领域带来了重大危害与经济损失，目前已引起设计人员的高度重视。产生泄漏的原因有很多，归纳起来主要为两类：一类是产品机械加工完成后，其密封面的表面粗糙度未达到图纸要求，表面存在一定的尺寸偏差，从而在两密封面接合处产生了间隙;另一类是当产品处于有一定压差的外围环境中时，外围环境中的工作介质在压力差的作用下，会沿着密封面接合处的间隙流动，导致泄漏的发生。为防止泄漏的产生就要将两密封面接合处产生的间隙通过密封元件的方式将其封住，实现隔离泄漏通道的目的，同时也增加工作介质流动的阻力，达到密封效果。为此本文重点对密封装置的种类及其应用进行分析，以供设计人员参考。
2 密封装置的分类
密封装置的主要作用是确保系统的密封性能，保障系统正常工作。根据使用工况的不同， 在液压气动系统的密封装置中，通常分为两类：一类为动态密封装置，另一类为静态密封装置。当两密封面存在一定的相对运动(通常是一个密封面保持静止状态，另一个密封面运动)时，应装配动态密封装置，它能够防止两元件在相对运动过程中产生的摩擦对密封件磨损，确保密封可靠，同时可延长密封件的使用寿命。动态密封装置按照相对运动的类型分为移动式动态密封和旋转式动态密封[ 1]。而当两密封面在工作过程中无相对运动时，则应装配静态密封装置，其密封方式主要包括胶密封、垫密封和接触密封3类，另外按密封面的工作压力又可将其分为中低压静态密封和高压静态密封两类。
3 密封装置的设计原则
在设计密封装置时，应考虑其具体的使用环境及工作状态，在各种类型的密封方式中寻求能满足使用要求的技术途径。所以在密封形式及材料的选择等方面，需要考虑以下几点[2]：①根据密封环境要求，选择合适的不易泄漏的工作介质;② 密封材料要求具备一定的机械硬度及强度，确保其永久变形小;③密封材料要求抗腐蚀性能好，在酸、碱、油等介质中能长期工作;④根据密封环境要求，设计合理的表面粗糙度要求及装配精度要求等;⑤密封件的结构及装置的运动形式要与系统的工作压力相匹配;⑥ 根据密封件的相对运动速度，设计合理的密封件结构型式。
4 密封装置的应用
4.1 静态密封装置的应用
垫密封是最常用的一种静态密封方式，它是将密封垫片安置在需要连接的两密封面，通过螺纹或螺栓来压紧密封垫片，使其产生塑性和弹性变形，达到充满密封间隙的效果，确保密封。垫片的材料和形式根据设备的工作温度、压力和介质的腐蚀性等条件来选用，主要有橡胶、皮革、石棉、软木、聚四氟乙烯、铜等。垫密封主要应用于管道、压力容器以及各种壳体的结合面的静密封中。
胶密封采用刮涂或压注的方法在需要密封的两个面涂上密封胶，利用胶的流动性充满两密封面之间的间隙，从而产生一层密封膜，达到密封的目的。密封胶通常分厌氧胶和液态密封胶两类，其主要特点是方法简单，密封牢固，效果好。胶密封可用于海洋工程产品的静止接合面间的密封，也可以用于接合面较复杂的螺纹密封， 因其耐温性差，主要应用于低温环境中，通常用于150℃以下。
O形圈密封是一种接触密封形式，其主要特点是寿命长、结构简单、拆装容易、密封性好，根据选择的O形圈材料的不同，其可适应-100℃～200℃ 的温度范围，并且可在100Mpa的压力下使用。O形圈密封目前已制定了相关标准，如 GB /T3452.1-2005《液压气动用O形橡胶密封圈第1 部分：尺寸系列及公差》、GB /T3452.2-2007《 液压气动用O形橡胶密封圈 第2部分：外观质量检验规范》及 GB /T3452.3-2005《液压气动用O形橡胶密封圈沟槽尺寸》等，设计过程中根据这3个标准进行详细图纸设计，就能很好地保证产品的密封效果。另外，如果在更高或更低的温度和压力条件下工作，可以采用金属空心O形圈进行密封，其能承受的压力达到280MPa，可在-250 ℃～650 ℃的温度范围内使用，扩大了O形圈的使用范围。
4.2 动态密封装置的应用
按照密封件是否与与其相对运动的零部件接触，可将动态密封装置分为非接触式密封和接触式密封两类，非接触式密封通常可分为离心式密封、间隙密封和迷宫式密封; 而接触式密封通常分为涨圈密封、 机械密封、 密封圈密封及软填料密封等多种类型。
一般来说，接触式密封的密封性好，但受摩擦磨损限制，适用于密封面线速度较低的场合。非接触式密封的密封性较差，适用于较高速度的场合。而机械密封适宜于有一定的压力和转速较高的轴的密封，优势在于其具有泄漏量小、使用寿命长等特点，能满足高低温、生产过程自动化等苛刻的密封要求。
5 结语
密封装置在目前海洋工程装备领域中发挥着重要作用，是各类水下装备及机械设备中不可或缺的结构之一，它的性能好坏直接影响液压、气动设备是否出现泄漏问题，一旦出现水下装备密封泄漏，将使设备在水下不能正常工作，或者设备内部进水，增加设备的重量，使其不能正常上浮到水面，造成重大经济损失，因此需要设计人员在集中精力实现设备使用功能的同时重视设备密封问题，确保整个设备运行正常。
【参考文献】
[ 1] 顾永泉.机械密封实用技术[M] .北京：机械工业出版社，2 002.
[ 2] 刘金标，仝志永.密封装置的泄漏与防控[ J].液压气动与密封，2011( 2)：41-4 3.
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