3．“潤(rùn)滑槽”（LUBEGROOVE）密封
　　
　　在一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的機(jī)械密封中，兩個(gè)密封端面之間存在一個(gè)很薄的液膜，在產(chǎn)生和形成穩(wěn)定的液膜過(guò)程中，流體的物理特性處于臨界狀態(tài)。在流體流經(jīng)密封面時(shí)，壓力降低、溫度升高。壓力降低是由于密封面內(nèi)外緣的壓力差造成的，溫度的升高是由于液膜中流體受到剪力以及密封面之間的機(jī)械接觸產(chǎn)生的摩擦熱引起的。液膜防止了密封端面之間過(guò)大的機(jī)械接觸，從而減少密封端面在運(yùn)行過(guò)程中的摩擦熱和端面磨損。如果液膜在接近密封面的邊緣處發(fā)生汽化，那么該密封副的大部分密封面都會(huì)失去密封液膜的支撐，造成密封迅速失效。
　　
　　“潤(rùn)滑槽”就是在密封面上沿切線方向刻出窄槽，該槽不能貫通密封面的內(nèi)外側(cè)邊緣。當(dāng)流體流經(jīng)密封面時(shí)，這些槽能改善流體在密封面上的壓力分布。這有助于保持密封面間的液膜穩(wěn)定并防止流體在液膜處汽化。
　　
　　由于熱水的汽化壓力很高，容易在流經(jīng)密封端面時(shí)引起快速汽化，因此控制密封接觸面的壓力是解決問(wèn)題的關(guān)鍵。當(dāng)密封面相互平行時(shí)，液膜中的壓力降基本上呈線性分布，由密封端面外側(cè)的密封腔壓力逐步降至其內(nèi)緣的大氣壓力。當(dāng)液膜中的流體壓力逐步降低至等于液體的汽化壓力時(shí)，液膜就會(huì)發(fā)生汽化。通過(guò)在密封面上開(kāi)潤(rùn)滑槽，密封端面上就會(huì)形成一個(gè)相對(duì)的高壓區(qū)域。該液膜的壓力分布是從密封端面外緣（OD）呈線性遞減直到進(jìn)入潤(rùn)滑槽。在經(jīng)過(guò)潤(rùn)滑槽時(shí)流體壓力保持不變，然后再?gòu)臐?rùn)滑槽處呈線性遞減直到密封面內(nèi)緣面（ID）。壓力分布形式的改變，限制了液膜在“潤(rùn)滑槽”所覆蓋的環(huán)形區(qū)域內(nèi)的汽化。
　　
　　目前“潤(rùn)滑槽”型式密封是由Flowserve公司生產(chǎn)的。該公司的集裝式密封U,QB及BX都可采用“潤(rùn)滑槽”型式密封面。以下為“潤(rùn)滑槽”密封在熱水工況中的應(yīng)用：
　　
　　zui大密封尺寸：5英寸（127毫米）
　　
　　zui大外緣線速度：66英尺/秒（20米/秒）
　　
　　zui高轉(zhuǎn)速：3000rpm
　　
　　zui低轉(zhuǎn)速：750rpm
　　
　　zui高密封腔壓力*：15Bar表壓
　　
　　zui高密封腔溫度：1750C
　　
　　密封副材質(zhì)：石墨，碳化硅，硬質(zhì)合金
　　
　　推薦的管線方案：APIPlan11或APIPlan02
　　
　　注*：zui低密封腔壓力應(yīng)保持在高于熱水的汽化壓力2Bar以上。
　　
　　在通常情況下，為便于加工，“潤(rùn)滑槽”一般刻在較軟的密封面上。“潤(rùn)滑槽”的確切數(shù)量以及它的長(zhǎng)度，深度是由密封端面的尺寸決定的。
　　
　　4．“液體緩沖墊”（HYDROPAD）密封
　　
　　“液體緩沖墊”是在動(dòng)靜環(huán)的任一密封面上從外緣沿徑向朝里開(kāi)出凹槽或企口。其深度可以從千分之幾到0.125英寸（即3毫米）
　　
　　在普通密封中，密封面是均勻的圓環(huán)形。在密封面上開(kāi)槽后，就會(huì)在圓周方向由機(jī)械和溫度變化引起變形。在機(jī)械方面，由于開(kāi)槽使密封端面的局部強(qiáng)度削弱了；在熱力方面，凹槽使熱量沿密封端面的圓周方向散失速率不同。這兩個(gè)因素造成密封端面發(fā)生波狀變形。由于液膜很薄，密封面上很小的變形都會(huì)對(duì)液膜的形成及穩(wěn)定性產(chǎn)生極大的影響。
　　
　　波狀變形有助于液膜在密封端面間的延展。液膜厚度沿圓周方向的收縮與擴(kuò)展產(chǎn)生了一個(gè)使密封面分離的流體推開(kāi)力。這個(gè)流體推力減小了密封面間的機(jī)械接觸，熱量產(chǎn)生及密封面磨損。流體推力的大小不僅與密封面的波狀變形而且與密封的操作特性和流體的物理特性有關(guān)。密封面之間的相對(duì)速度也是產(chǎn)生流體推力的一個(gè)重要因素。速度越大，流體推力越大。流體的特性，如比重，粘度，蒸汽壓，都會(huì)對(duì)液膜產(chǎn)生很大的影響。流體的比重和粘度越小，流體推力越小。由于以上特性，“液體緩沖墊”可以用于熱水，輕烴和氫氟酸等介質(zhì)。
　　
　　在確定是否需要“液體緩沖墊”時(shí)應(yīng)考慮以下因素：
　　
　　1）汽化壓力：密封腔的壓力低于液體的汽化壓力加上25Psi（即1.7Bar）時(shí)，應(yīng)同時(shí)綜合考慮溫度的因素。
　　
　　2）壓差：密封面內(nèi)外緣的壓差非常低或非常高（大于250Psi即17Bar時(shí)），應(yīng)考慮采用“液體緩沖墊”型式。因?yàn)楫?dāng)流體的壓力很低時(shí)，液體的壓力無(wú)法克服作用在密封面上的彈簧力，難于在密封面上形成所需液膜。而當(dāng)流體的壓力很高時(shí)，密封面上的所受的液體閉合壓力也很高，同樣難于形成所需液膜。
　　
　　3）液體比重：液體比重小于0.52。
　　
　　目前，“液體緩沖墊”與“潤(rùn)滑槽”一樣，均為集裝式密封。Flowserve的BAW系列以及JohnCrane的LASERFACE系列均為此密封型式。
　　
　　5.熱水工況用機(jī)械密封型式比較
　　
　　用于熱水工況的機(jī)械密封型式比較見(jiàn)下表1。
　　
　　表1用于熱水工況的機(jī)械密封型式比較表
　　
　　密封面型式
　　
　　傳統(tǒng)機(jī)械密封
　　
　　“潤(rùn)滑槽”機(jī)械密封
　　
　　“液體緩沖墊”機(jī)械密封
　　
　　密封面結(jié)構(gòu)型式
　　
　　平面
　　
　　在較軟的密封面上開(kāi)閉合槽
　　
　　在任意的密封面上開(kāi)出朝外緣面開(kāi)口的凹槽或企口
　　
　　沖洗方案
　　
　　APIPlan21、23、32
　　
　　APIPlan02、11
　　
　　APIPlan02、11
　　
　　冷卻水
　　
　　需要
　　
　　不需要
　　
　　不需要
　　
　　密封腔壓力Pc
　　
　　無(wú)限制
　　
　　Pc且2
　　
　　Pc或△Pc>17Bar
　　
　　注：Pc–密封腔壓力；Pv–介質(zhì)的汽化壓力；△Pc–密封面的內(nèi)外緣壓差。
　　
　　6.應(yīng)用實(shí)例
　　
　　在上海漕涇SECCO公司苯乙烯項(xiàng)目中，有一冷凝水泵的溫度是1170C，入口壓力為1.6Bar，出口壓力為7.2Bar，密封腔壓力經(jīng)計(jì)算約為3.2Bar，介質(zhì)的蒸汽壓為1.41Bar，比重為0.951。
　　
　　在原設(shè)計(jì)中，采用的是APIplan23方案。該設(shè)計(jì)需要一套輔助管路系統(tǒng)、換熱器及其所需的0.7米3/小時(shí)的冷卻水消耗。我方與業(yè)主經(jīng)過(guò)認(rèn)真的研究和綜合比較后，決定采用“潤(rùn)滑槽”（QBLube）型機(jī)械密封，沖洗方案為APIPlan11。設(shè)備購(gòu)置費(fèi)可以節(jié)省約30％，運(yùn)行費(fèi)可以節(jié)省約6000元/年（僅冷卻水消耗）。
　　
　　由于“潤(rùn)滑槽”型機(jī)械密封不需要冷卻水，避免了由于誤操作斷水而造成密封失效，以及因換熱器結(jié)垢而降低密封系統(tǒng)可靠性。此類密封型式已在歐洲和中東地區(qū)有了近40年的使用歷史。
　　
　　除了在熱水工況中有許多的成功運(yùn)用外，“潤(rùn)滑槽”和“液體緩沖墊”密封已經(jīng)大量成功地運(yùn)用于一些特殊的工況，如：液化空氣，低溫液化氣，輕烴，氫氟酸等介質(zhì)。由于它在以上特殊的工況中部分替代了干氣密封的使用，而購(gòu)置成本與運(yùn)行成本，操作難度都大大低于干氣密封，相信將會(huì)有愈來(lái)愈廣泛的應(yīng)用。新材料和新技術(shù) 
    密封技術(shù)正處于迅猛發(fā)展中。下面舉例介紹幾項(xiàng)新材料和新技術(shù)。
        （1） 液體密封：隨著高分子有機(jī)合成工業(yè)的迅猛發(fā)展，近年出現(xiàn)了液態(tài)密封膠，使用于靜密封；這項(xiàng)新技術(shù)，通常叫做液體密封。液體密封的原理，是利用液態(tài)密封膠的粘附性、流動(dòng)性和單分子膜效應(yīng)（越薄的膜自然回復(fù)傾向越大） ，在適當(dāng)壓力下，使它象墊圈一樣地起作用。所以對(duì)使用著的密封膠，也叫做液體墊圈。 
        （2） 聚四氟乙烯生料密封：聚四氟乙烯也是高分子有機(jī)化合物，它在燒結(jié)成制品之前，叫做生料，質(zhì)地柔軟，也有單分子膜效應(yīng)。用生料做成的帶叫生料帶，可以卷成盤(pán)長(zhǎng)期保存。使用時(shí)能自由成形，任意接頭，只要一有壓力，便形成一個(gè)均勻地起著密封作用的環(huán)形膜。作為閥門(mén)中閥體與閥蓋間的墊圈，可在不取出閥瓣或閘板的情況下，撬開(kāi)一縫隙，塞進(jìn)生料帶去就行了。壓緊力小，不粘手，也不粘法蘭面，更換十分方便。對(duì)于榫槽法蘭zui適宜。聚四氟乙烯生料，還可做成管形和棒狀，作密封用。
        （3） 金屬空心O形圈：彈性好，壓緊力小，有自緊作用，可選用多種金屬材料，從而在低溫、高溫和強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)中都能適應(yīng)。
        （4） 石墨板密封圈：在人們印象中，石墨是脆性物質(zhì)，缺乏彈性和韌性，但經(jīng)過(guò)特殊處理的石墨，卻是質(zhì)地柔軟，彈性良好。這樣，石墨的耐熱性能和化學(xué)穩(wěn)定性，便可以在墊圈材料中得以顯示；而且這種墊圈壓緊力小，密封效果異常*。這種石墨還能做成帶，跟金屬帶配合，組成性能優(yōu)異的纏繞墊圈。石墨板密封圈和石墨----金屬纏繞墊圈的出現(xiàn)，是高溫抗腐蝕密封的重大突破。這類墊圈，國(guó)外已經(jīng)大量生產(chǎn)和使用。/