通常，在被污染的过程中，通常采用普通接触式双面机械密封。封堵液辅助系统注入的堵塞液高于密封介质的压力，以防止密封介质向外界泄漏。然而，在实际工程应用中，由于诸多原因，密封介质的泄漏无法得到有效的预防，特别是输送固体颗粒介质的过程泵，容易开启和停止，且易空。

由于某石化企业单一车间污水泵的密封效果不理想，其泄漏问题已成为亟待解决的问题。

(1)污水泵机械密封技术参数

WQ30-35-7.5型泵工作正常，总体压力接近常压，出口压力0.55MPa，输送温度为室温，机械密封为双端面，多弹簧平衡结构，密封表面内径为35.2mm，外径为44.2mm，端面宽度为4.5mm，平衡直径为36.8mm。

(2)工作条件下的问题

(1)隔离液的压力小于密封介质的压力，为了保证双端面密封的密封性能，理论上要求隔离液的压力小于密封介质的压力。

为了防止含有一定毒性的介质泄漏，隔离液的压力必须比密封介质高出0.1≤0.15 MPa，但在实际工程中，隔离液的压力不大于0.3 MPa，小于密封介质的0.5 5 MPa，密封效果不理想

(2)输送介质中含有大量固体颗粒，因为污水泵定期将排入贮罐的各种加工流体(包括大量冷却水)输送到污水处理站进行净化处理，其中含有一定比例的杂质固体颗粒，容易进入密封面产生严重的磨粒磨损，使密封在早期失效。如果隔离流体辅助系统不能正常工作，当隔离流体的压力小于密封介质的压力时，固体颗粒会进入内密封端面之间，从而大大增加失效概率。

(3)当污水舱内的液体被抽运时，泵自动停止运转，当液体在水箱中积聚到指定的液面时，泵自动切换到运行状态。正是因为泵处于频繁开停状态，机械密封出现周期性不稳定的干摩擦状态，这也是密封频繁失效的主要原因之一。

由于泵经常处于开停状态，泵易空，当液面下降到一定程度时，容易使泵出现抽水现象，造成严重的振动和噪声，不可避免地导致密封工作状态不稳定，从而大大增加了密封失效的可能性。

从以上分析可以发现，由于密封原理的限制和工作条件的特殊性，在这种环境条件下很难保证密封的长时间安全运行。此外，在稳定的工作条件下，虽然采用双面密封或串联密封可以基本消除密封介质的泄漏，但密封辅助系统复杂，运行成本大幅度增加，辅助系统的可靠性直接影响密封效果。

  (3)密封结构的重建

由于锥形机械密封特别适用于含有固体悬浮液的抽油机，密封表面改为锥形密封，如图7/25所示。静态环材料填充聚四氟乙烯，运动环材料为不锈钢，圆锥表面喷涂碳化钨，其主要特点如下。

(1)圆锥机械密封动态环为锥环，半锥角为口，静环内径D1固定，静环磨损使接触母线长度L增大，静环外径D2增大。

(2)密封接触面母线长度很短(稳定运行初期为0.3~0.5mm)，接触面内外温差小，温升低，粘着磨损程度降低，静环压缩截面大，压力变形小。

(3)密封套筒和运动环均具有一定的浮力，可使密封面始终保持良好的接触状态，介质中的悬浮颗粒不易进入密封面。

(4)介质的泄漏方向与离心力的方向存在一定的夹角，有利于减小泄漏。

(4)需要注意的事项

(1)圆锥机械密封比压力的计算公式与端面机械密封的计算公式相同。

(2)在设计中注意K与接触总线L之间的关系。圆锥机械密封静环磨损时，接触母线L的长度增加，使载荷系数K减小。接触母线长度L与载荷系数K的关系曲线，在运行过程中，静压环磨损和K值降低引起卸载，使密封比压力Pc降低，导致泄漏，需要调整弹簧的压缩(弹簧载荷)以保持足够的密封比压。

弹簧比压是影响机械密封密封性能和使用寿命的重要参数之一。弹簧比压的主要作用是保证泵在泵的启动、运行和停止时，使密封面与密封面很好地吻合；当密封表面磨损，密封套筒振动和移动时，用于克服密封套筒轴向运动时0型密封圈与泵体密封腔内表面之间的摩擦，起到补偿和缓冲作用。当机械密封运行时，弹簧一般不再调整。弹簧在补偿密封环的磨损和卸载以及降低锥形机械密封的K值方面起着双重作用。在设计中正确确定弹簧的比压是保证密封性能和使用寿命的重要环节。

实践证明，锥形机械密封特别适用于含颗粒介质的密封，改进后的密封结构可靠，泵基本无泄漏，调节和维护方便，密封性能提高，延长了运行周期，节省了维护费用。

弹簧在补偿锥形机械密封的密封环磨损和密封比压下降方面起着双重作用，因此需要正确确定弹簧的比压。在锥形密封中，载荷系数K是一个变量，在设计中必须注意。