接觸式機械密封兩密封端面直觸摸摸，通常處于鴻溝沖突或混合沖突狀況，在光滑性能較差的工況下(如高速、高壓、低黏度介質(zhì)等)運用時，常因沖突磨損嚴(yán)重而壽數(shù)很短，乃至根本無法正常作業(yè)。利用流體膜使兩密封端面分隔構(gòu)成非觸摸，能有效地改進密封端面的光滑狀況。上游水泵送液膜光滑非接觸式機械密封(簡稱上游水泵送機械密封)是依據(jù)現(xiàn)代流體動壓光滑理論的新式非觸摸式機械密封，國外已在各種轉(zhuǎn)子泵上推廣運用。
 

    上游水泵送機械密封的作業(yè)原理是依托開設(shè)流體動壓槽的一個端面與另一平行端面在相對運動時發(fā)生的泵吸效果把低壓側(cè)的液體泵入密封端面之間，使液膜的壓力添加并把兩密封端面分隔。上游水泵送機械密封的端面流體動壓槽是把由高壓側(cè)走漏到低壓側(cè)的密封介質(zhì)再反輸至高壓側(cè)，或許把低壓側(cè)的阻隔流體微量地泵送至高壓密封介質(zhì)側(cè)，能夠消除密封介質(zhì)由高壓側(cè)向低壓側(cè)的走漏。
 

    圖1所示為典型的內(nèi)徑開螺旋槽式上游水泵送機械密封，由一內(nèi)裝式機械密封和裝于外端的唇形密封所構(gòu)成，唇形密封作為阻隔流體的屏障，將阻隔流體約束在密封端蓋內(nèi)。機械密封的動環(huán)端面開有螺旋槽，依據(jù)密封工況的不同，其深度從2微米到十幾微米不等。動環(huán)外徑側(cè)為高壓被密封介質(zhì)(規(guī)定為上游側(cè)或高壓側(cè))，內(nèi)徑側(cè)為低壓阻隔流體(規(guī)定為下流側(cè)或低壓側(cè))。當(dāng)動環(huán)以圖示方向旋轉(zhuǎn)時，在螺旋槽黏性流體動壓效應(yīng)的效果下，動態(tài)環(huán)端面之間發(fā)生一層厚度極薄的液膜，這層液膜的厚度尻。通常在3／mm左右。在內(nèi)外徑壓力差的效果下，高壓被密封介質(zhì)發(fā)生由外徑上游側(cè)指向內(nèi)徑下流側(cè)的壓差流Qp，而端面螺旋槽流體動壓效應(yīng)所發(fā)生的黏性剪切流Qs由內(nèi)徑下流側(cè)指向外徑上游側(cè)，與壓差流Qp的方向相反，完成上游水泵送功能。
 

    當(dāng)Qs-Qp時，密封能夠完成零走漏。若低壓側(cè)無阻隔流體，則能夠完成被密封介質(zhì)的零走漏，但不能保證被密封介質(zhì)以汽態(tài)方式向外界逸出。當(dāng)Qs>Qp時，低壓側(cè)流體向高壓側(cè)走漏。若低壓側(cè)有阻隔流體，則有少數(shù)阻隔流體從低壓側(cè)泵送至高壓側(cè)，不只能夠完成高壓被密封介質(zhì)的微觀零走漏，并且能夠到達被密封介質(zhì)向外界的零逸出。
 

    上游水泵送概念是20世紀(jì)8 0年代中期才提出來的，進入2 0世紀(jì)9 0年代對上游水泵送機械密封的研討才逐步增多。理論、實驗研討和工業(yè)運用均表明，與一般的觸摸式機械密封比較，上游水泵送機械密封具有以下明顯的技術(shù)優(yōu)勢：①能夠完成被密封介質(zhì)的零走漏或零逸出，消除環(huán)境污染；②因為密封沖突副處于非觸摸狀況，端面之間不存在直接的固體沖突磨損，運用壽數(shù)大大延伸；③能耗約下降5／0，并且，用于下降端面溫升的密封沖洗液量和冷卻水量大大削減，提高了運轉(zhuǎn)功率；④無需雜亂的封油供給、循環(huán)體系及與之般配的調(diào)控體系，對帶阻隔液的零逸出上游水泵送機械密封，阻隔液的壓力遠遠低于被密封介質(zhì)的壓力，且無需循環(huán)，消耗量也小，因而，相對簡略且對輔佐體系可靠性的請求不高；⑤能夠在更高P秒值、高含固體顆粒介質(zhì)等條件下運用。

 

    上游水泵送機械密封因為能經(jīng)過低壓阻隔流體對高壓的技術(shù)介質(zhì)流體完成密封，能夠替代密封風(fēng)險或有毒介質(zhì)的一般雙端面機械密封，從而使雙端面機械密封的高壓阻隔流體體系成為極一般的低壓或常壓體系，下降了本錢，提高了設(shè)備運轉(zhuǎn)的安全可靠性。上游水泵送機械密封已在各種場合獲得運用，如避免有害液體向外界環(huán)境的走漏、避免被密封液體介質(zhì)中的固體顆粒進入密封端面、用液體來密封氣相進程流體，或許一般觸摸式機械密封難以擔(dān)任的高速高壓密封工況等。此類密封運用的線速度已達40 m／s，泵送速率規(guī)模為0.116 mL／min，將少數(shù)低壓阻隔流體泵送入的被密封介質(zhì)壓力已高達10.34 MPa。