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通常，在被污染的過程中，通常采用普通接觸式雙面機械密封。封堵液輔助系統注入的堵塞液高于密封介質的壓力，以防止密封介質向外界泄漏。然而，在實際工程應用中，由于諸多原因，密封介質的泄漏無法得到有效的預防，特別是輸送固體顆粒介質的過程泵，容易開啟和停止，且易空。

由于某石化企業單一車間污水泵的密封效果不理想，其泄漏問題已成為亟待解決的問題。

(1)污水泵機械密封技術參數

WQ30-35-7.5型泵工作正常，總體壓力接近常壓，出口壓力0.55MPa，輸送溫度為室溫，機械密封為雙端面，多彈簧平衡結構，密封表面內徑為35.2mm，外徑為44.2mm，端面寬度為4.5mm，平衡直徑為36.8mm。

(2)工作條件下的問題

(1)隔離液的壓力小于密封介質的壓力，為了保證雙端面密封的密封性能，理論上要求隔離液的壓力小于密封介質的壓力。

為了防止含有一定毒性的介質泄漏，隔離液的壓力必須比密封介質高出0.1≤0.15 MPa，但在實際工程中，隔離液的壓力不大于0.3 MPa，小于密封介質的0.5 5 MPa，密封效果不理想

(2)輸送介質中含有大量固體顆粒，因為污水泵定期將排入貯罐的各種加工流體(包括大量冷卻水)輸送到污水處理站進行凈化處理，其中含有一定比例的雜質固體顆粒，容易進入密封面產生嚴重的磨粒磨損，使密封在早期失效。如果隔離流體輔助系統不能正常工作，當隔離流體的壓力小于密封介質的壓力時，固體顆粒會進入內密封端面之間，從而大大增加失效概率。

(3)當污水艙內的液體被抽運時，泵自動停止運轉，當液體在水箱中積聚到指定的液面時，泵自動切換到運行狀態。正是因為泵處于頻繁開停狀態，機械密封出現周期性不穩定的干摩擦狀態，這也是密封頻繁失效的主要原因之一。

由于泵經常處于開停狀態，泵易空，當液面下降到一定程度時，容易使泵出現抽水現象，造成嚴重的振動和噪聲，不可避免地導致密封工作狀態不穩定，從而大大增加了密封失效的可能性。

從以上分析可以發現，由于密封原理的限制和工作條件的特殊性，在這種環境條件下很難保證密封的長時間安全運行。此外，在穩定的工作條件下，雖然采用雙面密封或串聯密封可以基本消除密封介質的泄漏，但密封輔助系統復雜，運行成本大幅度增加，輔助系統的可靠性直接影響密封效果。

  (3)密封結構的重建

由于錐形機械密封特別適用于含有固體懸浮液的抽油機，密封表面改為錐形密封，如圖7/25所示。靜態環材料填充聚四氟乙烯，運動環材料為不銹鋼，圓錐表面噴涂碳化鎢，其主要特點如下。

(1)圓錐機械密封動態環為錐環，半錐角為口，靜環內徑D1固定，靜環磨損使接觸母線長度L增大，靜環外徑D2增大。

(2)密封接觸面母線長度很短(穩定運行初期為0.3~0.5mm)，接觸面內外溫差小，溫升低，粘著磨損程度降低，靜環壓縮截面大，壓力變形小。

(3)密封套筒和運動環均具有一定的浮力，可使密封面始終保持良好的接觸狀態，介質中的懸浮顆粒不易進入密封面。

(4)介質的泄漏方向與離心力的方向存在一定的夾角，有利于減小泄漏。

(4)需要注意的事項

(1)圓錐機械密封比壓力的計算公式與端面機械密封的計算公式相同。

(2)在設計中注意K與接觸總線L之間的關系。圓錐機械密封靜環磨損時，接觸母線L的長度增加，使載荷系數K減小。接觸母線長度L與載荷系數K的關系曲線，在運行過程中，靜壓環磨損和K值降低引起卸載，使密封比壓力Pc降低，導致泄漏，需要調整彈簧的壓縮(彈簧載荷)以保持足夠的密封比壓。

彈簧比壓是影響機械密封密封性能和使用壽命的重要參數之一。彈簧比壓的主要作用是保證泵在泵的啟動、運行和停止時，使密封面與密封面很好地吻合；當密封表面磨損，密封套筒振動和移動時，用于克服密封套筒軸向運動時0型密封圈與泵體密封腔內表面之間的摩擦，起到補償和緩沖作用。當機械密封運行時，彈簧一般不再調整。彈簧在補償密封環的磨損和卸載以及降低錐形機械密封的K值方面起著雙重作用。在設計中正確確定彈簧的比壓是保證密封性能和使用壽命的重要環節。

實踐證明，錐形機械密封特別適用于含顆粒介質的密封，改進后的密封結構可靠，泵基本無泄漏，調節和維護方便，密封性能提高，延長了運行周期，節省了維護費用。

彈簧在補償錐形機械密封的密封環磨損和密封比壓下降方面起著雙重作用，因此需要正確確定彈簧的比壓。在錐形密封中，載荷系數K是一個變量，在設計中必須注意。