机械密封也称金属端面密封，是靠一对或数对垂直于轴作相对滑动的端面，在流体压力和补偿机构的弹力（或磁力）作用下保持贴合并配以辅助密封而达到阻漏的轴封装置，属于径向密封。机械密封结构型式很多，但密封原理基本相同，典型结构如图1所示。

图1 机械密封及其原理结构图

1—静环；2—动环；3—压盖；4—弹簧；5—传动座；6—固定销钉；7,8—“O”形密封圈；9—防转销

主要动密封件：动环和静环。动环与泵轴一起旋转，静环固定在压盖内，用防转销来防止它转动。靠动环与静环的接触端面在运动中始终保持贴合来实现密封。

辅助密封元件：包括各静密封点所用的O形或V形密封圈。

压紧元件：弹簧和推环等。

传动元件：传动座及键或固定销钉。

机械密封中的流体可能有5个泄漏渠道：

（1）静环与压盖之间的密封，属于静密封。

（2）压盖与壳体之间的密封，属于静密封。

（3）动环与轴（或轴套）之间的密封，当端面摩擦磨损后，它仅仅能追随补偿环沿轴向作微量的移动，实际上仍然是一个相对静密封。静密封元件最常用的有橡胶O形密封圈或聚四氟乙烯V形密封圈，而作为补偿环的旋转环或静止环辅助密封有时采用兼备弹性元件功能的橡胶、聚四氟乙烯或金属波纹管的结构。

（4）动环与静环的端面彼此贴合作相对滑动，属于动密封。它是机械密封装置中的主密封，也是决定机械密封性能和寿命的关键。因此对密封端面的加工要求很高，同时为了使密封端面间保持必要的润滑液膜，必须严格控制端面上的单位面积压力，压力过大，不易形成稳定的润滑液膜，会加速端面的磨损；压力过小，泄漏量增加。因此，要获得良好的密封性能又有足够寿命，在设计和安装机械密封时，一定要保证端面单位面积压力值在最适当的范围。

（5）轴套与轴之间的密封，属于静密封。

机械密封与软填料密封相比较，有如下优点：

（1）密封可靠，在长周期的运行中密封状态很稳定，泄漏量很小，按粗略统计，其泄漏量一般仅为软填料密封的1/100。

（2）使用寿命长，在油、水类介质中一般可达1~2年或更长时间，在化工介质中通常也能达半年以上。

（3）摩擦功率消耗小，机械密封的摩擦功率仅为软填料密封的10%~50%。

（4）轴或轴套基本上不受磨损。

（5）维修周期长，端面磨损后可自动补偿，一般情况下不需经常性维修。

（6）抗振性好。对旋转轴的振动、偏摆以及轴对密封腔的偏斜不敏感。

（7）适用范围广。机械密封能用于低温、高温、真空、高压、不同转速以及各种腐蚀性介质和含固体颗粒介质等情况。

缺点是：

（1）结构较复杂，对制造加工要求高。

（2）安装与更换比较麻烦，并要求工人有一定的安装技术水平。

（3）发生偶然性事故时处理较困难。

（4）一次性投资高。

离心泵运转过程中，机械密封的冲洗是一个重要问题，要求冲洗液清洁，温度不宜太高。对于输送含固体颗粒的介质或高温介质的泵，应考虑在泵外设一辅助清洗机械密封的系统，包括过滤器、冷却器等，这对保证机械密封正常运转，延长泵运行周期十分有效。冲洗方案可参考API 682相关标准。