由于固液兩相流中磨蝕性顆粒介質的存在(zài)，采用一般的機械密封常(cháng)會構成如下5種危害：
①密封端面的加劇磨損。密封面之間因顆粒洩漏進入端面(miàn)，起着磨料作用，加速了密(mì)封(fēng)面的磨損。
②介質側(cè)顆粒堵塞(sāi)。由于顆粒的堆積，架橋，阻(zǔ)礙了彈簧、銷和輔助密封封圈的運(yùn)動，從而導緻補償環的追随性和浮動性下降。
③大氣側顆粒堵塞。由于常規設計的機械密封，密封面(miàn)内徑和(hé)軸（或軸套）之間的間(jiān)隙較小，洩漏的固體顆粒不能及時(shí)排出，易堆積、阻(zǔ)塞，阻(zǔ)礙了輔助密封圈的運動，從而(ér)導緻密封失敗。

④磨蝕。指密封元件表面由于受到磨蝕性顆粒的作用(yòng)而産生的局部咬蝕(shí)、撕裂。它通常發生在使用較軟的(de)鋼材或石墨材料時(shí)，由于沖洗水或封液的沖(chòng)擊而造成的。在(zài)有顆粒介質的情況(kuàng)下，發生得(dé)更加嚴重；

⑤傳動(dòng)元件的磨損。由(yóu)于傳(chuán)動銷這些元件(jiàn)處(chù)于顆粒介質中，運(yùn)動時由于顆粒的研(yán)磨作用(yòng)加劇了元件本身的磨損。

在選型時，應使機械密封産品盡(jìn)量(liàng)避免顆粒的作用，不緻産生這5種失效，機械密封解決(jué)顆粒介質作用的問題有兩大途徑(jìng)：一是對機械密封設置一些附加的内部結構或采取輔助措施（如螺旋密封、唇封、封液、沖洗水、水箱或油箱(xiāng)建立液障防止顆粒堆積等），或者外(wài)部裝(zhuāng)置（如旋流固液分離器、磁濾器等），盡量(liàng)避免上述5種失效出現，維護機械密封良好的工作狀(zhuàng)态(tài)。這種(zhǒng)途(tú)徑對于比較重要(yào)的(de)場合，重要的設備可以使用。但對于由于空間受到限制，或者由于輔助設施耗費太高，以及由于有些場合，物料不(bú)允許有(yǒu)封液或沖洗水(shuǐ)進入産品的情況，就應采取選(xuǎn)擇設(shè)計出一種新型的機械(xiè)密封結構，能直接用在顆粒(lì)介質中，滿足生産流程對密封的要求。

為了使機械(xiè)密封達到密封可*、壽命長、結構簡單、裝拆方便、易調(diào)節、成本低的目的，具體辦(bàn)法如下：

采用彈(dàn)簧和輔助密封圈相結合使用。主要優點是：具有較高的彈(dàn)性，且彈簧不與介質接觸，避免了易受顆粒堵塞的問題。

為了保證摩擦(cā)副在顆粒介質中具有耐磨損(sǔn)和耐(nài)磨蝕的目的，摩擦(cā)副材料的硬度必(bì)須高于磨粒的硬度。通常可選用硬對硬組(zǔ)對，材質可為碳化鎢或碳化矽(xī)。與碳化鎢相比(bǐ)，碳化矽具有更高的硬度，更好的導熱率，化(huà)學穩定性較好，還有自潤滑性，但(dàn)成本較高。
根據A.I.GoLubiev（前蘇聯）等人對(duì)在磨蝕性顆粒(lì)介質中高硬度(dù)摩擦副磨損機理的(de)研究所得出的結論，摩擦(cā)副寬度應比一般機械密封(fēng)的(de)寬，以獲得較高(gāo)的使用壽(shòu)命。動、靜環的寬度相(xiàng)等，有利(lì)于防止顆粒對密封端面的磨損，同時(shí)，有足夠的面積，以避免大的失配(pèi)。因(yīn)此，能夠适應比(bǐ)一般機械密封(fēng)端面大(dà)得多的徑向(xiàng)和軸向跳動。

混流泵用機械密封應設計為内流式，顆粒介質在密封環外側，離心力和慣性力的作用使顆(kē)粒、雜質向外運動，抛離密封面。

與一(yī)般(bān)機械密封不同，軸套與(yǔ)密封環之間的間隙應較大，當有物料洩漏(lòu)時(shí)，能及時排出，避免顆(kē)粒的堆積(jī)和阻塞。密封腔的設(shè)計必須有适(shì)當的空間，使密封(fēng)腔的物(wù)料能流動，不堆積(jī)沉澱，并易冷卻和潤滑密(mì)封。為了減(jiǎn)少泵内介質壓(yā)力對密封端面比壓的影響，采用平衡型機械密封結構(gòu)。

端面比壓是影響密(mì)封性能和使用(yòng)壽命的最(zuì)重要因素之一。為了防止顆粒介質進入密封(fēng)端面，洩漏量增大，端面磨損加劇，導緻密封的失效(xiào)，應使(shǐ)端面比壓比一般的要大(dà)些。但端面比壓過大，将造成摩擦面發熱(rè)和磨損加劇，功率消耗增加(jiā)。設計時，端面比壓為0.3MPa左右(yòu)。

采用單端面機械密封（圖1）時，為了避免顆粒雜質(zhì)的危害，需根據不同情況分(fèn)别采取沖洗(xǐ)、過濾、分離、隔離、保溫(wēn)和加熱等措施。沖洗液的可*性和質量是密封成敗(bài)的關鍵。若從外部注入清潔沖洗液(yè)，密封的工作環境(jìng)可得到改善，但必(bì)須損耗沖洗液，而且，其先決條(tiáo)件是所輸送的液體允許被沖洗液微量(liàng)稀釋。

采用(yòng)雙端(duān)面機械密封（圖2）時，要求封液在密封腔(qiāng)内建立壓力，進行封堵、潤滑和冷卻循環。雙端面密封(fēng)可*性(xìng)高，但制造(zào)成本和安裝費用較高。大多數雙端面密封組對材料的(de)選擇已标準化。在實際使用中，位于(yú)介質端(duān)的摩擦副使用硬(yìng)質合(hé)金組對或碳化矽組對；位于大(dà)氣(qì)端的選用碳石墨(mò)與鎳鉻鋼組對。

山西鋁廠目前使用的B173-125型(xíng)（圖3）機械密封的選用就考(kǎo)慮了以上幾個方面。其工作(zuò)參(cān)數如下。
介質：含少量氫氧化鋁固體微粒

壓力：0.5MPa

轉速：480r／min

溫度：120～150℃

B173-125型機械密(mì)封是單端面、内流式機封。采用外沖洗液（圖3）。

摩擦副材料選用(yòng)碳化鎢對(duì)碳化鎢(wū)。其性能參數如下。

牌号：YG6

線膨脹系數：4.5～5.0×10－6／℃

溫度範圍：-10～450℃

硬度：89.5HRA

比重：14.6～15g/cm3

抗彎強度：1421MPa

碳化鎢的特點是具(jù)有較高的硬度和(hé)強度，良好的耐磨性、耐高溫性。

該機械密封是集裝式機封，成套組裝後，放入密封腔，安裝并無特殊要求。運轉時，先将沖洗液閥門打(dǎ)開，再打開介質閥門，然後開機運行。由于該機械密封在選型時(shí)，綜合考(kǎo)慮了(le)上述(shù)的條件(jiàn)，因此，使用過程中是非(fēi)常簡(jiǎn)單的，僅僅要求保證外沖洗冷卻的(de)延續性，而且使用效(xiào)果良好。