在普通机械密封端面上开设深度达毫米数量级 (通常为1 ~2mm)的各种形式槽可形成端面深槽机械 密封。根据密封原理不同，端面开深槽机械密封可分 为流体静压型机械密封和热流体动压型机械密封。
　　端面开深槽流体静压型机械密封是在密封端面 上开出几组深度达几毫米的凹槽或孔和压力介质引 入孔，将密封流体或外界润滑流体引入密封端面，实入，使得两端面分开成为非接触型机械密封，尽管泄 漏量比大，达到每小时几百毫升，远大于常规机械密 封的泄漏率，但仍广泛应用于高压、高速、高温等普 通机械密封难于胜任的工况。流体静压机械密封技术 已成功地应用于液化石油气注射泵上。
　　端面开深槽热流体动力楔机械密封是在密封环上 开出深度为1 ~2mm的周向沟槽，在力变形和热变形 的作用下，密封面上产生周向波度和径向锥度，称之 为热流体动力楔，波度的波幅为微数量级。由于密封 面流动边界的波动，在动环的牵引下，沿周向的粘性 流动交替经历收敛区和发散区。在收敛区内，流体膜 产生很高的流体动压力，这样由热变形和力变形形成 的周向波度就能产生一个静的附加开启力；在发散 区，可能会产生负压。由于流体所能承受的负压有一 定极限，超过此极限，溶于液体中的空气将游离出 来，产生空化现象。另外，由热变形和力变形形成的 径向锥度在流体静压效应作用下，将产生附加的流体 静压承载能力，使得开启力增大。开启力与闭合力互 相平衡，使得密封副两端面分开成为非接触型机械密 封。与端面开深槽流体静压型机械密封相比，热流体 动力楔机械密封最明显的特点是泄漏量小。由于其密 封机理复杂，涉及到力变形、热变形及其流固耦合诸 多问题，因此研究进展缓慢，其设计和应用大多数依 赖经验和实验。近年来，国内部分学者[2〇~22已进行 一些富有成效的实验研究和理论分析，但尚无此类机 械密封的规模设计和生产能力。
　　端面开浅槽机械密封是在密封端面上开出微米级 槽，依靠密封端面间有相对运动及其槽的台阶效应和 输送效应，产生流体动压力，来平衡闭合力，实现密 封端面的非接触。端面开浅槽机械密封可用于气相或 液相介质。
　　干气密封和上游泵送密封都属于端面开浅槽机械 密封。干气密封[23]即“干运转气体密封” （Dry Run?ning Gas Seals) 是将开槽密封技术用于气体介质的密 封。当端面外侧开设有流体动压槽（2.5 ~1Q^m)的 动环旋转时，流体动压槽把外径侧（称之为上游侧） 的高压隔离气体泵入密封端面之间，由外径至槽径处 气膜压力逐渐增加，而自槽径至内径处气膜压力逐渐 下降，在摩擦副之间形成很薄的一层气膜（1~3^m) 从而使密封工作在非接触状态下。所形成的气膜完全 阻塞了相对低压的密封介质泄漏通道，实现了密封介 质的零泄漏或零逸出。这种密封运行无磨损，功耗 小；泄漏量小，结构相对简单，无需复杂的封油系 统，安装维护费用低；系统可靠，可实现长周期稳定内，主要有天津鼎名密封有限公司和四川日机密封件 有限公司开发出了部分系列产品。
　　上游泵送密封的工作原理和结构与干气密封类 似。不同之处在于，上游泵送密封的端面流体动压槽 是把由高压侧泄漏至低压侧的被密封液体重新反输 至高压侧，以消除密封介质由高压侧向低压侧的泄 漏[2]。对内装式上游泵送机械密封，动环外径侧 (规定为上游侧或高压侧）进高压密封流体，而内径 侧（规定为下游侧或低压侧）进低压流体。当动环正 确旋转时，在螺旋槽粘性流体动压效应的作用下，动 静环端面之间产生一层流体膜，使动静环端面保持分 离即非接触状态。端面螺旋槽流体动压效应所产生的 粘性剪切流的方向由下游侧指向上游侧，用以平衡由 上游侧指向下游侧的压差流。
　　上游泵送概念是20世纪80年代中期提出来的， 进入90年代后，对上游泵送机械密封的研究逐渐增 多。由于研究开发工作起步较晚，对其性能特征还缺 乏全面的认识。
　　3. 2组合密封技术
　　随着现代工业的飞速发展，对密封的要求越来越 高，单一的一种密封有时难以满足苛刻的工况条件。 将几种密封组合起来，利用其各自优势，使其充分发 挥作用，已成为密封行业目前广泛应用的技术。
　　组合式机械密封的型式很多，但不外乎是非接触 式密封与接触式密封混合组合或接触式密封与接触 式密封组合两大类。在高参数或条件苛刻的情况下， 采用机械密封与浮环密封、螺旋密封或迷宫密封形成 组合密封工作。在组合密封中，机械密封主要起防漏 作用，而其他型式的密封起节流阻滞作用。
　　在中低压工艺气体透平压缩机上，用机械密封与 浮环密封的组合密封替代传统的浮环密封是当今重 要的技术发展[25]。据统计，20世纪70年代以来，从 国外引进的大型石化装置中，机械一浮环组合密封越 来越多，涉及化肥、炼油、乙烯、化工等领域26。 机械一干气组合密封主要用于中、高压条件下，第一 级密封为机械密封，密封介质为液体，第二级密封为 干气密封，密封介质为第一级密封泄漏的微量介质和 外部引入的惰性气体。其特点是机械密封作为主密封 对工艺介质进行密封，干气密封作为辅助密封。
　　3. 3可控机械密封技术
　　机械密封在实现高参数设计制造与运行之后，人 们开始了泄漏率和磨损同时控制的研究。泄漏率和磨 损是表征机械密封性能的两个方面。泄漏率高，密封 端面间液膜厚，工作时端面磨损小，机械密封使用寿 命长；泄漏率低，密封端面间液膜较薄，工作时端面 磨损大，机械密封使用寿命短。因而寻找机械密封最 佳工况点成了机械密封实现性能控制的关键2]。
　　Rechird F C，Wilm A and Pid L K 发明的可控机械 密封装置[28]，利用压电晶体在不同电压下产生不同 的变形控制端面密封比压的大小，从而控制泄漏率， 保证机械密封的使用寿命。美日等国将声发射、超声 波以及微电子和传感等技术用于核反应堆冷凝泵及航 空航天领域液氧泵，开发出机械密封监控系统[29。 国内石油大学将自行研制的机械密封相态监控系统用 在工业装置[30。随着计算机、电子技术以及密封理 论发展，可控机械密封技术将会在各工业领域中得到 广泛应用。
　　4.机械密封的研究动向
　　综上所述，我们可以看出机械密封的产生及其发 展应用有着特定的历史条件。随着石油化工、宇航、 材料科学及制造技术的迅猛发展，机械密封研究开发 主要趋向二个方面，即机械密封的基础理论和试验研 究进一步向纵深发展，以及机械密封应用技术研究特 别是机械密封失效分析研究倍受人们的关注。
　　机械密封的基础理论研究主要有端面摩擦工况及 其机理、端面的机械变形和热变形及其对摩擦工况的 影响、密封组件的动力学特性即“追随性”问题等。 机械密封的应用研究主要包括如何根据不同的使用场 合和工况条件来选择密封的型式和材料或进行特殊结 构设计，如何为保证密封处于良好工作环境而采取冷 却，过滤，冲洗，隔离，阻封等技术措施，以及如何 根据对密封失效原因的分析而提出相应的改进措施。

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