點擊:發布日期:2022/6/29
防止工作介質從泵内洩漏出來或(huò)者防止外(wài)界雜質或空氣侵入到泵内部的(de)裝置或措施稱為密封,被密封的介質(zhì)一般為液體、氣體(tǐ)或粉塵。
造成洩漏的(de)原因主要有兩個方面:一是密封(fēng)面上有(yǒu)間隙。二是密封部位兩(liǎng)側存(cún)在壓力差,消除或減小任何一個因素都可以阻止或減(jiǎn)小洩漏(lòu),達到密封的目的。泵的設計壓力和使用壓(yā)力是客觀存在不能減小,所以泵的密封該解決(jué)的是消除或減小密封(fēng)面之間的間隙。這種間隙包括密封(fēng)面之(zhī)間的間隙和密封裝置本生内(nèi)部的間隙。
泵的密封裝置主要分兩類:一類為靜密封,一類為動密封。靜(jìng)密封通常有墊片密封、O型圈密封、螺紋密封等型式。動密封(fēng)則主要有軟填料密封、油封密封、迷宮(gōng)密封、螺旋密(mì)封、動力密封和機械密封等。
墊片密封
墊片(piàn)是離心泵靜密封的基本(běn)元件,使用範圍非常廣泛。墊片的選型主要根據泵輸送介質、溫度、壓力(lì)和腐(fǔ)蝕性等因素決定。當溫度(dù)和壓(yā)力不高時一般選用非金屬密封墊片;中壓(yā)高溫時,選用非金屬與金屬組合墊片。非金屬墊(niàn)片在泵上應用最(zuì)為普遍,其材料一般為紙、橡膠和(hé)聚四氟乙(yǐ)烯。當溫度(dù)不(bú)超過120℃,壓力在1.0Mpa以下時,一般選用青殼紙或模造紙墊片。如果輸送介(jiè)質為油,溫度在-30~110℃時,一般選用耐老化性能較(jiào)好的丁(dīng)晴橡膠。當輸送介質在-50~200℃時(shí),選用氟橡膠更為合适。因為(wéi)它除了耐油耐熱外,機械強度(dù)大也是其主要特征。在化工泵(bèng)中,由于所輸送介質具有腐蝕(shí)性,所以一般選用聚四氟乙烯做為墊片材料。随着(zhe)泵使用的領域越來越廣泛,所輸(shū)送介質種類也越來越多,因(yīn)此在選用墊片材質時應查閱相關資料或通過實驗後再做出正(zhèng)确選擇。
墊片失效的原因主要有下(xià)列幾種情(qíng)況:
1、作用(yòng)在密封墊(niàn)片上的壓力不足。由于(yú)密(mì)封面上總(zǒng)是存在(zài)着微觀的凹凸不平(píng),有時還在密封面上加工出若(ruò)幹環形溝槽,若保證密封,就必須對密封墊片施加足夠大的壓力,使其(qí)發(fā)生彈性或塑性變(biàn)形以填充這些間隙。各種墊片材質的(de)壓緊力大小通常在密(mì)封墊片生産廠家樣本或産(chǎn)品說明書中給出,也可通過實驗決定。由于裝配時達不到墊(niàn)片所需的壓緊力或由于在常期運行中的振(zhèn)動使壓緊(jǐn)螺栓松動而使壓緊力降低(dī)以及由于墊(niàn)片材質的老化變(biàn)形而喪失原來的彈性都會使墊片失效(xiào)而産生(shēng)洩漏。
2、墊(niàn)片材(cái)質内部組織或厚度(dù)不均勻,以及使用了帶有裂縫或折皺的紙闆,使墊片本身形成了間隙,當作用在墊片上的(de)力使墊片所産生的彈性(xìng)變形不足以完全填充這些間隙時(shí),洩漏也就不可(kě)避免了。
3、墊片的材質與所輸送的介質不相适應。由于泵(bèng)所輸送化工産品化學性質(zhì)的多樣性,以(yǐ)及為提高燃(rán)油的燃燒值或改(gǎi)變其燃燒(shāo)後的生(shēng)成物而在燃(rán)油中(zhōng)增加(jiā)入了一些少量的添加劑後而(ér)使燃油的某些性質發生變化,所以選擇和(hé)輸送介質相适的墊片(piàn)材質并非易事(shì),因而也經常發(fā)生由于不相适應而使墊片(piàn)發生侵蝕而産生(shēng)洩漏的現象。
O型圈密封
泵中常用的是橡(xiàng)膠O型圈。由于其形狀(zhuàng)十分簡單,因而制造容易,成本低廉,不論O型圈(quān)的整體尺(chǐ)寸有多大,其(qí)截面尺寸都(dōu)很小(隻有幾毫米)所以重(zhòng)量輕,消耗材料少,使用方法簡單,安(ān)裝、拆卸方便,更為突出的優點還在于O形(xíng)圈具(jù)有良好的密封能力,使用範圍很寬。靜密封工作壓力可達100MPa以上,動密封(fēng)也可達30Mpa。适用溫度為-60~200℃,可滿足多種介質的使用(yòng)要求。因此在泵的設計中得到(dào)越來越廣泛的應用。
O形密(mì)封圈安裝在溝槽和被密(mì)封面之間,有一(yī)定壓縮量(liàng),由此産生的反彈力給予(yǔ)被密封的光滑面和溝槽底面(miàn)以初始的壓縮應力。從而起到密封(fēng)作用。當被密封的液體壓力增大時,O形圈的變(biàn)形也随之增大,從而傳遞給密(mì)封面的壓力也增大,密封的作用也增大。這就是O形密封圈具有良好密封能力的原因。
O形密封圈雖然密封可靠,但如果不注意使用條件,也會發生洩漏,通常有以下幾種情況:
1、裝O形圈的溝槽尺寸超差,尤其是深度尺寸過大時,使O形圈安裝後壓縮變(biàn)形量不足而影響(xiǎng)密封能(néng)力。一般O形圈安裝後壓縮變形量應在18%~22%之(zhī)間,截面尺寸大時壓縮相對變形量較小(xiǎo),而截面尺寸較小時壓縮相對變形量則較大。
2、O形密封圈的公(gōng)稱尺寸與(yǔ)實際安裝尺寸相(xiàng)差太(tài)多,形成O形圈在拉伸後截面尺寸縮小(xiǎo)的狀況下工作,造成壓縮變形量不足而産生洩漏。
3、O形密封圈在(zài)安裝時,由于(yú)密封(fēng)面的進口沒有光滑的倒角或倒圓(yuán)而将O形圈劃傷而産生洩漏。
4、O形密封(fēng)圈的材質不适用(yòng)于(yú)密封介質而被侵蝕後失效。5、O形密封(fēng)圈使用時間太(tài)久後老化變質,彈(dàn)性降低後而失效(xiào),所以(yǐ)在設備大修時一般(bān)都将O形圈(quān)更換。
另外,O形密(mì)封圈的硬度,溝槽和(hé)密封(fēng)面的粗糙度也影響O形密封圈(quān)的密封效果。
螺紋密封
螺紋密封在(zài)泵上一般(bān)有兩種形式,一種是螺紋聯接墊片密封,一種(zhǒng)是螺紋加填充濟密封,二者皆(jiē)用于小直徑螺紋連(lián)接的密封場合。螺紋聯接墊片密封的密封件是墊片,而螺紋隻起提供壓緊力的作用。密封的效果除了墊片的本身性能外。密封面的粗糙度(dù)以及與螺紋孔的相對幾何位置精(jīng)度對密封效果(guǒ)影響也很大。于由密封墊片在擰緊螺紋時不僅承受壓緊力,還承受扭矩,使墊片産生變形甚至損壞,因此,當墊片為非金(jīn)屬時,一般隻适用于壓力不高(gāo)的場合,如(rú)果墊(niàn)片為金屬則(zé)适用壓力可達30Mpa以(yǐ)上。
泵上(shàng)經常使用的絲(sī)堵,則是另一種螺紋密(mì)封形式。由于考慮到絲堵制造的經濟性,一般單靠螺紋的配(pèi)合不能起到密封作用,往往用生膠帶,密封膠等填充物填充螺紋的(de)密封間隙。其承壓能力取決于螺紋的制造精度和材質,與絲堵和螺紋孔的配合形式沒有關(guān)系。螺紋孔與絲堵無論采用“錐(zhuī)對錐”還是(shì)“柱對(duì)錐”,密(mì)封效果相同,隻是(shì)使用地域不(bú)同而已。我國目前兩種形式同等采用(yòng)。影響密封效(xiào)果的常見(jiàn)原因是在加工(gōng)螺紋底孔時尺寸偏大,使螺(luó)紋牙形變短,牙頂變寬,造成密封面減(jiǎn)小,當(dāng)密封(fēng)壓力升高後産生洩漏,甚至将(jiāng)絲堵壓出。由于填充物被密封介(jiè)質(zhì)腐蝕而産生洩漏的現象在化工行業的用泵中也時有發生,因此對填充物的選擇也是密封(fēng)考慮的因素(sù)之一。
填料密封
将富有壓縮性和回彈性的填料放入填料函内,依靠壓(yā)蓋的軸向壓緊力轉化為徑向密封(fēng)力,從而起到密封作用。這(zhè)種密封方(fāng)法稱為填料密封,這種填料稱為密封填料。由于填料密封結構形式簡(jiǎn)單,更換方便、價格低廉、适應轉速、壓力、介質寬泛而在泵的設計中得(dé)到(dào)普遍采用。輸送常溫介質時,填料密封一(yī)般都設有填料環,其或與泵的高壓腔相(xiàng)通,或外(wài)接具有一定(dìng)壓力的液體(tǐ)介質,可(kě)起到冷卻、潤滑(huá)、密封(fēng)或沖洗作用。由于填料密封是一種(zhǒng)接觸(chù)密封,因此(cǐ)必(bì)然存在磨(mó)擦和磨損問題。而磨擦和磨損的大小,主要決定于填料壓蓋的壓緊力。壓力大可提高密封(fēng)效果,但卻會加大動力(lì)消耗和軸套(tào)的(de)磨損,反之則會産生較大洩漏。因此應(yīng)根據洩漏量大小和洩漏介質的溫度對壓蓋的壓緊(jǐn)力進行調整,必要時應對填料(liào)進行更換或補(bǔ)充。填料密封的合理洩漏(lòu)一般為10-20ml/min。當從外界引入液體時,應保(bǎo)證這種液體有(yǒu)良好的(de)化學穩定性(xìng),既不污染泵所輸送的介質,又不與介質(zhì)發生反應産生沉澱物(wù)和固體(tǐ)微粒,還應與填料有良好的浸漬性和持久的保持性,這(zhè)樣就能起到良好和持久的密封效果。
動力密封
副(fù)葉輪加停車密(mì)封泵在運轉時,副葉輪所産生的壓頭(tóu)平衡了主葉(yè)輪出(chū)口高壓液體,從而實現密封。停車時(shí),副葉輪不起作用,因此必須同時配(pèi)備停(tíng)車密封裝置解決停車時可能産生的洩漏(lòu)。
副葉輪密封結構簡單、密封(fēng)可靠、使用壽命長(zhǎng),運轉中可實(shí)現滴水不(bú)漏,因此在輸送含雜質介質的泵上經常采用。副葉輪(lún)良好的密封效果是有條(tiáo)件的,即工作壓力(lì)不允許超過允許的工作壓力。一旦超過(guò),會産生嚴重的(de)洩漏。工作壓力變化的主要原因(yīn)是(shì)泵吸入口的壓力變化,因此采用副葉輪密封的泵(bèng),必須對泵的進口壓力做出嚴格的(de)規定,否則密封便會失效。由于停車(chē)密封的形(xíng)式很多,失效(xiào)後也容易發(fā)現,,本文不再贅述。
螺旋密封
螺旋密封也是動力密封的一種形式,它是在旋轉的軸上或(huò)者在軸的包容套上加(jiā)工出螺旋槽(cáo),軸和套之間充有密封介質。軸的旋(xuán)轉使螺旋槽産生(shēng)類似(sì)于泵的輸送(sòng)作用,從(cóng)而(ér)阻止密(mì)封液的洩(xiè)漏(lòu)。其密封能力的大小與螺旋角度、螺距、齒寬、齒高、齒的作用長度以及軸與套之間的間隙大小有關。由于密封(fēng)之間(jiān)不發生磨擦,因而壽命長,但由于結構空間的限制,其螺旋長度一般較短,因而其密封能力也受到局限。在泵降速使用時(shí),其密封效果則(zé)會(huì)大打折扣。
迷宮密封
在(zài)設計合理,加工精良,裝配完好、轉速較高時,迷宮(gōng)密封效果很好。但(dàn)在實際應用中,因此而(ér)産生的洩漏(lòu)卻很多,分析其原因主要有:
1、密封副(如軸和軸承壓蓋(gài))配(pèi)合間隙(xì)太大,而此間隙與密封效果成反(fǎn)比。配(pèi)合面(miàn)粗糙,明顯的螺旋狀車刀痕在有些情況下也加大了洩(xiè)漏趨勢。
2、軸承室内潤滑油注入量太多,其溢出壓力超過了密封阻力。
3、油窗或油位計安(ān)裝位置有誤(wù),誤導了人們對油室内潤滑油量的正确判(pàn)斷。
4、運轉中油溫的升高使其粘度(dù)降低,增加了洩(xiè)漏(lòu)的可(kě)能。
5、回油槽或回油孔尺寸偏小,或(huò)受到其它障礙(ài),使被阻(zǔ)滞的液體(tǐ)不能順利返回而(ér)造成洩漏。
油封密封
油封是一種自緊式唇狀密封,其結(jié)構簡單(dān),尺寸(cùn)小(xiǎo),成本低廉,維護方(fāng)便,阻轉矩(jǔ)較小,既能防止介質洩漏(lòu),也能(néng)防止外部塵土和其它有害物質侵入,而且對磨(mó)損(sǔn)有(yǒu)一定的(de)補償(cháng)能力,但不耐高壓,所以一(yī)般用在(zài)低(dī)壓場合。油封應安裝在制造精度為h8~h9,表面粗糙度為(wéi)1.6~0.8μm且經過表面硬化處理的軸上(shàng)。密封介質(zhì)不應含有固(gù)體(tǐ)微粒(lì)和雜質,否則會造成油封和軸(zhóu)的迅速磨損而使密封失效。
機械密封
機械密封是現代泵軸封的主要方法,雖然利用它實現完(wán)全不洩漏不大容易,但是達到微(wēi)小的,令人完全可以接受的洩漏量卻是完全可(kě)能的(de)。但(dàn)在泵的運行中卻經常出現(xiàn)令人尴(gān)尬的局面,那麼機械密封失效的(de)原因是什麼呢?
1、械密(mì)封的材質選擇(zé)不合适。機械密封的材質與所輸送的介質不相匹配。在工作時,密(mì)封元件很快被腐蝕,溶解或磨損,因(yīn)而失去密封能力。所以根據輸送介(jiè)質的性質而選擇機械密封的材質是保證其密封功能和正常壽命的先決條件。
2、機械密封(fēng)的沖洗狀況不符合(hé)設計要求。在(zài)輸(shū)送易(yì)結晶或有細小顆粒的介質時,必須有一定壓力和一定流量的沖洗液進行沖洗,否則其結晶體或者微粒會加速密封副的磨損,以及(jí)影響(xiǎng)密封副磨損後的(de)自動補償而(ér)發生洩漏。所以(yǐ)根據輸送介質的性質不僅要配置相應的沖洗管路,更要安裝(zhuāng)有監控(kòng)和調節功能的儀表和(hé)裝置,保證沖洗液的壓力和流量(liàng)滿足設計要(yào)求,才能維持機封的正常工作,這一點往往被用戶所忽視。
3、每種機械密封所能(néng)承受的壓力是有限度的,由于對(duì)密封腔内的壓力測算不準,造成(chéng)密封腔内的壓力超過了機械密封所能承受的壓力而(ér)産生(shēng)洩漏,也是常見的密封(fēng)失效原因之一。
4、機械密(mì)封的工作溫度不能超過其規定值。在有冷卻管路的設計中,往往由(yóu)于冷卻介(jiè)質的(de)流量不足而使冷卻效果降低;在沒有冷卻管路的設計中,密封腔内經常由(yóu)于窩存空氣而造成(chéng)機械密封處于幹磨擦狀态。這兩種情況都(dōu)會使機械密封的運動密封副工(gōng)作溫度過高而加快磨損,導緻密封失效。
5、在使用單彈簧的機械(xiè)密封時(shí),忽略彈簧的旋(xuán)轉方向與泵轉子轉動方向的正确組合也時有發生。或設計時沒有說明,或裝配時的疏忽,沒有做到因為轉子的旋轉而使機械密封的(de)彈簧力加大而是相反,結果造(zào)成動環(huán)和靜環磨擦副的(de)壓力(lì)不足而形成洩漏(lòu)。
6、軸承的嚴重磨損或損壞,使(shǐ)泵軸産生嚴重的軸(zhóu)向竄動,也是機械密封洩漏的原因(yīn)之一。随着科學的技(jì)術的發(fā)展,新的(de)密封形(xíng)式和密封(fēng)材料陸續出現,其必然對泵(bèng)的密封技術産生直接的影響和推動。長(zhǎng)壽命、零洩漏的泵類産品會在越來越(yuè)多的場合得到推廣和應用。
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