點擊:發(fā)布日期:2022/6/29
防止工作(zuò)介質從泵内洩漏(lou)出來或者防止外(wai)界雜質或空氣侵(qin)入到泵内部的裝(zhuāng)置或措施稱為密(mi)封,被密封的介質(zhì)一般為液體、氣體(ti)或粉塵。
造成洩漏(lou)的原因主要有兩(liǎng)個方面:一是密封(fēng)面上有間隙。二是(shi)密封部位兩側存(cún)在壓力差,消除或(huo)減小任何一個因(yin)素都可以阻止或(huò)減小洩漏,達到密(mi)封的目的。泵的設(shè)計壓力和使用壓(yā)力是客觀存在不(bú)能減小,所以泵的(de)密封該解決的是(shì)消除或減小密封(fēng)面之間的間隙。這(zhe)種間隙包括密封(feng)面之間的間隙和(he)密封裝置本生内(nei)部的間隙。
泵的密(mì)封裝置主要分兩(liang)類:一類為靜密封(feng),一類為動密封。靜(jing)密封通常有墊片(piàn)密封、O型圈密封、螺(luó)紋密封等型式。動(dong)密封則主要有軟(ruǎn)填料密封、油封密(mì)封、迷宮密封、螺旋(xuan)密封、動力密封和(hé)機械密封等。
墊片(piàn)密封
墊片是離心(xin)泵靜密封的基本(běn)元件,使用範圍非(fēi)常廣泛。墊片的選(xuan)型主要根據泵輸(shu)送介質、溫度、壓力(lì)和腐蝕性等因素(su)決定。當溫度和壓(ya)力不高時一般選(xuǎn)用非金屬密封墊(nian)片;中壓高溫時,選(xuǎn)用非金屬與金屬(shǔ)組合墊片。非金屬(shu)墊片在泵上應用(yong)最為普遍,其材料(liao)一般為紙、橡膠和(he)聚四氟乙烯。當溫(wēn)度不超過120℃,壓力在(zài)1.0Mpa以下時,一般選用(yòng)青殼紙或模造紙(zhi)墊片。如果輸送介(jiè)質為油,溫度在-30~110℃時(shi),一般選用耐老化(hua)性能較好的丁晴(qing)橡膠。當輸送介質(zhi)在-50~200℃時,選用氟橡膠(jiāo)更為合适。因為它(ta)除了耐油耐熱外(wai),機械強度大也是(shi)其主要特征。在化(huà)工泵中,由于所輸(shū)送介質具有腐蝕(shí)性,所以一般選用(yong)聚四氟乙烯做為(wei)墊片材料。随着泵(beng)使用的領域越來(lái)越廣泛,所輸送介(jie)質種類也越來越(yuè)多,因此在選用墊(nian)片材質時應查閱(yue)相關資料或通過(guo)實驗後再做出正(zheng)确選擇。
墊片失效(xiào)的原因主要有下(xia)列幾種情況:
1、作用(yòng)在密封墊片上的(de)壓力不足。由于密(mi)封面上總是存在(zài)着微觀的凹凸不(bu)平,有時還在密封(feng)面上加工出若幹(gan)環形溝槽,若保證(zheng)密封,就必須對密(mi)封墊片施加足夠(gòu)大的壓力,使其發(fā)生彈性或塑性變(biàn)形以填充這些間(jian)隙。各種墊片材質(zhì)的壓緊力大小通(tong)常在密封墊片生(sheng)産廠家樣本或産(chan)品說明書中給出(chu),也可通過實驗決(jué)定。由于裝配時達(da)不到墊片所需的(de)壓緊力或由于在(zai)常期運行中的振(zhèn)動使壓緊螺栓松(song)動而使壓緊力降(jiàng)低以及由于墊片(piàn)材質的老化變形(xíng)而喪失原來的彈(dàn)性都會使墊片失(shi)效而産生洩漏。
2、墊(nian)片材質内部組織(zhi)或厚度不均勻,以(yi)及使用了帶有裂(lie)縫或折皺的紙闆(pan),使墊片本身形成(chéng)了間隙,當作用在(zài)墊片上的力使墊(niàn)片所産生的彈性(xìng)變形不足以完全(quán)填充這些間隙時(shi),洩漏也就不可避(bi)免了。
3、墊片的材質(zhì)與所輸送的介質(zhì)不相适應。由于泵(bèng)所輸送化工産品(pin)化學性質的多樣(yàng)性,以及為提高燃(ran)油的燃燒值或改(gǎi)變其燃燒後的生(sheng)成物而在燃油中(zhong)增加入了一些少(shao)量的添加劑後而(er)使燃油的某些性(xìng)質發生變化,所以(yi)選擇和輸送介質(zhi)相适的墊片材質(zhì)并非易事,因而也(ye)經常發生由于不(bu)相适應而使墊片(piàn)發生侵蝕而産生(shēng)洩漏的現象。
O型圈(quān)密封
泵中常用的(de)是橡膠O型圈。由于(yu)其形狀十分簡單(dan),因而制造容易,成(cheng)本低廉,不論O型圈(quan)的整體尺寸有多(duō)大,其截面尺寸都(dōu)很小(隻有幾毫米(mǐ))所以重量輕,消耗(hào)材料少,使用方法(fa)簡單,安裝、拆卸方(fāng)便,更為突出的優(yōu)點還在于O形圈具(ju)有良好的密封能(neng)力,使用範圍很寬(kuān)。靜密封工作壓力(lì)可達100MPa以上,動密封(feng)也可達30Mpa。适用溫度(du)為-60~200℃,可滿足多種介(jie)質的使用要求。因(yin)此在泵的設計中(zhōng)得到越來越廣泛(fàn)的應用。
O形密封圈(quān)安裝在溝槽和被(bei)密封面之間,有一(yī)定壓縮量,由此産(chan)生的反彈力給予(yu)被密封的光滑面(mian)和溝槽底面以初(chū)始的壓縮應力。從(cóng)而起到密封作用(yong)。當被密封的液體(ti)壓力增大時,O形圈(quan)的變形也随之增(zēng)大,從而傳遞給密(mi)封面的壓力也增(zeng)大,密封的作用也(ye)增大。這就是O形密(mi)封圈具有良好密(mi)封能力的原因。
O形(xing)密封圈雖然密封(fēng)可靠,但如果不注(zhu)意使用條件,也會(huì)發生洩漏,通常有(yǒu)以下幾種情況:
1、裝(zhuang)O形圈的溝槽尺寸(cùn)超差,尤其是深度(du)尺寸過大時,使O形(xíng)圈安裝後壓縮變(biàn)形量不足而影響(xiang)密封能力。一般O形(xing)圈安裝後壓縮變(bian)形量應在18%~22%之間,截(jie)面尺寸大時壓縮(suo)相對變形量較小(xiǎo),而截面尺寸較小(xiao)時壓縮相對變形(xing)量則較大。
2、O形密封(fēng)圈的公稱尺寸與(yǔ)實際安裝尺寸相(xiang)差太多,形成O形圈(quān)在拉伸後截面尺(chǐ)寸縮小的狀況下(xia)工作,造成壓縮變(bian)形量不足而産生(shēng)洩漏。
3、O形密封圈在(zài)安裝時,由于密封(feng)面的進口沒有光(guāng)滑的倒角或倒圓(yuán)而将O形圈劃傷而(er)産生洩漏。
4、O形密封(feng)圈的材質不适用(yong)于密封介質而被(bei)侵蝕後失效。5、O形密(mì)封圈使用時間太(tài)久後老化變質,彈(dàn)性降低後而失效(xiào),所以在設備大修(xiu)時一般都将O形圈(quan)更換。
另外,O形密封(fēng)圈的硬度,溝槽和(he)密封面的粗糙度(du)也影響O形密封圈(quan)的密封效果。
螺紋(wen)密封
螺紋密封在(zai)泵上一般有兩種(zhong)形式,一種是螺紋(wen)聯接墊片密封,一(yi)種是螺紋加填充(chōng)濟密封,二者皆用(yòng)于小直徑螺紋連(lián)接的密封場合。螺(luó)紋聯接墊片密封(feng)的密封件是墊片(pian),而螺紋隻起提供(gong)壓緊力的作用。密(mi)封的效果除了墊(nian)片的本身性能外(wài)。密封面的粗糙度(du)以及與螺紋孔的(de)相對幾何位置精(jīng)度對密封效果影(ying)響也很大。于由密(mi)封墊片在擰緊螺(luó)紋時不僅承受壓(yā)緊力,還承受扭矩(ju),使墊片産生變形(xíng)甚至損壞,因此,當(dāng)墊片為非金屬時(shi),一般隻适用于壓(yā)力不高的場合,如(rú)果墊片為金屬則(zé)适用壓力可達30Mpa以(yi)上。
泵上經常使用(yong)的絲堵,則是另一(yi)種螺紋密封形式(shì)。由于考慮到絲堵(du)制造的經濟性,一(yī)般單靠螺紋的配(pèi)合不能起到密封(feng)作用,往往用生膠(jiao)帶,密封膠等填充(chōng)物填充螺紋的密(mì)封間隙。其承壓能(néng)力取決于螺紋的(de)制造精度和材質(zhì),與絲堵和螺紋孔(kong)的配合形式沒有(you)關系。螺紋孔與絲(sī)堵無論采用“錐對(dui)錐”還是“柱對錐”,密(mì)封效果相同,隻是(shì)使用地域不同而(er)已。我國目前兩種(zhǒng)形式同等采用。影(yǐng)響密封效果的常(chang)見原因是在加工(gong)螺紋底孔時尺寸(cùn)偏大,使螺紋牙形(xing)變短,牙頂變寬,造(zào)成密封面減小,當(dang)密封壓力升高後(hou)産生洩漏,甚至将(jiang)絲堵壓出。由于填(tian)充物被密封介質(zhì)腐蝕而産生洩漏(lòu)的現象在化工行(háng)業的用泵中也時(shi)有發生,因此對填(tián)充物的選擇也是(shi)密封考慮的因素(su)之一。
填料密封
将(jiāng)富有壓縮性和回(hui)彈性的填料放入(rù)填料函内,依靠壓(yā)蓋的軸向壓緊力(li)轉化為徑向密封(feng)力,從而起到密封(fēng)作用。這種密封方(fang)法稱為填料密封(feng),這種填料稱為密(mì)封填料。由于填料(liao)密封結構形式簡(jiǎn)單,更換方便、價格(ge)低廉、适應轉速、壓(ya)力、介質寬泛而在(zài)泵的設計中得到(dào)普遍采用。輸送常(cháng)溫介質時,填料密(mi)封一般都設有填(tián)料環,其或與泵的(de)高壓腔相通,或外(wai)接具有一定壓力(li)的液體介質,可起(qi)到冷卻、潤滑、密封(fēng)或沖洗作用。由于(yú)填料密封是一種(zhong)接觸密封,因此必(bì)然存在磨擦和磨(mo)損問題。而磨擦和(hé)磨損的大小,主要(yào)決定于填料壓蓋(gai)的壓緊力。壓力大(da)可提高密封效果(guǒ),但卻會加大動力(lì)消耗和軸套的磨(mo)損,反之則會産生(shēng)較大洩漏。因此應(yīng)根據洩漏量大小(xiǎo)和洩漏介質的溫(wen)度對壓蓋的壓緊(jin)力進行調整,必要(yào)時應對填料進行(hang)更換或補充。填料(liào)密封的合理洩漏(lòu)一般為12-16ml/min。當從外界(jie)引入液體時,應保(bǎo)證這種液體有良(liang)好的化學穩定性(xìng),既不污染泵所輸(shu)送的介質,又不與(yu)介質發生反應産(chan)生沉澱物和固體(ti)微粒,還應與填料(liao)有良好的浸漬性(xìng)和持久的保持性(xìng),這樣就能起到良(liáng)好和持久的密封(fēng)效果。
動力密封
副(fù)葉輪加停車密封(feng)泵在運轉時,副葉(yè)輪所産生的壓頭(tou)平衡了主葉輪出(chū)口高壓液體,從而(ér)實現密封。停車時(shi),副葉輪不起作用(yòng),因此必須同時配(pèi)備停車密封裝置(zhi)解決停車時可能(neng)産生的洩漏。
副葉(ye)輪密封結構簡單(dan)、密封可靠、使用壽(shou)命長,運轉中可實(shi)現滴水不漏,因此(cǐ)在輸送含雜質介(jie)質的泵上經常采(cai)用。副葉輪良好的(de)密封效果是有條(tiáo)件的,即工作壓力(li)不允許超過允許(xǔ)的工作壓力。一旦(dàn)超過,會産生嚴重(zhong)的洩漏。工作壓力(lì)變化的主要原因(yīn)是泵吸入口的壓(yā)力變化,因此采用(yòng)副葉輪密封的泵(bèng),必須對泵的進口(kǒu)壓力做出嚴格的(de)規定,否則密封便(bian)會失效。由于停車(che)密封的形式很多(duō),失效後也容易發(fā)現,,本文不再贅述(shu)。
螺旋密封
螺旋密(mì)封也是動力密封(fēng)的一種形式,它是(shi)在旋轉的軸上或(huò)者在軸的包容套(tào)上加工出螺旋槽(cao),軸和套之間充有(you)密封介質。軸的旋(xuán)轉使螺旋槽産生(shēng)類似于泵的輸送(song)作用,從而阻止密(mi)封液的洩漏。其密(mì)封能力的大小與(yǔ)螺旋角度、螺距、齒(chǐ)寬、齒高、齒的作用(yòng)長度以及軸與套(tào)之間的間隙大小(xiǎo)有關。由于密封之(zhī)間不發生磨擦,因(yīn)而壽命長,但由于(yú)結構空間的限制(zhì),其螺旋長度一般(ban)較短,因而其密封(fēng)能力也受到局限(xiàn)。在泵降速使用時(shí),其密封效果則會(hui)大打折扣。
迷宮密(mi)封
在設計合理,加(jiā)工精良,裝配完好(hao)、轉速較高時,迷宮(gōng)密封效果很好。但(dàn)在實際應用中,因(yin)此而産生的洩漏(lòu)卻很多,分析其原(yuán)因主要有:
1、密封副(fu)(如軸和軸承壓蓋(gài))配合間隙太大,而(er)此間隙與密封效(xiào)果成反比。配合面(miàn)粗糙,明顯的螺旋(xuán)狀車刀痕在有些(xie)情況下也加大了(le)洩漏趨勢。
2、軸承室(shi)内潤滑油注入量(liàng)太多,其溢出壓力(li)超過了密封阻力(li)。
3、油窗或油位計安(an)裝位置有誤,誤導(dǎo)了人們對油室内(nei)潤滑油量的正确(que)判斷。
4、運轉中油溫(wēn)的升高使其粘度(du)降低,增加了洩漏(lou)的可能。
5、回油槽或(huò)回油孔尺寸偏小(xiǎo),或受到其它障礙(ài),使被阻滞的液體(tǐ)不能順利返回而(er)造成洩漏。
油封密(mi)封
油封是一種自(zi)緊式唇狀密封,其(qi)結構簡單,尺寸小(xiao),成本低廉,維護方(fāng)便,阻轉矩較小,既(ji)能防止介質洩漏(lou),也能防止外部塵(chén)土和其它有害物(wù)質侵入,而且對磨(mó)損有一定的補償(cháng)能力,但不耐高壓(ya),所以一般用在低(dī)壓場合。油封應安(ān)裝在制造精度為(wei)h8~h9,表面粗糙度為1.6~0.8μm且(qiě)經過表面硬化處(chu)理的軸上。密封介(jie)質不應含有固體(ti)微粒和雜質,否則(ze)會造成油封和軸(zhóu)的迅速磨損而使(shǐ)密封失效。
機械密(mi)封
機械密封是現(xian)代泵軸封的主要(yào)方法,雖然利用它(ta)實現完全不洩漏(lou)不大容易,但是達(da)到微小的,令人完(wán)全可以接受的洩(xie)漏量卻是完全可(kě)能的。但在泵的運(yun)行中卻經常出現(xian)令人尴尬的局面(mian),那麼機械密封失(shī)效的原因是什麼(me)呢?
1、械密封的材質(zhì)選擇不合适。機械(xiè)密封的材質與所(suǒ)輸送的介質不相(xiang)匹配。在工作時,密(mi)封元件很快被腐(fǔ)蝕,溶解或磨損,因(yin)而失去密封能力(li)。所以根據輸送介(jiè)質的性質而選擇(ze)機械密封的材質(zhi)是保證其密封功(gōng)能和正常壽命的(de)先決條件。
2、機械密(mì)封的沖洗狀況不(bu)符合設計要求。在(zài)輸送易結晶或有(you)細小顆粒的介質(zhi)時,必須有一定壓(ya)力和一定流量的(de)沖洗液進行沖洗(xi),否則其結晶體或(huo)者微粒會加速密(mi)封副的磨損,以及(jí)影響密封副磨損(sǔn)後的自動補償而(er)發生洩漏。所以根(gen)據輸送介質的性(xing)質不僅要配置相(xiang)應的沖洗管路,更(gèng)要安裝有監控和(hé)調節功能的儀表(biao)和裝置,保證沖洗(xi)液的壓力和流量(liang)滿足設計要求,才(cai)能維持機封的正(zheng)常工作,這一點往(wǎng)往被用戶所忽視(shì)。
3、每種機械密封所(suo)能承受的壓力是(shi)有限度的,由于對(duì)密封腔内的壓力(lì)測算不準,造成密(mi)封腔内的壓力超(chao)過了機械密封所(suǒ)能承受的壓力而(ér)産生洩漏,也是常(chang)見的密封失效原(yuan)因之一。
4、機械密封(feng)的工作溫度不能(néng)超過其規定值。在(zài)有冷卻管路的設(she)計中,往往由于冷(leng)卻介質的流量不(bú)足而使冷卻效果(guǒ)降低;在沒有冷卻(que)管路的設計中,密(mì)封腔内經常由于(yú)窩存空氣而造成(chéng)機械密封處于幹(gàn)磨擦狀态。這兩種(zhong)情況都會使機械(xie)密封的運動密封(feng)副工作溫度過高(gao)而加快磨損,導緻(zhì)密封失效。
5、在使用(yòng)單彈簧的機械密(mì)封時,忽略彈簧的(de)旋轉方向與泵轉(zhuǎn)子轉動方向的正(zheng)确組合也時有發(fa)生。或設計時沒有(yǒu)說明,或裝配時的(de)疏忽,沒有做到因(yīn)為轉子的旋轉而(er)使機械密封的彈(dan)簧力加大而是相(xiàng)反,結果造成動環(huán)和靜環磨擦副的(de)壓力不足而形成(cheng)洩漏。
6、軸承的嚴重(zhòng)磨損或損壞,使泵(bèng)軸産生嚴重的軸(zhóu)向竄動,也是機械(xie)密封洩漏的原因(yīn)之一。随着科學的(de)技術的發展,新的(de)密封形式和密封(fēng)材料陸續出現,其(qi)必然對泵的密封(feng)技術産生直接的(de)影響和推動。長壽(shou)命、零洩漏的泵類(lèi)産品會在越來越(yuè)多的場合得到推(tui)廣和應用。