點擊:發布(bu)日期:2022/6/29
防止工作(zuò)介質從泵内洩(xiè)漏出來或者防(fáng)止外界雜質或(huo)空氣侵入到泵(beng)内部的裝置或(huo)措施稱為密封(fēng),被密封的介質(zhì)一般為液體、氣(qi)體或粉塵。
造成(chéng)洩漏的原因主(zhu)要有兩個方面(mian):一是密封面上(shang)有間隙。二是密(mì)封部位兩側存(cún)在壓力差,消除(chú)或減小任何一(yi)個因素都可以(yi)阻止或減小洩(xie)漏,達到密封的(de)目的。泵的設計(ji)壓力和使用壓(yā)力是客觀存在(zai)不能減小,所以(yi)泵的密封該解(jie)決的是消除或(huo)減小密封面之(zhī)間的間隙。這種(zhong)間隙包括密封(fēng)面之間的間隙(xì)和密封裝置本(běn)生内部的間隙(xi)。
泵的密封裝置(zhi)主要分兩類:一(yī)類為靜密封,一(yi)類為動密封。靜(jìng)密封通常有墊(nian)片密封、O型圈密(mì)封、螺紋密封等(deng)型式。動密封則(zé)主要有軟填料(liao)密封、油封密封(fēng)、迷宮密封、螺旋(xuan)密封、動力密封(feng)和機械密封等(deng)。
墊片密封
墊片(pian)是離心泵靜密(mì)封的基本元件(jiàn),使用範圍非常(cháng)廣泛。墊片的選(xuan)型主要根據泵(beng)輸送介質、溫度(du)、壓力和腐蝕性(xing)等因素決定。當(dang)溫度和壓力不(bú)高時一般選用(yong)非金屬密封墊(nian)片;中壓高溫時(shí),選用非金屬與(yu)金屬組合墊片(piàn)。非金屬墊片在(zai)泵上應用最為(wéi)普遍,其材料一(yi)般為紙、橡膠和(he)聚四氟乙烯。當(dāng)溫度不超過120℃,壓(ya)力在1.0Mpa以下時,一(yī)般選用青殼紙(zhǐ)或模造紙墊片(pian)。如果輸送介質(zhì)為油,溫度在-30~110℃時(shi),一般選用耐老(lǎo)化性能較好的(de)丁晴橡膠。當輸(shu)送介質在-50~200℃時,選(xuǎn)用氟橡膠更為(wéi)合适。因為它除(chu)了耐油耐熱外(wai),機械強度大也(ye)是其主要特征(zhēng)。在化工泵中,由(yóu)于所輸送介質(zhi)具有腐蝕性,所(suǒ)以一般選用聚(jù)四氟乙烯做為(wéi)墊片材料。随着(zhe)泵使用的領域(yu)越來越廣泛,所(suo)輸送介質種類(lei)也越來越多,因(yīn)此在選用墊片(pian)材質時應查閱(yuè)相關資料或通(tong)過實驗後再做(zuo)出正确選擇。
墊(niàn)片失效的原因(yīn)主要有下列幾(ji)種情況:
1、作用在(zai)密封墊片上的(de)壓力不足。由于(yú)密封面上總是(shì)存在着微觀的(de)凹凸不平,有時(shí)還在密封面上(shang)加工出若幹環(huan)形溝槽,若保證(zheng)密封,就必須對(duì)密封墊片施加(jiā)足夠大的壓力(lì),使其發生彈性(xìng)或塑性變形以(yǐ)填充這些間隙(xi)。各種墊片材質(zhì)的壓緊力大小(xiao)通常在密封墊(niàn)片生産廠家樣(yàng)本或産品說明(ming)書中給出,也可(ke)通過實驗決定(ding)。由于裝配時達(da)不到墊片所需(xū)的壓緊力或由(you)于在常期運行(háng)中的振動使壓(yā)緊螺栓松動而(ér)使壓緊力降低(di)以及由于墊片(piàn)材質的老化變(biàn)形而喪失原來(lai)的彈性都會使(shǐ)墊片失效而産(chǎn)生洩漏。
2、墊片材(cai)質内部組織或(huo)厚度不均勻,以(yǐ)及使用了帶有(yǒu)裂縫或折皺的(de)紙闆,使墊片本(ben)身形成了間隙(xi),當作用在墊片(pian)上的力使墊片(piàn)所産生的彈性(xìng)變形不足以完(wan)全填充這些間(jian)隙時,洩漏也就(jiù)不可避免了。
3、墊(niàn)片的材質與所(suǒ)輸送的介質不(bu)相适應。由于泵(bèng)所輸送化工産(chan)品化學性質的(de)多樣性,以及為(wéi)提高燃油的燃(ran)燒值或改變其(qí)燃燒後的生成(chéng)物而在燃油中(zhong)增加入了一些(xie)少量的添加劑(ji)後而使燃油的(de)某些性質發生(sheng)變化,所以選擇(ze)和輸送介質相(xiang)适的墊片材質(zhi)并非易事,因而(ér)也經常發生由(yóu)于不相适應而(ér)使墊片發生侵(qīn)蝕而産生洩漏(lòu)的現象。
O型圈密(mi)封
泵中常用的(de)是橡膠O型圈。由(yóu)于其形狀十分(fen)簡單,因而制造(zào)容易,成本低廉(lian),不論O型圈的整(zhěng)體尺寸有多大(da),其截面尺寸都(dōu)很小(隻有幾毫(háo)米)所以重量輕(qing),消耗材料少,使(shi)用方法簡單,安(ān)裝、拆卸方便,更(geng)為突出的優點(diǎn)還在于O形圈具(ju)有良好的密封(fēng)能力,使用範圍(wéi)很寬。靜密封工(gong)作壓力可達100MPa以(yǐ)上,動密封也可(ke)達30Mpa。适用溫度為(wéi)-60~200℃,可滿足多種介(jiè)質的使用要求(qiu)。因此在泵的設(she)計中得到越來(lai)越廣泛的應用(yòng)。
O形密封圈安裝(zhuang)在溝槽和被密(mì)封面之間,有一(yī)定壓縮量,由此(ci)産生的反彈力(lì)給予被密封的(de)光滑面和溝槽(cao)底面以初始的(de)壓縮應力。從而(er)起到密封作用(yong)。當被密封的液(ye)體壓力增大時(shi),O形圈的變形也(ye)随之增大,從而(ér)傳遞給密封面(miàn)的壓力也增大(da),密封的作用也(yě)增大。這就是O形(xing)密封圈具有良(liang)好密封能力的(de)原因。
O形密封圈(quān)雖然密封可靠(kao),但如果不注意(yi)使用條件,也會(huì)發生洩漏,通常(cháng)有以下幾種情(qing)況:
1、裝O形圈的溝(gou)槽尺寸超差,尤(yóu)其是深度尺寸(cun)過大時,使O形圈(quān)安裝後壓縮變(biàn)形量不足而影(ying)響密封能力。一(yī)般O形圈安裝後(hòu)壓縮變形量應(yīng)在18%~22%之間,截面尺(chi)寸大時壓縮相(xiàng)對變形量較小(xiǎo),而截面尺寸較(jiào)小時壓縮相對(dui)變形量則較大(da)。
2、O形密封圈的公(gong)稱尺寸與實際(ji)安裝尺寸相差(chà)太多,形成O形圈(quan)在拉伸後截面(mian)尺寸縮小的狀(zhuàng)況下工作,造成(cheng)壓縮變形量不(bú)足而産生洩漏(lou)。
3、O形密封圈在安(ān)裝時,由于密封(feng)面的進口沒有(you)光滑的倒角或(huò)倒圓而将O形圈(quān)劃傷而産生洩(xie)漏。
4、O形密封圈的(de)材質不适用于(yú)密封介質而被(bèi)侵蝕後失效。5、O形(xing)密封圈使用時(shí)間太久後老化(hua)變質,彈性降低(dī)後而失效,所以(yǐ)在設備大修時(shi)一般都将O形圈(quan)更換。
另外,O形密(mì)封圈的硬度,溝(gou)槽和密封面的(de)粗糙度也影響(xiǎng)O形密封圈的密(mi)封效果。
螺紋密(mi)封
螺紋密封在(zài)泵上一般有兩(liǎng)種形式,一種是(shi)螺紋聯接墊片(piàn)密封,一種是螺(luo)紋加填充濟密(mi)封,二者皆用于(yu)小直徑螺紋連(lian)接的密封場合(he)。螺紋聯接墊片(piàn)密封的密封件(jian)是墊片,而螺紋(wen)隻起提供壓緊(jǐn)力的作用。密封(feng)的效果除了墊(nian)片的本身性能(néng)外。密封面的粗(cu)糙度以及與螺(luo)紋孔的相對幾(jǐ)何位置精度對(dui)密封效果影響(xiǎng)也很大。于由密(mì)封墊片在擰緊(jin)螺紋時不僅承(chéng)受壓緊力,還承(cheng)受扭矩,使墊片(pian)産生變形甚至(zhi)損壞,因此,當墊(niàn)片為非金屬時(shí),一般隻适用于(yú)壓力不高的場(chang)合,如果墊片為(wéi)金屬則适用壓(yā)力可達30Mpa以上。
泵(bèng)上經常使用的(de)絲堵,則是另一(yi)種螺紋密封形(xing)式。由于考慮到(dao)絲堵制造的經(jīng)濟性,一般單靠(kao)螺紋的配合不(bú)能起到密封作(zuo)用,往往用生膠(jiāo)帶,密封膠等填(tián)充物填充螺紋(wén)的密封間隙。其(qi)承壓能力取決(jué)于螺紋的制造(zao)精度和材質,與(yǔ)絲堵和螺紋孔(kǒng)的配合形式沒(mei)有關系。螺紋孔(kǒng)與絲堵無論采(cǎi)用“錐對錐”還是(shi)“柱對錐”,密封效(xiào)果相同,隻是使(shǐ)用地域不同而(er)已。我國目前兩(liang)種形式同等采(cai)用。影響密封效(xiao)果的常見原因(yin)是在加工螺紋(wén)底孔時尺寸偏(piān)大,使螺紋牙形(xíng)變短,牙頂變寬(kuan),造成密封面減(jiǎn)小,當密封壓力(lì)升高後産生洩(xie)漏,甚至将絲堵(dǔ)壓出。由于填充(chong)物被密封介質(zhi)腐蝕而産生洩(xie)漏的現象在化(hua)工行業的用泵(beng)中也時有發生(shēng),因此對填充物(wù)的選擇也是密(mi)封考慮的因素(sù)之一。
填料密封(fēng)
将富有壓縮性(xing)和回彈性的填(tian)料放入填料函(hán)内,依靠壓蓋的(de)軸向壓緊力轉(zhuan)化為徑向密封(feng)力,從而起到密(mì)封作用。這種密(mi)封方法稱為填(tián)料密封,這種填(tián)料稱為密封填(tian)料。由于填料密(mì)封結構形式簡(jian)單,更換方便、價(jia)格低廉、适應轉(zhuǎn)速、壓力、介質寬(kuan)泛而在泵的設(shè)計中得到普遍(bian)采用。輸送常溫(wēn)介質時,填料密(mi)封一般都設有(you)填料環,其或與(yu)泵的高壓腔相(xiàng)通,或外接具有(yǒu)一定壓力的液(ye)體介質,可起到(dào)冷卻、潤滑、密封(feng)或沖洗作用。由(you)于填料密封是(shi)一種接觸密封(feng),因此必然存在(zài)磨擦和磨損問(wen)題。而磨擦和磨(mó)損的大小,主要(yào)決定于填料壓(ya)蓋的壓緊力。壓(yā)力大可提高密(mi)封效果,但卻會(hui)加大動力消耗(hào)和軸套的磨損(sǔn),反之則會産生(shēng)較大洩漏。因此(cǐ)應根據洩漏量(liang)大小和洩漏介(jie)質的溫度對壓(yā)蓋的壓緊力進(jin)行調整,必要時(shi)應對填料進行(háng)更換或補充。填(tián)料密封的合理(lǐ)洩漏一般為12-12ml/min。當(dāng)從外界引入液(yè)體時,應保證這(zhe)種液體有良好(hao)的化學穩定性(xing),既不污染泵所(suo)輸送的介質,又(yòu)不與介質發生(shēng)反應産生沉澱(diàn)物和固體微粒(lì),還應與填料有(you)良好的浸漬性(xìng)和持久的保持(chi)性,這樣就能起(qǐ)到良好和持久(jiǔ)的密封效果。
動(dòng)力密封
副葉輪(lún)加停車密封泵(beng)在運轉時,副葉(yè)輪所産生的壓(yā)頭平衡了主葉(yè)輪出口高壓液(yè)體,從而實現密(mì)封。停車時,副葉(yè)輪不起作用,因(yīn)此必須同時配(pèi)備停車密封裝(zhuang)置解決停車時(shí)可能産生的洩(xie)漏。
副葉輪密封(fēng)結構簡單、密封(fēng)可靠、使用壽命(mìng)長,運轉中可實(shi)現滴水不漏,因(yīn)此在輸送含雜(zá)質介質的泵上(shàng)經常采用。副葉(ye)輪良好的密封(feng)效果是有條件(jiàn)的,即工作壓力(lì)不允許超過允(yun)許的工作壓力(lì)。一旦超過,會産(chan)生嚴重的洩漏(lòu)。工作壓力變化(hua)的主要原因是(shi)泵吸入口的壓(yā)力變化,因此采(cai)用副葉輪密封(fēng)的泵,必須對泵(bèng)的進口壓力做(zuo)出嚴格的規定(ding),否則密封便會(huì)失效。由于停車(che)密封的形式很(hěn)多,失效後也容(rong)易發現,,本文不(bú)再贅述。
螺旋密(mì)封
螺旋密封也(yě)是動力密封的(de)一種形式,它是(shi)在旋轉的軸上(shàng)或者在軸的包(bāo)容套上加工出(chu)螺旋槽,軸和套(tào)之間充有密封(feng)介質。軸的旋轉(zhuan)使螺旋槽産生(shēng)類似于泵的輸(shū)送作用,從而阻(zu)止密封液的洩(xie)漏。其密封能力(lì)的大小與螺旋(xuan)角度、螺距、齒寬(kuān)、齒高、齒的作用(yong)長度以及軸與(yǔ)套之間的間隙(xì)大小有關。由于(yu)密封之間不發(fa)生磨擦,因而壽(shou)命長,但由于結(jié)構空間的限制(zhì),其螺旋長度一(yi)般較短,因而其(qí)密封能力也受(shou)到局限。在泵降(jiang)速使用時,其密(mì)封效果則會大(dà)打折扣。
迷宮密(mì)封
在設計合理(lǐ),加工精良,裝配(pei)完好、轉速較高(gāo)時,迷宮密封效(xiao)果很好。但在實(shi)際應用中,因此(cǐ)而産生的洩漏(lou)卻很多,分析其(qi)原因主要有:
1、密(mì)封副(如軸和軸(zhóu)承壓蓋)配合間(jian)隙太大,而此間(jian)隙與密封效果(guo)成反比。配合面(mian)粗糙,明顯的螺(luó)旋狀車刀痕在(zài)有些情況下也(yě)加大了洩漏趨(qū)勢。
2、軸承室内潤(rùn)滑油注入量太(tai)多,其溢出壓力(lì)超過了密封阻(zǔ)力。
3、油窗或油位(wèi)計安裝位置有(you)誤,誤導了人們(men)對油室内潤滑(huá)油量的正确判(pan)斷。
4、運轉中油溫(wen)的升高使其粘(zhān)度降低,增加了(le)洩漏的可能。
5、回(hui)油槽或回油孔(kǒng)尺寸偏小,或受(shòu)到其它障礙,使(shi)被阻滞的液體(ti)不能順利返回(huí)而造成洩漏。
油(you)封密封
油封是(shi)一種自緊式唇(chún)狀密封,其結構(gòu)簡單,尺寸小,成(cheng)本低廉,維護方(fang)便,阻轉矩較小(xiǎo),既能防止介質(zhi)洩漏,也能防止(zhǐ)外部塵土和其(qí)它有害物質侵(qin)入,而且對磨損(sǔn)有一定的補償(chang)能力,但不耐高(gao)壓,所以一般用(yong)在低壓場合。油(yóu)封應安裝在制(zhì)造精度為h8~h9,表面(miàn)粗糙度為1.6~0.8μm且經(jing)過表面硬化處(chù)理的軸上。密封(feng)介質不應含有(yǒu)固體微粒和雜(za)質,否則會造成(cheng)油封和軸的迅(xùn)速磨損而使密(mi)封失效。
機械密(mì)封
機械密封是(shi)現代泵軸封的(de)主要方法,雖然(ran)利用它實現完(wan)全不洩漏不大(da)容易,但是達到(dào)微小的,令人完(wan)全可以接受的(de)洩漏量卻是完(wán)全可能的。但在(zai)泵的運行中卻(què)經常出現令人(rén)尴尬的局面,那(nà)麼機械密封失(shi)效的原因是什(shí)麼呢?
1、械密封的(de)材質選擇不合(hé)适。機械密封的(de)材質與所輸送(sòng)的介質不相匹(pǐ)配。在工作時,密(mì)封元件很快被(bèi)腐蝕,溶解或磨(mo)損,因而失去密(mi)封能力。所以根(gen)據輸送介質的(de)性質而選擇機(jī)械密封的材質(zhì)是保證其密封(feng)功能和正常壽(shòu)命的先決條件(jian)。
2、機械密封的沖(chong)洗狀況不符合(he)設計要求。在輸(shū)送易結晶或有(yǒu)細小顆粒的介(jie)質時,必須有一(yī)定壓力和一定(ding)流量的沖洗液(yè)進行沖洗,否則(zé)其結晶體或者(zhě)微粒會加速密(mì)封副的磨損,以(yi)及影響密封副(fù)磨損後的自動(dong)補償而發生洩(xiè)漏。所以根據輸(shu)送介質的性質(zhi)不僅要配置相(xiang)應的沖洗管路(lu),更要安裝有監(jian)控和調節功能(neng)的儀表和裝置(zhì),保證沖洗液的(de)壓力和流量滿(man)足設計要求,才(cái)能維持機封的(de)正常工作,這一(yī)點往往被用戶(hu)所忽視。
3、每種機(jī)械密封所能承(cheng)受的壓力是有(yǒu)限度的,由于對(dui)密封腔内的壓(yā)力測算不準,造(zao)成密封腔内的(de)壓力超過了機(jī)械密封所能承(cheng)受的壓力而産(chan)生洩漏,也是常(chang)見的密封失效(xiao)原因之一。
4、機械(xie)密封的工作溫(wen)度不能超過其(qí)規定值。在有冷(leng)卻管路的設計(jì)中,往往由于冷(lěng)卻介質的流量(liang)不足而使冷卻(que)效果降低;在沒(méi)有冷卻管路的(de)設計中,密封腔(qiāng)内經常由于窩(wō)存空氣而造成(chéng)機械密封處于(yu)幹磨擦狀态。這(zhè)兩種情況都會(hui)使機械密封的(de)運動密封副工(gong)作溫度過高而(ér)加快磨損,導緻(zhi)密封失效。
5、在使(shǐ)用單彈簧的機(ji)械密封時,忽略(lue)彈簧的旋轉方(fāng)向與泵轉子轉(zhuǎn)動方向的正确(que)組合也時有發(fa)生。或設計時沒(mei)有說明,或裝配(pèi)時的疏忽,沒有(yǒu)做到因為轉子(zi)的旋轉而使機(ji)械密封的彈簧(huang)力加大而是相(xiang)反,結果造成動(dòng)環和靜環磨擦(cā)副的壓力不足(zu)而形成洩漏。
6、軸(zhou)承的嚴重磨損(sun)或損壞,使泵軸(zhou)産生嚴重的軸(zhóu)向竄動,也是機(jī)械密封洩漏的(de)原因之一。随着(zhe)科學的技術的(de)發展,新的密封(fēng)形式和密封材(cai)料陸續出現,其(qi)必然對泵的密(mì)封技術産生直(zhi)接的影響和推(tuī)動。長壽命、零洩(xiè)漏的泵類産品(pǐn)會在越來越多(duo)的場合得到推(tui)廣和應用。