點擊:發布(bu)日期:2022/6/29
防止工(gōng)作介質從泵(bèng)内洩漏出來(lai)或者防止外(wài)界雜質或空(kong)氣侵入到泵(bèng)内部的裝置(zhì)或措施稱為(wei)密封,被密封(feng)的介質一般(ban)為液體、氣體(ti)或粉塵。
造成(cheng)洩漏的原因(yin)主要有兩個(gè)方面:一是密(mi)封面上有間(jiān)隙。二是密封(feng)部位兩側存(cun)在壓力差,消(xiāo)除或減小任(ren)何一個因素(su)都可以阻止(zhi)或減小洩漏(lòu),達到密封的(de)目的。泵的設(she)計壓力和使(shi)用壓力是客(kè)觀存在不能(neng)減小,所以泵(bèng)的密封該解(jie)決的是消除(chu)或減小密封(fēng)面之間的間(jiān)隙。這種間隙(xi)包括密封面(mian)之間的間隙(xi)和密封裝置(zhì)本生内部的(de)間隙。
泵的密(mì)封裝置主要(yào)分兩類:一類(lèi)為靜密封,一(yī)類為動密封(fēng)。靜密封通常(chang)有墊片密封(fēng)、O型圈密封、螺(luó)紋密封等型(xing)式。動密封則(ze)主要有軟填(tian)料密封、油封(fēng)密封、迷宮密(mì)封、螺旋密封(feng)、動力密封和(he)機械密封等(děng)。
墊片密封
墊(nian)片是離心泵(bèng)靜密封的基(ji)本元件,使用(yòng)範圍非常廣(guǎng)泛。墊片的選(xuan)型主要根據(ju)泵輸送介質(zhi)、溫度、壓力和(hé)腐蝕性等因(yin)素決定。當溫(wēn)度和壓力不(bú)高時一般選(xuǎn)用非金屬密(mi)封墊片;中壓(ya)高溫時,選用(yong)非金屬與金(jin)屬組合墊片(piàn)。非金屬墊片(pian)在泵上應用(yong)最為普遍,其(qi)材料一般為(wéi)紙、橡膠和聚(ju)四氟乙烯。當(dang)溫度不超過(guo)120℃,壓力在1.0Mpa以下(xia)時,一般選用(yong)青殼紙或模(mo)造紙墊片。如(rú)果輸送介質(zhì)為油,溫度在(zài)-30~110℃時,一般選用(yong)耐老化性能(néng)較好的丁晴(qing)橡膠。當輸送(song)介質在-50~200℃時,選(xuǎn)用氟橡膠更(gèng)為合适。因為(wéi)它除了耐油(you)耐熱外,機械(xie)強度大也是(shì)其主要特征(zhēng)。在化工泵中(zhong),由于所輸送(song)介質具有腐(fǔ)蝕性,所以一(yī)般選用聚四(sì)氟乙烯做為(wei)墊片材料。随(sui)着泵使用的(de)領域越來越(yuè)廣泛,所輸送(song)介質種類也(ye)越來越多,因(yin)此在選用墊(niàn)片材質時應(yīng)查閱相關資(zī)料或通過實(shí)驗後再做出(chū)正确選擇。
墊(niàn)片失效的原(yuán)因主要有下(xià)列幾種情況(kuàng):
1、作用在密封(fēng)墊片上的壓(ya)力不足。由于(yu)密封面上總(zong)是存在着微(wei)觀的凹凸不(bu)平,有時還在(zài)密封面上加(jia)工出若幹環(huan)形溝槽,若保(bǎo)證密封,就必(bi)須對密封墊(nian)片施加足夠(gou)大的壓力,使(shǐ)其發生彈性(xing)或塑性變形(xing)以填充這些(xie)間隙。各種墊(niàn)片材質的壓(yā)緊力大小通(tōng)常在密封墊(nian)片生産廠家(jia)樣本或産品(pǐn)說明書中給(gei)出,也可通過(guò)實驗決定。由(you)于裝配時達(dá)不到墊片所(suo)需的壓緊力(li)或由于在常(cháng)期運行中的(de)振動使壓緊(jin)螺栓松動而(ér)使壓緊力降(jiàng)低以及由于(yú)墊片材質的(de)老化變形而(ér)喪失原來的(de)彈性都會使(shǐ)墊片失效而(er)産生洩漏。
2、墊(niàn)片材質内部(bu)組織或厚度(dù)不均勻,以及(ji)使用了帶有(you)裂縫或折皺(zhòu)的紙闆,使墊(nian)片本身形成(cheng)了間隙,當作(zuò)用在墊片上(shang)的力使墊片(pian)所産生的彈(dan)性變形不足(zu)以完全填充(chōng)這些間隙時(shí),洩漏也就不(bu)可避免了。
3、墊(niàn)片的材質與(yǔ)所輸送的介(jiè)質不相适應(yīng)。由于泵所輸(shu)送化工産品(pin)化學性質的(de)多樣性,以及(ji)為提高燃油(you)的燃燒值或(huò)改變其燃燒(shāo)後的生成物(wù)而在燃油中(zhōng)增加入了一(yī)些少量的添(tiān)加劑後而使(shǐ)燃油的某些(xie)性質發生變(biàn)化,所以選擇(ze)和輸送介質(zhi)相适的墊片(pian)材質并非易(yi)事,因而也經(jing)常發生由于(yu)不相适應而(ér)使墊片發生(sheng)侵蝕而産生(sheng)洩漏的現象(xiang)。
O型圈密封
泵(beng)中常用的是(shi)橡膠O型圈。由(yóu)于其形狀十(shi)分簡單,因而(ér)制造容易,成(cheng)本低廉,不論(lùn)O型圈的整體(ti)尺寸有多大(dà),其截面尺寸(cùn)都很小(隻有(yǒu)幾毫米)所以(yi)重量輕,消耗(hao)材料少,使用(yòng)方法簡單,安(ān)裝、拆卸方便(bian),更為突出的(de)優點還在于(yu)O形圈具有良(liang)好的密封能(neng)力,使用範圍(wei)很寬。靜密封(feng)工作壓力可(kě)達100MPa以上,動密(mi)封也可達30Mpa。适(shi)用溫度為-60~200℃,可(kě)滿足多種介(jie)質的使用要(yao)求。因此在泵(beng)的設計中得(de)到越來越廣(guǎng)泛的應用。
O形(xing)密封圈安裝(zhuāng)在溝槽和被(bèi)密封面之間(jiān),有一定壓縮(suō)量,由此産生(shēng)的反彈力給(gěi)予被密封的(de)光滑面和溝(gou)槽底面以初(chū)始的壓縮應(ying)力。從而起到(dào)密封作用。當(dang)被密封的液(yè)體壓力增大(da)時,O形圈的變(biàn)形也随之增(zeng)大,從而傳遞(dì)給密封面的(de)壓力也增大(dà),密封的作用(yong)也增大。這就(jiù)是O形密封圈(quan)具有良好密(mi)封能力的原(yuan)因。
O形密封圈(quan)雖然密封可(ke)靠,但如果不(bú)注意使用條(tiao)件,也會發生(shēng)洩漏,通常有(you)以下幾種情(qíng)況:
1、裝O形圈的(de)溝槽尺寸超(chāo)差,尤其是深(shēn)度尺寸過大(dà)時,使O形圈安(ān)裝後壓縮變(biàn)形量不足而(ér)影響密封能(néng)力。一般O形圈(quan)安裝後壓縮(suō)變形量應在(zai)18%~22%之間,截面尺(chǐ)寸大時壓縮(suō)相對變形量(liang)較小,而截面(mian)尺寸較小時(shi)壓縮相對變(bian)形量則較大(dà)。
2、O形密封圈的(de)公稱尺寸與(yu)實際安裝尺(chi)寸相差太多(duo),形成O形圈在(zài)拉伸後截面(miàn)尺寸縮小的(de)狀況下工作(zuo),造成壓縮變(biàn)形量不足而(er)産生洩漏。
3、O形(xíng)密封圈在安(ān)裝時,由于密(mi)封面的進口(kǒu)沒有光滑的(de)倒角或倒圓(yuán)而将O形圈劃(huà)傷而産生洩(xie)漏。
4、O形密封圈(quān)的材質不适(shì)用于密封介(jiè)質而被侵蝕(shí)後失效。5、O形密(mì)封圈使用時(shí)間太久後老(lao)化變質,彈性(xìng)降低後而失(shi)效,所以在設(she)備大修時一(yi)般都将O形圈(quan)更換。
另外,O形(xíng)密封圈的硬(yìng)度,溝槽和密(mi)封面的粗糙(cao)度也影響O形(xíng)密封圈的密(mi)封效果。
螺紋(wén)密封
螺紋密(mì)封在泵上一(yi)般有兩種形(xing)式,一種是螺(luó)紋聯接墊片(pian)密封,一種是(shì)螺紋加填充(chong)濟密封,二者(zhe)皆用于小直(zhi)徑螺紋連接(jiē)的密封場合(hé)。螺紋聯接墊(niàn)片密封的密(mi)封件是墊片(piàn),而螺紋隻起(qǐ)提供壓緊力(li)的作用。密封(fēng)的效果除了(le)墊片的本身(shēn)性能外。密封(feng)面的粗糙度(du)以及與螺紋(wén)孔的相對幾(ji)何位置精度(du)對密封效果(guo)影響也很大(dà)。于由密封墊(nian)片在擰緊螺(luó)紋時不僅承(chéng)受壓緊力,還(hai)承受扭矩,使(shǐ)墊片産生變(biàn)形甚至損壞(huài),因此,當墊片(pian)為非金屬時(shí),一般隻适用(yòng)于壓力不高(gao)的場合,如果(guǒ)墊片為金屬(shu)則适用壓力(lì)可達30Mpa以上。
泵(bèng)上經常使用(yong)的絲堵,則是(shi)另一種螺紋(wen)密封形式。由(you)于考慮到絲(si)堵制造的經(jing)濟性,一般單(dan)靠螺紋的配(pei)合不能起到(dào)密封作用,往(wang)往用生膠帶(dài),密封膠等填(tian)充物填充螺(luó)紋的密封間(jian)隙。其承壓能(néng)力取決于螺(luó)紋的制造精(jing)度和材質,與(yǔ)絲堵和螺紋(wén)孔的配合形(xing)式沒有關系(xi)。螺紋孔與絲(sī)堵無論采用(yong)“錐對錐”還是(shi)“柱對錐”,密封(fēng)效果相同,隻(zhi)是使用地域(yu)不同而已。我(wǒ)國目前兩種(zhǒng)形式同等采(cai)用。影響密封(fēng)效果的常見(jiàn)原因是在加(jiā)工螺紋底孔(kǒng)時尺寸偏大(dà),使螺紋牙形(xing)變短,牙頂變(biàn)寬,造成密封(feng)面減小,當密(mì)封壓力升高(gao)後産生洩漏(lòu),甚至将絲堵(dǔ)壓出。由于填(tián)充物被密封(feng)介質腐蝕而(ér)産生洩漏的(de)現象在化工(gōng)行業的用泵(beng)中也時有發(fa)生,因此對填(tian)充物的選擇(zé)也是密封考(kǎo)慮的因素之(zhī)一。
填料密封(feng)
将富有壓縮(suō)性和回彈性(xìng)的填料放入(rù)填料函内,依(yi)靠壓蓋的軸(zhou)向壓緊力轉(zhuan)化為徑向密(mì)封力,從而起(qi)到密封作用(yòng)。這種密封方(fāng)法稱為填料(liao)密封,這種填(tián)料稱為密封(fēng)填料。由于填(tián)料密封結構(gou)形式簡單,更(geng)換方便、價格(ge)低廉、适應轉(zhuan)速、壓力、介質(zhi)寬泛而在泵(bèng)的設計中得(dé)到普遍采用(yong)。輸送常溫介(jiè)質時,填料密(mi)封一般都設(she)有填料環,其(qi)或與泵的高(gāo)壓腔相通,或(huò)外接具有一(yi)定壓力的液(yè)體介質,可起(qǐ)到冷卻、潤滑(hua)、密封或沖洗(xi)作用。由于填(tian)料密封是一(yī)種接觸密封(fēng),因此必然存(cun)在磨擦和磨(mó)損問題。而磨(mo)擦和磨損的(de)大小,主要決(jue)定于填料壓(yā)蓋的壓緊力(lì)。壓力大可提(ti)高密封效果(guǒ),但卻會加大(dà)動力消耗和(hé)軸套的磨損(sun),反之則會産(chan)生較大洩漏(lou)。因此應根據(ju)洩漏量大小(xiao)和洩漏介質(zhì)的溫度對壓(yā)蓋的壓緊力(li)進行調整,必(bi)要時應對填(tián)料進行更換(huan)或補充。填料(liao)密封的合理(li)洩漏一般為(wéi)12-14ml/min。當從外界引(yǐn)入液體時,應(yīng)保證這種液(yè)體有良好的(de)化學穩定性(xìng),既不污染泵(bèng)所輸送的介(jiè)質,又不與介(jie)質發生反應(yīng)産生沉澱物(wu)和固體微粒(li),還應與填料(liào)有良好的浸(jin)漬性和持久(jiǔ)的保持性,這(zhe)樣就能起到(dào)良好和持久(jiu)的密封效果(guǒ)。
動力密封
副(fu)葉輪加停車(che)密封泵在運(yun)轉時,副葉輪(lún)所産生的壓(ya)頭平衡了主(zhǔ)葉輪出口高(gao)壓液體,從而(er)實現密封。停(tíng)車時,副葉輪(lun)不起作用,因(yin)此必須同時(shí)配備停車密(mi)封裝置解決(jué)停車時可能(neng)産生的洩漏(lou)。
副葉輪密封(fēng)結構簡單、密(mì)封可靠、使用(yòng)壽命長,運轉(zhuan)中可實現滴(dī)水不漏,因此(cǐ)在輸送含雜(za)質介質的泵(bèng)上經常采用(yòng)。副葉輪良好(hao)的密封效果(guǒ)是有條件的(de),即工作壓力(lì)不允許超過(guo)允許的工作(zuò)壓力。一旦超(chāo)過,會産生嚴(yán)重的洩漏。工(gong)作壓力變化(hua)的主要原因(yīn)是泵吸入口(kou)的壓力變化(huà),因此采用副(fù)葉輪密封的(de)泵,必須對泵(bèng)的進口壓力(lì)做出嚴格的(de)規定,否則密(mi)封便會失效(xiao)。由于停車密(mì)封的形式很(hen)多,失效後也(ye)容易發現,,本(běn)文不再贅述(shù)。
螺旋密封
螺(luó)旋密封也是(shì)動力密封的(de)一種形式,它(ta)是在旋轉的(de)軸上或者在(zai)軸的包容套(tao)上加工出螺(luo)旋槽,軸和套(tao)之間充有密(mi)封介質。軸的(de)旋轉使螺旋(xuan)槽産生類似(si)于泵的輸送(sòng)作用,從而阻(zǔ)止密封液的(de)洩漏。其密封(feng)能力的大小(xiǎo)與螺旋角度(dù)、螺距、齒寬、齒(chi)高、齒的作用(yòng)長度以及軸(zhóu)與套之間的(de)間隙大小有(yǒu)關。由于密封(fēng)之間不發生(sheng)磨擦,因而壽(shou)命長,但由于(yu)結構空間的(de)限制,其螺旋(xuan)長度一般較(jiao)短,因而其密(mì)封能力也受(shou)到局限。在泵(bèng)降速使用時(shi),其密封效果(guo)則會大打折(she)扣。
迷宮密封(fēng)
在設計合理(li),加工精良,裝(zhuāng)配完好、轉速(su)較高時,迷宮(gong)密封效果很(hen)好。但在實際(ji)應用中,因此(cǐ)而産生的洩(xie)漏卻很多,分(fèn)析其原因主(zhu)要有:
1、密封副(fù)(如軸和軸承(chéng)壓蓋)配合間(jiān)隙太大,而此(ci)間隙與密封(feng)效果成反比(bǐ)。配合面粗糙(cao),明顯的螺旋(xuán)狀車刀痕在(zai)有些情況下(xia)也加大了洩(xiè)漏趨勢。
2、軸承(chéng)室内潤滑油(yóu)注入量太多(duo),其溢出壓力(lì)超過了密封(fēng)阻力。
3、油窗或(huo)油位計安裝(zhuāng)位置有誤,誤(wu)導了人們對(duì)油室内潤滑(huá)油量的正确(què)判斷。
4、運轉中(zhōng)油溫的升高(gāo)使其粘度降(jiang)低,增加了洩(xiè)漏的可能。
5、回(huí)油槽或回油(yóu)孔尺寸偏小(xiao),或受到其它(tā)障礙,使被阻(zu)滞的液體不(bú)能順利返回(hui)而造成洩漏(lou)。
油封密封
油(yóu)封是一種自(zi)緊式唇狀密(mì)封,其結構簡(jian)單,尺寸小,成(chéng)本低廉,維護(hù)方便,阻轉矩(ju)較小,既能防(fáng)止介質洩漏(lou),也能防止外(wài)部塵土和其(qí)它有害物質(zhi)侵入,而且對(duì)磨損有一定(dìng)的補償能力(lì),但不耐高壓(ya),所以一般用(yòng)在低壓場合(he)。油封應安裝(zhuang)在制造精度(du)為h8~h9,表面粗糙(cao)度為1.6~0.8μm且經過(guò)表面硬化處(chu)理的軸上。密(mì)封介質不應(yīng)含有固體微(wei)粒和雜質,否(fǒu)則會造成油(yóu)封和軸的迅(xùn)速磨損而使(shǐ)密封失效。
機(jī)械密封
機械(xiè)密封是現代(dài)泵軸封的主(zhu)要方法,雖然(rán)利用它實現(xian)完全不洩漏(lou)不大容易,但(dan)是達到微小(xiao)的,令人完全(quan)可以接受的(de)洩漏量卻是(shì)完全可能的(de)。但在泵的運(yùn)行中卻經常(cháng)出現令人尴(gān)尬的局面,那(na)麼機械密封(feng)失效的原因(yīn)是什麼呢?
1、械(xiè)密封的材質(zhi)選擇不合适(shi)。機械密封的(de)材質與所輸(shū)送的介質不(bú)相匹配。在工(gōng)作時,密封元(yuán)件很快被腐(fu)蝕,溶解或磨(mo)損,因而失去(qù)密封能力。所(suo)以根據輸送(sòng)介質的性質(zhì)而選擇機械(xie)密封的材質(zhì)是保證其密(mì)封功能和正(zheng)常壽命的先(xian)決條件。
2、機械(xie)密封的沖洗(xi)狀況不符合(hé)設計要求。在(zai)輸送易結晶(jīng)或有細小顆(kē)粒的介質時(shí),必須有一定(dìng)壓力和一定(ding)流量的沖洗(xǐ)液進行沖洗(xi),否則其結晶(jīng)體或者微粒(lì)會加速密封(feng)副的磨損,以(yǐ)及影響密封(feng)副磨損後的(de)自動補償而(er)發生洩漏。所(suǒ)以根據輸送(sòng)介質的性質(zhi)不僅要配置(zhì)相應的沖洗(xi)管路,更要安(ān)裝有監控和(he)調節功能的(de)儀表和裝置(zhi),保證沖洗液(yè)的壓力和流(liu)量滿足設計(jì)要求,才能維(wei)持機封的正(zheng)常工作,這一(yī)點往往被用(yong)戶所忽視。
3、每(měi)種機械密封(fēng)所能承受的(de)壓力是有限(xiàn)度的,由于對(duì)密封腔内的(de)壓力測算不(bu)準,造成密封(fēng)腔内的壓力(li)超過了機械(xie)密封所能承(chéng)受的壓力而(er)産生洩漏,也(yě)是常見的密(mi)封失效原因(yīn)之一。
4、機械密(mi)封的工作溫(wēn)度不能超過(guò)其規定值。在(zai)有冷卻管路(lu)的設計中,往(wang)往由于冷卻(què)介質的流量(liàng)不足而使冷(lěng)卻效果降低(di);在沒有冷卻(què)管路的設計(jì)中,密封腔内(nei)經常由于窩(wō)存空氣而造(zào)成機械密封(feng)處于幹磨擦(ca)狀态。這兩種(zhǒng)情況都會使(shi)機械密封的(de)運動密封副(fù)工作溫度過(guò)高而加快磨(mó)損,導緻密封(feng)失效。
5、在使用(yong)單彈簧的機(jī)械密封時,忽(hū)略彈簧的旋(xuán)轉方向與泵(beng)轉子轉動方(fang)向的正确組(zu)合也時有發(fa)生。或設計時(shí)沒有說明,或(huò)裝配時的疏(shū)忽,沒有做到(dào)因為轉子的(de)旋轉而使機(ji)械密封的彈(dan)簧力加大而(ér)是相反,結果(guǒ)造成動環和(he)靜環磨擦副(fu)的壓力不足(zú)而形成洩漏(lou)。
6、軸承的嚴重(zhong)磨損或損壞(huai),使泵軸産生(shēng)嚴重的軸向(xiàng)竄動,也是機(ji)械密封洩漏(lòu)的原因之一(yi)。随着科學的(de)技術的發展(zhǎn),新的密封形(xing)式和密封材(cái)料陸續出現(xian),其必然對泵(bèng)的密封技術(shu)産生直接的(de)影響和推動(dòng)。長壽命、零洩(xiè)漏的泵類産(chan)品會在越來(lái)越多的場合(hé)得到推廣和(hé)應用。