淺談離心泵的軸封裝置

魏 昌

(青海堿業有限公司,青海 德令哈 817000)

淺談離心泵的軸封裝置

魏 昌

(青海堿業有限公司,青海 德令哈 817000)

通過對離心泵在運轉過程中軸向密封裝置的分析,介紹了如何正確地選用軸封裝置,以達到節能降耗和降低工人勞動強度的目的。

離心泵;軸封;裝置;選用

離心泵的軸封裝置是用來密封泵軸穿出泵殼地方的間隙,以防止外界空氣進入泵殼內,或阻止泵內高壓液體泄漏到泵殼外面去。密封的好壞,對正常的生產有著十分重要的影響。

離心泵的軸向密封裝置一般有兩種型式,即:填料密封和機械密封。

1 機械密封

1.1 特點

機械密封又稱端面密封,它具有泄漏量小,密封可靠、功率消耗少等特點。適用于輸送介質壓力在7 MPa,溫度在-20～100℃,不含雜質的非強腐蝕物料。

1.2 工作原理

機械密封是靠與泵軸一起旋轉的動環端面和靜環端面間的緊密貼合,產生一定的比壓(一般0.4～0.6 MPa)而達到密封。

1.3 結構型式(如圖1)

機械密封裝置包括轉動部分和靜止部分。轉動部分的彈簧座用2個或4個固定螺釘固定在軸套(或軸)上,與軸套(或軸)之間的間隙不超過0.10 mm,動環套在軸套(或軸)上,與軸套(或軸)的間隙為0.30～0.50 mm,它由彈簧壓緊在靜環的端面上,且靠“O”型圈的內外徑分別與軸套(或軸)上的動環相接觸(防止軸向泄漏),從而產生的摩擦力與泵軸一起旋轉,靜止部分的靜環,同樣通過“O”型圈與靜環、泵蓋間的接觸固定在泵蓋上。

密封腔內的液體在泵工作時具有壓力,這個壓力加上彈簧壓力,可使旋轉的動環與靜環兩者的端面保持緊密貼合,這樣在兩端面上所產生的比壓,便阻止了液體的漏失。兩摩擦面的比壓是隨泵內介質壓力的升高而成線性增加,密封內的彈簧可保證在停泵時、壓力降低的情況下,使兩摩擦面間保持接觸,同時也可補償這兩個摩擦面表面在軸間的磨損,起到自動調節間隙的作用。

圖1 機械密封

2 填料密封(如圖2)

填料密封是靠彈性填料與軸套(或泵軸)的外圓柱表面的接觸來達到密封的。填料中間的水封環,四周開有4～6個小孔,將葉輪出口處的高壓液體通過引水管引入水封環。對處于負壓操作下的填料起液封作用,防止空氣進入泵殼破壞操作,同時又起到潤滑和冷卻填料的作用。

圖2 填料密封

3 兩種軸封裝置的區別

3.1 結構不同(如圖1、2)

填料密封制造及結構都極其簡單;機械密封結構較為復雜,零件制造精度較高(某些零件的材料強度較低)。

3.2 選用的密封材料不同

3.2.1 填料密封一般采用

1)石墨或黃油浸透的棉織填料,常用于低壓離心泵,輸送常溫清水(t<313 K)。

2)石墨浸透的石棉填料,適用于輸送溫度低于523 K,壓力不超過1.76 MPa的液體。

3)金屬箔包石棉芯子填料,適用于輸送石油產品,允許工作壓力2.45 MPa,最高溫度為673 K。

3.2.2 機械密封常用的材料

1)動環一般采用9Cr18或3-Cr13,碳化鎢、不銹鋼、陶瓷、高硅鑄鐵、1Cr18Ni9Ti。

2)靜環:石墨浸漬酚醛樹脂,石墨浸磷青銅,石墨浸漬呋喃樹脂。

3)密封圈:丁腈橡膠、聚四氟乙烯、氟橡膠、異丁橡膠。

4)彈簧:1Cr13 4Cr13 60Si2Mn 1Cr18Ni9Ti 1Cr18Ni12Mo2Ti。

3.3 安裝的技術要求不同

1)配合間隙(見圖2)

填料密封中,擋圈2與軸套(或泵軸)之間的直徑間隙為0.30～0.50 mm,此間隙過大,填料易被擠出,壓蓋7的外圓表面與填料函8的內圓表面的直徑間隙為0.10～0.20 mm,壓蓋的內圓表面和軸套(或軸)的外圓表面須保持同軸,直徑間隙為0.40～0.50 mm。

機械密封中,動環用2個固定螺釘固定在軸套(或軸)上,間隙不超過0.30～0.50 mm。靜環裝入泵蓋時,軸向間隙e應大于1 mm。密封腔與泵端結合,定位端面與軸套(或泵軸)表面的跳動量不超過0.30 mm,密封腔止口環外徑表面與泵蓋止口內表面對軸套(或泵軸)表面跳動量不超過0.10 mm,軸的竄動量不允許超過±0.50 mm。

2)安裝要求

填料密封在裝填時,應把方形填料切成足夠盤成1圈的長度裝入填料函內,對口做成斜口,并稍留一些間隙,相鄰兩圈填料的對口處應錯開180°(不得小于120°)。水封環3(圖2)的位置應對準引水管后均勻擰緊壓蓋兩側的螺栓,壓蓋不得傾斜,擰得太緊填料則失去彈性,以后無法再進行調整,且會增加軸套(或泵軸)與填料的磨損和多消耗動力。一般以液體從泵體內每分鐘漏十幾滴為宜。

機械密封組裝前,所有的零件均須用煤油(或清水)清洗干凈,特別是動、靜環接觸面上,不允許有任何污物黏附,不能敲擊零件。組裝時應注意彈簧壓縮量,由于某些零件強度較低,若安裝不慎,會導致零件壓壞,泄漏嚴重,端面發熱,過早磨損,“O”型密封圈焦化等結果。

所以,合理地選用不同的軸封裝置,不但能夠延長設備的使用壽命,提高產能,降低工人的勞動強度,同時可以為企業節能降耗,創造更多的經濟效益和社會效益。

TH 311

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1005-8370(2010)03-43-02

2010-01-18

魏 昌(1969—),助理工程師,現青海堿業有限公司水氣車間設備管理工作。