浅谈离心泵的轴封装置

魏 昌

(青海碱业有限公司,青海 德令哈 817000)

浅谈离心泵的轴封装置

魏 昌

(青海碱业有限公司,青海 德令哈 817000)

通过对离心泵在运转过程中轴向密封装置的分析,介绍了如何正确地选用轴封装置,以达到节能降耗和降低工人劳动强度的目的。

离心泵;轴封;装置;选用

离心泵的轴封装置是用来密封泵轴穿出泵壳地方的间隙,以防止外界空气进入泵壳内,或阻止泵内高压液体泄漏到泵壳外面去。密封的好坏,对正常的生产有着十分重要的影响。

离心泵的轴向密封装置一般有两种型式,即:填料密封和机械密封。

1 机械密封

1.1 特点

机械密封又称端面密封,它具有泄漏量小,密封可靠、功率消耗少等特点。适用于输送介质压力在7 MPa,温度在-20～100℃,不含杂质的非强腐蚀物料。

1.2 工作原理

机械密封是靠与泵轴一起旋转的动环端面和静环端面间的紧密贴合,产生一定的比压(一般0.4～0.6 MPa)而达到密封。

1.3 结构型式(如图1)

机械密封装置包括转动部分和静止部分。转动部分的弹簧座用2个或4个固定螺钉固定在轴套(或轴)上,与轴套(或轴)之间的间隙不超过0.10 mm,动环套在轴套(或轴)上,与轴套(或轴)的间隙为0.30～0.50 mm,它由弹簧压紧在静环的端面上,且靠“O”型圈的内外径分别与轴套(或轴)上的动环相接触(防止轴向泄漏),从而产生的摩擦力与泵轴一起旋转,静止部分的静环,同样通过“O”型圈与静环、泵盖间的接触固定在泵盖上。

密封腔内的液体在泵工作时具有压力,这个压力加上弹簧压力,可使旋转的动环与静环两者的端面保持紧密贴合,这样在两端面上所产生的比压,便阻止了液体的漏失。两摩擦面的比压是随泵内介质压力的升高而成线性增加,密封内的弹簧可保证在停泵时、压力降低的情况下,使两摩擦面间保持接触,同时也可补偿这两个摩擦面表面在轴间的磨损,起到自动调节间隙的作用。

图1 机械密封

2 填料密封(如图2)

填料密封是靠弹性填料与轴套(或泵轴)的外圆柱表面的接触来达到密封的。填料中间的水封环,四周开有4～6个小孔,将叶轮出口处的高压液体通过引水管引入水封环。对处于负压操作下的填料起液封作用,防止空气进入泵壳破坏操作,同时又起到润滑和冷却填料的作用。

图2 填料密封

3 两种轴封装置的区别

3.1 结构不同(如图1、2)

填料密封制造及结构都极其简单;机械密封结构较为复杂,零件制造精度较高(某些零件的材料强度较低)。

3.2 选用的密封材料不同

3.2.1 填料密封一般采用

1)石墨或黄油浸透的棉织填料,常用于低压离心泵,输送常温清水(t<313 K)。

2)石墨浸透的石棉填料,适用于输送温度低于523 K,压力不超过1.76 MPa的液体。

3)金属箔包石棉芯子填料,适用于输送石油产品,允许工作压力2.45 MPa,最高温度为673 K。

3.2.2 机械密封常用的材料

1)动环一般采用9Cr18或3-Cr13,碳化钨、不锈钢、陶瓷、高硅铸铁、1Cr18Ni9Ti。

2)静环:石墨浸渍酚醛树脂,石墨浸磷青铜,石墨浸渍呋喃树脂。

3)密封圈:丁腈橡胶、聚四氟乙烯、氟橡胶、异丁橡胶。

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

3.3 安装的技术要求不同

1)配合间隙(见图2)

填料密封中,挡圈2与轴套(或泵轴)之间的直径间隙为0.30～0.50 mm,此间隙过大,填料易被挤出,压盖7的外圆表面与填料函8的内圆表面的直径间隙为0.10～0.20 mm,压盖的内圆表面和轴套(或轴)的外圆表面须保持同轴,直径间隙为0.40～0.50 mm。

机械密封中,动环用2个固定螺钉固定在轴套(或轴)上,间隙不超过0.30～0.50 mm。静环装入泵盖时,轴向间隙e应大于1 mm。密封腔与泵端结合,定位端面与轴套(或泵轴)表面的跳动量不超过0.30 mm,密封腔止口环外径表面与泵盖止口内表面对轴套(或泵轴)表面跳动量不超过0.10 mm,轴的窜动量不允许超过±0.50 mm。

2)安装要求

填料密封在装填时,应把方形填料切成足够盘成1圈的长度装入填料函内,对口做成斜口,并稍留一些间隙,相邻两圈填料的对口处应错开180°(不得小于120°)。水封环3(图2)的位置应对准引水管后均匀拧紧压盖两侧的螺栓,压盖不得倾斜,拧得太紧填料则失去弹性,以后无法再进行调整,且会增加轴套(或泵轴)与填料的磨损和多消耗动力。一般以液体从泵体内每分钟漏十几滴为宜。

机械密封组装前,所有的零件均须用煤油(或清水)清洗干净,特别是动、静环接触面上,不允许有任何污物黏附,不能敲击零件。组装时应注意弹簧压缩量,由于某些零件强度较低,若安装不慎,会导致零件压坏,泄漏严重,端面发热,过早磨损,“O”型密封圈焦化等结果。

所以,合理地选用不同的轴封装置,不但能够延长设备的使用寿命,提高产能,降低工人的劳动强度,同时可以为企业节能降耗,创造更多的经济效益和社会效益。

TH 311

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1005-8370(2010)03-43-02

2010-01-18

魏 昌(1969—),助理工程师,现青海碱业有限公司水气车间设备管理工作。