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化工離心泵的機械密封工作原理及應用介紹

未知 2022-02-09 13:39
    機械密封是化工離心泵中常用的組成部件,主要起到密封效果,葉輪旋轉是防止液體泄漏。 機械密封是一種限制工作流體沿轉軸泄漏的、無填料的端面密封裝置,主要由靜環、動環、彈性(或磁性)元件、傳動元件和輔助密封圈等組成。
 
    機械密封工作時是靠固定在軸上的動環和固定在泵殼上的靜環,并利用彈性元件的彈性力和密封流體的壓力,促使動、靜環端面的緊密貼合來實現密封功能的。在機械密封裝置中,壓力軸封水一方面阻止高壓泄出水,另一方面擠入動、靜環之間維持一層流動的潤滑液膜,使動、靜環端面不接觸。由于流動膜非常薄且被高壓水作用著,因此泄漏量很少。在靜環和密封壓蓋之間、動環和旋轉軸之間及密封壓蓋和殼體之間采用輔助密封圈,解決了這幾處泄漏點的密封問題。
 
 
    一、 機械密封的種類:
 
    1、 安端面分為:單端面、雙端面機械密封。 1) 單端面機械密封:由一對密封端面組成的機械密封。結構簡單、制造、安裝容易,一般用于介質本身潤滑性好和允許微量泄漏的條件。 2) 雙端面機械密封:有兩對密封端面組成的機械密封。當介質本身潤滑性差、有毒、易燃、易爆、易發揮以及對泄漏量有嚴格要求時。兩端面之間引入高于介質壓力的密封冷卻液體,進行密封和冷卻。有可能實現介質的“零泄漏”。又分為軸向和徑向雙端面。
 
    2、 按密封端面的接觸方式分:接觸式和非接觸式機械密封。 1) 接觸式機械密封:密封端面處于邊界或半液體潤滑狀態的。結構簡單、泄漏量少,但磨損、功耗、發熱量都較大,在高速高壓下使用受一定的限制。 2) 非接觸式機械密封:密封端面處于全液體潤滑狀態的。發熱量、功耗小,正常工作時沒有磨損,能在高壓高速等苛刻工況下工作,但泄漏量較大。又分為:流體靜壓非接觸式和流體動壓非接觸式機械密封。 a. 流體靜壓非接觸式機械密封:利用外部引入壓力流體或被密封介質本身,通過密封端面的壓力降產生流體靜壓效應的。 b. 流體動壓非接觸式機械密封:利用端面相對旋轉自行產生流體動壓效應的密封,如螺旋槽端面密封。
 
    3、 安平衡方式分:平衡式和非平衡式機械密封。 1) 平衡式機械密封:能使介質作用在密封端面上的壓力卸荷的。安卸荷程度不同分為部分平衡式(部分卸荷)和過平衡式(全部卸荷)。它能降低端面上的摩擦和磨損,減少摩擦熱,承載能力大,但結構較復雜,一般需要在軸或軸套上加工出一個臺階,成本較高。 2) 非平衡式機械密封:不能使介質作用在密封端面上的壓力卸荷的。結構簡單,介質壓力小于0.7Mpa時廣泛使用。
 
    4、 按彈性元件(密封補償器)的形式分:旋轉式機械密封和靜止式機械密封。 1) 旋轉式機械密封:彈性元件(密封補償器)隨軸旋裝的。應用較廣,因旋裝時易受離心力對彈簧的作用會影響密封端面的壓強。不適用于高轉速情況。 2) 靜止式機械密封:彈性元件(密封補償器)不隨軸旋裝的。適用于高轉速情況。適用于高轉速情形。
 
    5、 按密封流體(介質)泄漏方向分:內流式機械密封和外流式機械密封。 1) 密封流體(介質)在端面間泄漏的方向與離心力的方向相反。泄漏量小,密封可靠。 2) 密封流體(介質)在端面間泄漏的方向與離心力的方向相同。轉速極高時,為加強端面潤滑時使用較為合適,但介質壓力不易過高,一般為1-2MPa。
 
    6、 按彈簧的布置形式分:彈簧內置式機械密封和彈簧外置式機械密封。 1) 彈簧內置式機械密封:彈簧至于介質中與介質接觸的。易受腐蝕,易被介質中的雜物堵塞,如果彈簧隨軸旋轉,不宜在高粘度介質中使用。 2) 彈簧外置式機械密封:彈簧未至于介質中不與介質接觸的。使用在高腐蝕、高粘度和易結晶介質的設備上。
 
    7、 按彈簧的數量分:單彈簧式機械密封和多彈簧式機械密封。 1) 彈性元件(密封補償器)中,只有一個彈簧的。簧絲較粗、耐腐蝕、固體顆粒不易在彈簧處積聚,但端面受力不均勻。 2) 彈性元件(密封補償器)中,有一組彈簧的。端面受力較均勻,易于增減彈簧個數調節彈簧力,軸向長度短,但簧絲較細,耐蝕壽命短,對安裝尺寸要求教嚴。 其它的還有波紋管式機械密封和單極、雙極(多極)機械密封。
 
    二、 機械密封的工作過程: 靜環和密封壓蓋之間利用靜環密封膠圈密封且利用密封膠圈的彈性緊力使靜環固定在密封壓蓋上,并且利用1防轉銷防止靜環靜環轉動;動環利用彈性元件的彈性力與靜環緊密貼合在一起,動環與軸之間利用動環密封膠圈密封,并通過傳動銷釘與彈性元件連接,隨彈性元件一起轉動,彈性元件通過緊固螺釘固定在軸上隨軸一起旋轉。這樣,當軸轉動時,旋轉軸通過緊固螺釘帶動彈性元件轉動,彈性元件通過傳動銷釘帶動動環一起旋轉,這樣就使動環和靜環之間產生了相對的回轉運動和良好的貼合接觸,達到密封的目的。
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