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化工泵机械密封的选择

发布时间:2021-05-08人气:27

  化工泵选用机械密封形式很遍及,机械密封是运用两个平面相互冲突运转的原理,到达密封的意图。旋转密封面设备于液泵的主轴上,而固定密封面设备于密封压盖内。因为一个密封面是运动的,而另一个密封面是停止不动的,因而将这类密封称之为动态密封。
  旋转面与停止面之间的密封是决定密封功用关键的因素。
  一、基础的机械密封,其中有4个走漏通路需求密封:
  1. 密封面之间的通路;
  2. 旋转面与主轴之间的通路;
  3. 固定面与压盖之间的通路;
  4. 压盖与填料盒之间的通路。
  后两种走漏通路一般选用静态密封,因为两部分之间不存在相对运动。这部分的密封一般都称之为三次密封,其密封资料为垫片或与工艺流程液体相适应的O型密封圈。
  在较老的密封规划中,坐落旋转面下的二次密封留有必定的空隙,可在主轴上前后运动,因而易于引起磨损和过早失效。但是在较新的密封规划中,二次密封处于停止状态,因而可避免在主轴上呈现磨损腐蚀问题。
  在液泵的正常操作中,旋转面和停止面之间因填料盒中的液体所发生的压力而使其坚持在密封状态,在起动和停机时,填料盒的压力由绷簧发生的压力维持(乃至能够由绷簧的压力来替代)。
  大部分机械密封的规划选用较软的资料来制作旋转面,使其在较硬的停止面上旋转冲突。多年来,通用的组合是运用碳资料作为旋转面,使其在陶瓷停止面上运转。这类资料目前仍在遍及运用,但停止面则选用不锈钢或更硬的资料制作,例如碳化钨或碳化硅。
  不论选用什么资料,总之在触摸面之间有必要坚持一层液体薄膜,以起到光滑的效果。但是,在填料盒内,选用绷簧负载和液体压力相结合的方法,能够使密封面之间起到很好的密封效果。但密封压力太高,则会影响触摸面之间形成液体薄膜,导致热量添加和过早的磨损。如果密封压力太低,触摸面之间的空隙增大,容易形成液体走漏。
  密封制造厂正在不断地努力进步触摸面的平直度,他们选用特殊的抛光板进行研磨。然后,选用单色光源的光栅板对其检测。从这一观点动身,对这些密封触摸面有必要当心处理,并严厉依照设备说明,确保密封面得到恰当的维护和正确就位,这一点是十分重要的。
  化工泵
  二、腐蚀磨损问题
  因为多种原因,例如包含轴承的公役、轴端余隙、振动和主轴误差,都会使液泵的主轴发生径向和轴向运动。此外,因为将触摸面之间坚持肯定平行是十分困难的,因而机械密封自身的内部发生移动也是很正常的。这类移动往往是因为设备和设备公役、热膨胀、管路应力或主轴调试不当所形成。
  为了使密封面之间始终坚持相互配合,绷簧起到了机械密封与运动主轴之间的稳定调节效果。当旋转面和主轴之间选用人造橡胶密封时,该弹性体就会在主轴上来回运动。这种重复冲突动作,会磨蚀主轴上的防腐资料,失掉主轴的氧化膜维护层,终会在主轴的冲突面上形成磨损沟槽,形成液体从沟槽中走漏,并添加必要的修理作业量或乃至替换主轴。为了解决这一问题,一般在填料盒内设备一个可替换的轴套。
  但是,解决腐蚀磨损问题的唯一永久方法是去除其内部的动态密封。现在,大部分首要密封制造厂出产非腐蚀磨损型密封,以避免液泵零件的腐蚀磨损。
  三、平衡和非平衡式密封
  机械密封的平衡对触摸面的密封压力有很大影响。这一密封压力取决于密封自身的有效截面以及填料盒内的压力。非平衡型密封的旋转面相反一侧的截面彻底露出于填料盒的压力范围之下,这种情况会使密封面之间发生很高的密封压力,然后会使作业温度进步,加快磨损速度。在高温作业条件下或液体具有较大腐蚀性和磨擦性的情况下,会大大下降机械密封的运用寿命。
  对机械密封加以平衡,可下降密封压力,延长密封的运用寿命。一般选用带有台阶的主轴和轴套,下降旋转面的有效截面,就可到达上述意图。不过千万别将净密封压力调节到接近零的水平,因为这样做的结果可能会形成密封面之间的作业情况不稳定,并可能会因突然的变故而将密封吹开。
  解决这些密封问题的答案或许是选用非平衡式密封,关于某些服务来说,或许选用非平衡式密封能到达更好的效果。例如,在某些应用领域,与密封的运用寿命比较,或许更强调对液体走漏形成的安全性问题。在这种情况下,对密封的选用或许可理解为更期望挑选具有较高的密封压力。相同,在选用较冷液体的密封时,操作温度的添加或许是微不足道的。
  不论出于何种考虑,当填料盒的压力超过50psi时,一般引荐运用平衡式密封。
  机械密封
  四、弹筒式密封
  自身带有悉数功用的弹筒式密封设备
  选用这种密封可简化设备程序,一起可维护内部各个元件,免受意外损坏。弹筒式密封是一种集悉数功用于一身的密封设备,其内部包含一切的密封元件、压盖和轴套。因为这类密封不需求任何严厉的设备措施,设备程序大大简化,一起密封面和密封弹性体都得到很好的维护,可避免意外的损坏。这些长处也意味着可减缩密封的修理和替换时间。
  各种弹筒式密封简直都能够在市场上购得,因而能够减少运用中呈现的风险因素,并且还能够节约运用普通密封件所固有的修理时间。
  五、密封的灵活性挑选
  主轴的轴向和径向运动需求与绷簧之间坚持必定的灵活性,以确保触摸面之间的密封。但是,只能供给必定程度的灵活性。液泵的机械情况及其长度直径比(一种主轴的直径与其延伸长度之比的衡量方法,比值越低越好)对密封的可靠性起着重要的效果。密封的灵活性一般由一个大型主绷簧和一系列小绷簧或波纹密封设备供给确保。
  化学工业所选用的传统密封规划,其密封压力施加于旋转面上,这种密封称之为旋转密封,因为绷簧或波纹密封设备与主轴一起旋转。比较新颖的规划,其绷簧或波纹密封设备设备于停止面上。在现在的机械密封上,上述两种密封方法都有十分遍及的应用,这样关于设备具有必定的灵活性。
  前期规划的许多机械密封选用单一的大型绷簧围绕主轴摆放,在液泵起动过程中,可为密封面供给很强的密封力。密封的效果依靠主轴的旋转来绷紧绷簧卷。
  选用多个较小的绷簧,可对密封面发生比较平均的负荷压力,因而对阻塞具有更大的敏感性。后期规划的密封选用一系列较小的绷簧,摆放于主轴的周围,可对密封面发生比较均匀的负荷压力。因为较小的绷簧能够事先设备,因而大部分这类密封彻底与所泵的液体相隔绝。
  金属波纹管密封设备一般应用于腐蚀性较强的液体。
  对许多腐蚀性较强的应用领域,通用的规划是选用金属波纹管密封设备。该波纹管由一系列的金属圆盘焊接而成,形成一个避免渗漏的波纹密封设备。选用这一设备可使密封面之间的密封压力更加均匀,并且在密封面上不需求添加二次密封,这样天然就不会发生任何腐蚀磨损现象。
  一般来说,虽然其首要的密封压力依赖于填料盒自身的压力,但绷簧和波纹管可补偿液泵在起动和停机过程中因主轴运动的压力不足,使密封面始终坚持必定的密封压力。
  六、两层密封和液体隔绝设备
  选用两层密封面的密封来替代单一的密封件具有更高程度的防漏特性。这类两层密封大都应用于挥发性强、有毒、易致癌、风险和光滑性很差的液体。
  两层密封一般有三种规划型式,每种型式都要求在两层密封面之间运用一种液体隔绝体系,以避免液体或气体外泄。比较常用的低成本两层密封是一种以背靠背方法设备的密封,其旋转密封面以相反的方向摆放。它往往需求一种隔绝液体,其压力应高于填料盒压力,大约为20psi,这样就可确保内部的密封始终能得到隔绝液体的光滑,并且也可确保密封面到达必定的密封压力。 这类密封的旋转面选用面对面方法进行设备,并选用高压或低压隔绝液体体系。
  在结构比较复杂的面对面型式密封中,旋转密封面之间是以面对面方法摆放的,它们往往在同一停止密封面的相反方向上动作。这类密封既可选用高压隔绝液体体系,也可选用低压隔绝液体体系。
  第三种规划型式的密封选用串行式摆放方法,即两个旋转密封面都脱离叶轮,朝着同一个方向摆放。这种密封的隔绝液体压力一般低于液泵的压力。实际上相当于两个密封、两级降压的联合作业设备。
  一切各类型两层密封设备都需求隔绝液体体系。它们一般属于外部的闭环体系,其内部所运用的液体一般是不同的,但有必要与工艺流程中的液体相匹配。该体系包含一个储液槽,其方位应尽量靠近密封。
  这些体系的规划变化范围很大。有的体系在密封中选用一种泵环,而其它一些体系则选用热虹吸效应原理。储液槽中的液体往往选用辅佐加热或辅佐冷却的方法。此外,还能够添加一个报警设备,提示作业人员及时替换液体。
  依据被密封液体的性质,隔绝液体体系可选用低于或高于填料盒压力进行作业。
  为了使整个驱动操作过程中到达零走漏的目标,密封职业还开发了气体隔绝密封,这类密封选用氮气等一类的惰性气体来替代液体隔绝体系。在选用气体隔绝的两层密封中,如果其密封面的内部呈现毛病,所走漏的只是惰性气体,而其内部的液体不会渗漏,然后不会形成环境污染。
  不论是选用液体还是气体,隔绝体系有必要适合于特定的密封运用,并且一旦密封面内部呈现任何毛病的时候,应能立即识别报警,以便能及时采取恰当的措施。
  七、内密封和外密封
  一般的做法是将密封设备在填料盒的内部。但这种做法要求在密封修理时将液泵的湿端拆开下来,其首要优点是密封的环境卫生易于操控。
  外密封的设备方法是将静态密封面的方向倒置过来,主轴上的旋转单元坐落填料盒压盖的外面。外密封首要具有以下五大优点:
  1. 设备容易;
  2. 费用相对较低;
  3. 能够接连监控和清洁;
  4. 适于无法在内部设备密封的很小填料盒;
  5. 因为其方位接近轴承,对主轴误差的困难影响较少。
  其首要缺点是离心力会将固体颗粒从密封的下面甩向密封的触摸面上。因而,这类密封首要适用于清洁且不含有磨料的液体。
  近年来,分离式密封已成为外密封中的另一重要附加特性。分离式密封是一个成套总成,设备于填料盒与轴承套之间,选用这种规划,在密封需求替换时,不需求每次都拆开液泵。这类密封结合探讨其他规划标准正在逐步开发之中。因为这种规划易于替换密封,因而应抵制仅仅只替换密封件的这种诱惑,而对呈现毛病的根源不做进一步的查询,这一点十分重要。
  八、环境操控
  在许多应用领域中,但凡设备密封的地方,需求考虑到密封的可靠操作和操控环境,因而有必要留意以下几点:
  1. 密封应设备于高强度主轴上,并坚持小误差。虽然工业标准对密封面规则的大误差为0.002in,但对主轴的要求乃至能够更高一些。
  2. 应将密封设备于大口径密封室内,这样可进步密封的可靠性。这类产品各液泵制造厂简直都能供给。
  3. 操控填料盒的内压,以避免到达闪点。
  4. 将填料盒内的温度坚持在密封资料。

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