影響高溫油泵用機械密封外部條件的研究 1 機械密封的原理及要求 機械密封是靠一對相對運動的環(huán)的端面A相互貼合形成的微小軸向間隙起密封作用, 這種裝置稱為機械密封。 機械密封通
影響高溫油泵用機械密封外部條件的研究
1 機械密封的原理及要求
機械密封是靠一對相對運動的環(huán)的端面A相互貼合形成的微小軸向間隙起密封作用, 這種裝置稱為機械密封。
機械密封通常由動環(huán)、靜環(huán)、壓緊元件和密封元件組成。其中動環(huán)和靜環(huán)的端面組成一對摩擦副, 動環(huán)靠密封室中液體的壓力使其端面壓緊在靜環(huán)端面上, 并在兩環(huán)端面上產生適當?shù)谋葔汉捅3忠粚訕O薄的液體膜而達到密封的目的。壓緊元件產生壓力, 可使
高溫熱油泵在不運轉狀態(tài)下, 也保持端面貼合, 保證密封介質不外漏, 并防止雜質進入密封端面。密封元件起密封動環(huán)與軸的間隙B、靜環(huán)與壓蓋的間隙C的作用,同時對泵的振動、沖擊起緩沖作用。機械密封在實際運行中不是一個孤立的部件,它是與其它泵零部件一起組合起來運行的, 同時通過其基本原理可以看出, 機械密封的正常運行是有條件的, 例如: 泵軸的竄量不能太大, 否則摩擦副端面不能形成正常要求的比壓;機械密封處的泵軸不能有太大的撓度, 否則端面比壓會不均勻等等。只有滿足類似這樣的外部條件, 再加上良好的機械密封自身性能, 才能達到理想的密封效果。
2 外部條件影響的原因分析
2.1 泵軸的軸向竄量大
機械密封的密封面要有一定的比壓, 這樣才能起到密封作用, 這就要求機械密封的彈簧要有一定的壓縮量, 給密封端面一個推力, 旋轉起來使密封面產生密封所要求的比壓。為了保證這一個比壓, 機械密封要求泵軸不能有太大的竄量, 一般要保證在0.5 mm以內。但在實際設計當中, 由于設計的不合理, 往往泵軸產生很大的竄量, 對機械密封的使用是非常不利的。這種現(xiàn)象往往出現(xiàn)在多級離心泵中, 尤其是在高溫熱油泵啟動過程中, 竄量比較大。
為平衡盤方法平衡軸向力的工作原理。平衡盤工作時自動改變平衡盤與平衡環(huán)之間的軸向間隙b, 從而改變平衡盤前后兩側的壓差, 產生一個與軸向力方向相反的作用力來平衡軸向力。由于轉子竄動的慣性作用和瞬態(tài)高溫油泵工況的波動, 運轉的轉子不會靜止在某一軸向平衡位置。平衡盤始終處在左右竄動的狀態(tài)。平衡盤在正常工作中的軸向竄量只有0105 ~011 mm, 滿足機械密封的允許軸向竄量015 mm的要求, 但平衡盤在高溫熱油泵啟動、停機、工況劇變時的軸向竄量可能大大超過機械密封允許的軸向竄量。
高溫熱油泵經過長時間運行后, 平衡盤與平衡環(huán)摩擦磨損, 間隙b隨著增大, 機械密封軸向竄量不斷增加。由于軸向力的作用, 吸入側的密封面的壓緊力增加,密封面磨損加劇, 直至密封面損壞, 失去密封作用。吐出側的機械密封, 隨著平衡盤的磨損, 轉子部件的軸向竄量大于密封要求的軸向竄量, 密封面的壓緊力減小, 達不到密封要求, 最終使高溫熱油泵兩側的機械密封全部失去密封作用,
2.2 軸向力偏大
機械密封在使用過程中是不能夠承受軸向力的,若存在軸向力, 對機械密封的影響是嚴重的。有時由于高溫熱油泵的軸向力平衡機構設計的不合理及制造、安裝、使用等方面的原因, 造成軸向力沒有被平衡掉。機械密封承受一個軸向力, 運轉時密封壓蓋溫度將偏高,對于聚丙烯類的介質, 在高溫下會被熔融, 因此高溫熱油泵啟動后很快就失去密封效果, 高溫熱油泵靜止時則密封端面出現(xiàn)間斷的噴漏現(xiàn)象。
2.3 泵軸的撓度偏大
機械密封又稱端面密封, 是一種旋轉軸向的接觸式動密封, 它是在流體介質和彈性元件的作用下, 兩個垂直于軸心線的密封端面緊密貼合、相對旋轉, 從而達到密封效果, 因此要求兩個密封之間要受力均勻。但由于高溫熱油泵產品設計的不合理, 泵軸運轉時, 在機械密封安裝處產生的撓度較大, 使密封面之間的受力不均勻, 導致密封效果不好。
2.4 沒有輔助沖洗系統(tǒng)或輔助沖洗系統(tǒng)設置不合理
機械密封的輔助沖洗系統(tǒng)是非常重要的, 它可以有效地保護密封面, 起到冷卻、潤滑、沖走雜物等作用。有時設計員沒有合理地配置輔助沖洗系統(tǒng), 達不到密封效果; 有時雖然設計人員設計了輔助系統(tǒng), 但由于沖洗液中有雜質, 沖洗液的流量、壓力不夠, 沖洗口位置設計不合理等原因, 也同樣達到