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正确选择机械密封是防止液泵泄漏关键(1)

文章来源:江苏新丰流体机械科技有限公司公司网址:http://www.huiermi.com.cn发表时间:2018-9-27

核心提示:机械密封是利用两个平面互相摩擦运行的原理,达到密封的目的。旋转密封面安装于液泵的主轴上,而固定密封面安装于密封压盖内。由于一个密封面是运动的,而另一个密封面是静止不动的,因此将这类密封称之为动态密封。
密封的基本要素
     机械密封是利用两个平面互相摩擦运行的原理,达到密封的目的。旋转密封面安装于液泵的主轴上,而固定密封面安装于密封压盖内。由于一个密封面是运动的,而另一个密封面是静止不动的,因此将这类密封称之为动态密封。
     后两种泄漏通路一般采用静态密封,因为两部分之间不存在相对运动。这部分的密封通常都称之为三次密封,其密封材料为垫片或与工艺流程液体相适应的O型密封圈。
     在较老的密封设计中,位于旋转面下的二次密封留有一定的间隙,可在主轴上前后运动,因此易于引起磨损和过早失效。然而在较新的密封设计中,二次密封处于静止状态,因此可避免在主轴上出现磨损腐蚀问题。
     在液泵的正常操作中,旋转面和静止面之间因填料盒中的液体所产生的压力而使其保持在密封状态,在起动和停机时,填料盒的压力由弹簧产生的压力维持(甚至可以由弹簧的压力来代替)。
     大部分机械密封的设计采用较软的材料来制作旋转面,使其在较硬的静止面上旋转摩擦。多年来,最通用的组合是利用碳材料作为旋转面,使其在陶瓷静止面上运行。这类材料目前仍在普遍使用,但静止面则选用不锈钢或更硬的材料制作,例如碳化钨或碳化硅。
     不管采用什么材料,总之在接触面之间必须保持一层液体薄膜,以起到润滑的作用。然而,在填料盒内,采用弹簧负载和液体压力相结合的方式,可以使密封面之间起到很好的密封作用。但密封压力太高,则会影响接触面之间形成液体薄膜,导致热量增加和过早的磨损。如果密封压力太低,接触面之间的间隙增大,容易造成液体泄漏。
     密封制造厂正在不断地努力提高接触面的平直度,他们采用特殊的抛光板进行研磨。然后,采用单色光源的光栅板对其检测。从这一观点出发,对这些密封接触面必须小心处理,并严格按照安装说明,保证密封面得到适当的保护和正确就位,这一点是非常重要的。
    密封的灵活性选择
     主轴的轴向和径向运动需要与弹簧之间保持一定的灵活性,以保证接触面之间的密封。然而,只能提供一定程度的灵活性。液泵的机械状况及其长度直径比(一种主轴的直径与其延伸长度之比的衡量方式,比值越低越好)对密封的可靠性起着重要的作用。密封的灵活性一般由一个大型主弹簧和一系列小弹簧或波纹密封装置提供保证。
     化学工业所采用的传统密封设计,其密封压力施加于旋转面上,这种密封称之为旋转密封,因为弹簧或波纹密封装置与主轴一起旋转。比较新颖的设计,其弹簧或波纹密封装置安装于静止面上。在现在的机械密封上,上述两种密封方式都有非常普遍的应用,这样对于安装具有一定的灵活性。
     早期设计的许多机械密封采用单一的大型弹簧围绕主轴排列,在液泵起动过程中,可为密封面提供很强的密封力。密封的作用依靠主轴的旋转来绷紧弹簧卷。
     对许多腐蚀性较强的应用领域,最通用的设计是采用金属波纹管密封装置。该波纹管由一系列的金属圆盘焊接而成,形成一个防止渗漏的波纹密封装置。采用这一装置可使密封面之间的密封压力更加均匀,而且在密封面上不需要增加二次密封,这样自然就不会产生任何腐蚀磨损现象。
    一般来说,虽然其主要的密封压力依赖于填料盒本身的压力,但弹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,使密封面始终保持一定的密封压力。
    腐蚀磨损问题
     由于多种原因,例如包括轴承的公差、轴端余隙、振动和主轴偏差,都会使液泵的主轴产生径向和轴向运动。此外,由于将接触面之间保持绝对平行是十分困难的,因此机械密封本身的内部产生移动也是很正常的。这类移动往往是由于设备和安装公差、热膨胀、管路应力或主轴调试不当所造成。
     为了使密封面之间始终保持互相配合,弹簧起到了机械密封与运动主轴之间的恒定调节作用。当旋转面和主轴之间采用人造橡胶密封时,该弹性体就会在主轴上来回运动。这种重复摩擦动作,会磨蚀主轴上的防腐材料,失去主轴的氧化膜保护层,最终会在主轴的摩擦面上形成磨损沟槽,造成液体从沟槽中泄漏,并增加必要的维修工作量或甚至更换主轴。为了解决这一问题,一般在填料盒内安装一个可更换的轴套。
     然而,解决腐蚀磨损问题的唯一永久办法是去除其内部的动态密封。现在,大部分主要密封制造厂生产非腐蚀磨损型密封,以防止液泵零件的腐蚀磨损。(未完待续)

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