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含杂质有颗粒泵用机械密封的选用
来源：上海宝龙气动泵阀厂
发布日期：2014/4/21
随着工业的发展，用泵输送含杂质的介质日益增多。传统上这类泵习惯用填料密封。近几年来，由于其泄漏量大，导致能耗与维修费不断升高，环境污染日益严重，因而采用机械密封的趋势增强。显然，这是因为经特殊设计的机械密封可以满足泄漏量小、能耗低、寿命长，以及合适的价格等要求。
一、分类 杂质介质可以大致分类如下： 1. 按物理性质分类 (1) 溶解性颗粒介质，如各种盐溶液、熔融尿素、糖溶液、染色体、药液等。这类介质会因温度变化而析出结晶或生成凝固物。 (2) 非溶解性颗粒介质，如矿渣液、含砂石的水、煤浆、钻井浆等。 (3) 纤维浆料介质，如粪便、纸浆液、纤维浆液等。其纤维质量轻，在液体中多呈悬浮状态。 2. 按流变学分类 (1) 宾厄姆流体如油漆、沥青、粘土泥等。 (2) 假塑胶流体如高分子物的溶液及熔融液、淀粉浆、纤维酯、玻璃溶液等。 (3) 膨胀流体如淀粉加水、云母加水的物质，适当比例的泥砂和水的混合物等。 二、机械密封设计要点 对含杂质介质，选用普通单端面机械密封会出现下列问题： (1) 摩擦副端面早期磨损。 (2) 造成滑动补偿机构堵塞，不能作轴向位移。 (3) 堵塞加载机构，使弹性元件失效。 (4) 造成旋转组件的磨损。 为解决上述问题，需要详细了解被密封介质的特性和操作条件，并进行专门设计，从设计上确保其结构、材料或密封系统都能符合要求。 1. 结构特点，在设计时，应采用防止杂质颗粒堵塞的结构，如外装式机械密封;采用内装密封时，应将弹簧与介质隔离。 一般情况下，应优先考虑采用单端面机械密封，因为它费用低，占用空间位置小。但在以下场合必须采用双端面机械密封： (1) 固体含量超过10wt%. (2) 高度浓缩的介质。 (3) 有危险性及有毒介质 (4) 为避免在强腐蚀介质中使用昂贵的材料等。 2. 摩擦副材料当结构设计和循环系统不能完全提供对密封的保护时，所选用的摩擦副材料的硬度必须高于磨粒的硬度。通常选用抗磨粒磨损性能好的材料组队，如硬质合金对硬质合金，碳化硅对硬质合金，碳化硼对硬质合金。采用双端面机械密封时，大气侧的端面材料可与普通机械密封所用材料相同。 3. 密封系统采用单端面机械密封时，为了避免颗粒杂质的危害，须根据不同情况分别采取冲洗、过滤、分离、隔离、保温和加热等措施。 采用双端面机械密封时，要求封液在密封腔内建立压力，进行封堵、润滑和冷却循环。 三、 各类杂质介质用典型机械密封装置 以下从结构、摩擦副和密封系统三方面对国内外典型机械密封装置进行介绍与分析。 1.渣浆泵和泥浆泵用密封在工业生产的各个领域中，渣浆泵和泥浆泵的使用条件都非常苛刻。密封装置所遇到的突出问题是磨损与堵塞以及腐蚀问题。介质中固体颗粒越硬，棱角越尖，颗粒越细，温度或压力越高，其危害性也越大。密封的可靠性与寿命取决于工况环境，而环境是可以通过密封系统技术加以改变的，因此，应因地制宜改善密封运行条件。其措施包括固体物的隔离、分离，温度调节以及采用清洁的冲洗液注入密封界面。以下用实例加以说明。 (1)单端面密封一般简单的单端面密封装置都有清洁的冲洗液体作用在密封的界面上。冲洗液的可靠性和质量是密封成败的关键。若从外部注入清洁冲洗液，密封的工作环境可得到改善，但必须损耗冲洗液，而且，其先决条件是所输送的液体允许被冲洗液微量稀释。 图5-12和图5-13为两种结构基本近似的隔离、冲洗系统。从图5-12中可以看出，在正常操作条件下，当冲洗液进入密封腔时，橡胶、金属挡板阻挡冲洗液进入工艺介质中。 图5-13采用了唇形密封和一个橡胶节流套。采用这两种措施后，密封腔内均不受浆料的侵袭。控制冲洗液的流量十分重要。泵送液不允许过量稀释，因为浆料趋于采用低转速，通常冲洗液流量不超过2L/min便可满足密封的需要。图中的流量计是用来显示在没有过量泄漏情况下流入密封腔的实际流量，以免过大的消耗冲洗液。 如果偶然发生冲洗液不足或中断的现象，单向阀会自动关闭。图5-12中所示摩擦环便承载介质端流体的负荷，从而切断了被密封介质进入密封腔，因此可为密封提供保护。 图5-13所示密封装置的工作方式与上述类似。在正常的工作条件下，T形的唇形密封被压向机械密封的一侧，当内唇口(与喷涂陶瓷轴套)产生磨损后，则唇形圈的端部贴向轴套台肩端面，其作用犹如止逆阀一样。 上述两实例中，冲洗液被存于密封腔中，以阻止介质进入腔内。如果系统中安装有压力开关与报警器(声或光报警器)，一旦密封腔内冲洗液压力下降，或输送的颗粒介质进入封腔时，可迅速停滞运转，机械密封将不会受到损坏。 冲洗液一般是用水，但也可以根据不同的需要，进行适当的选择。对于高浓度的矿物渣浆液来说，理想的冲洗液当然是洁净的水。当不可能获得清洁液时，可用旋液分离器将泵送的流体通过离心分离处理，如图5-14所示。泵的出口和旋液分离器间有联接管线，清洁液管线从分离器的顶部连接密封腔，污液管从分离器的底部连接泵的吸入口回到泵内。旋液分离器的捕集性能很好，对3μm的粒子，85%可被捕集;对20μm的粒子，几何100%被捕集，而不存在堵塞的危险。 图5-15所示密封装置是专为“扬子江”提水灌溉工程用TGB1400-32/2490贯流泵潜水电机(潜水深度5.4～8.4m)专门设计的。它安装在电机轴承和叶轮中间轴上，以防止长江水进入电机轴承，保证贯流泵的正常运行。其技术数据为： 叶轮直径：φ2.3m 轴径：φ371㎜ 转速：187.5r/min 扬程：5.5m 流量：21m3/s 介质：长江水(含泥沙) 压力：85KPa 感谢您访问我们宝龙泵业的网站 http://www.baolongpv.com/，如有任何水泵疑问我们一定会尽心尽力为您提供优质的服务 |
