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正確選擇機械密封是防止液泵泄漏關鍵(1)
作者:KELAN克蘭 來源:上??颂m密封件有限公司 機械密封 文章點擊數:2057

密封的基本要素

     機械密封是利用兩個平面互相摩擦運行的原理,達到密封的目的。旋轉密封面安裝于液泵的主軸上,而固定密封面安裝于密封壓蓋內。由于一個密封面是運動的,而另一個密封面是靜止不動的,因此將這類密封稱之為動態密封。

     后兩種泄漏通路一般采用靜態密封,因為兩部分之間不存在相對運動。這部分的密封通常都稱之為三次密封,其密封材料為墊片或與工藝流程液體相適應的O型密封圈。

     在較老的密封設計中,位于旋轉面下的二次密封留有一定的間隙,可在主軸上前后運動,因此易于引起磨損和過早失效。然而在較新的密封設計中,二次密封處于靜止狀態,因此可避免在主軸上出現磨損腐蝕問題。

     在液泵的正常操作中,旋轉面和靜止面之間因填料盒中的液體所產生的壓力而使其保持在密封狀態,在起動和停機時,填料盒的壓力由彈簧產生的壓力維持(甚至可以由彈簧的壓力來代替)。

     大部分機械密封的設計采用較軟的材料來制作旋轉面,使其在較硬的靜止面上旋轉摩擦。多年來,最通用的組合是利用碳材料作為旋轉面,使其在陶瓷靜止面上運行。這類材料目前仍在普遍使用,但靜止面則選用不銹鋼或更硬的材料制作,例如碳化鎢或碳化硅。

     不管采用什么材料,總之在接觸面之間必須保持一層液體薄膜,以起到潤滑的作用。然而,在填料盒內,采用彈簧負載和液體壓力相結合的方式,可以使密封面之間起到很好的密封作用。但密封壓力太高,則會影響接觸面之間形成液體薄膜,導致熱量增加和過早的磨損。如果密封壓力太低,接觸面之間的間隙增大,容易造成液體泄漏。

     密封制造廠正在不斷地努力提高接觸面的平直度,他們采用特殊的拋光板進行研磨。然后,采用單色光源的光柵板對其檢測。從這一觀點出發,對這些密封接觸面必須小心處理,并嚴格按照安裝說明,保證密封面得到適當的保護和正確就位,這一點是非常重要的。

    密封的靈活性選擇

     主軸的軸向和徑向運動需要與彈簧之間保持一定的靈活性,以保證接觸面之間的密封。然而,只能提供一定程度的靈活性。液泵的機械狀況及其長度直徑比(一種主軸的直徑與其延伸長度之比的衡量方式,比值越低越好)對密封的可靠性起著重要的作用。密封的靈活性一般由一個大型主彈簧和一系列小彈簧或波紋密封裝置提供保證。

     化學工業所采用的傳統密封設計,其密封壓力施加于旋轉面上,這種密封稱之為旋轉密封,因為彈簧或波紋密封裝置與主軸一起旋轉。比較新穎的設計,其彈簧或波紋密封裝置安裝于靜止面上。在現在的機械密封上,上述兩種密封方式都有非常普遍的應用,這樣對于安裝具有一定的靈活性。

     早期設計的許多機械密封采用單一的大型彈簧圍繞主軸排列,在液泵起動過程中,可為密封面提供很強的密封力。密封的作用依靠主軸的旋轉來繃緊彈簧卷。

     對許多腐蝕性較強的應用領域,最通用的設計是采用金屬波紋管密封裝置。該波紋管由一系列的金屬圓盤焊接而成,形成一個防止滲漏的波紋密封裝置。采用這一裝置可使密封面之間的密封壓力更加均勻,而且在密封面上不需要增加二次密封,這樣自然就不會產生任何腐蝕磨損現象。
   
一般來說,雖然其主要的密封壓力依賴于填料盒本身的壓力,但彈簧和波紋管可補償液泵在起動和停機過程中因主軸運動的壓力不足,使密封面始終保持一定的密封壓力。

    腐蝕磨損問題

     由于多種原因,例如包括軸承的公差、軸端余隙、振動和主軸偏差,都會使液泵的主軸產生徑向和軸向運動。此外,由于將接觸面之間保持絕對平行是十分困難的,因此機械密封本身的內部產生移動也是很正常的。這類移動往往是由于設備和安裝公差、熱膨脹、管路應力或主軸調試不當所造成。

     為了使密封面之間始終保持互相配合,彈簧起到了機械密封與運動主軸之間的恒定調節作用。當旋轉面和主軸之間采用人造橡膠密封時,該彈性體就會在主軸上來回運動。這種重復摩擦動作,會磨蝕主軸上的防腐材料,失去主軸的氧化膜保護層,最終會在主軸的摩擦面上形成磨損溝槽,造成液體從溝槽中泄漏,并增加必要的維修工作量或甚至更換主軸。為了解決這一問題,一般在填料盒內安裝一個可更換的軸套。

     然而,解決腐蝕磨損問題的唯一永久辦法是去除其內部的動態密封?,F在,大部分主要密封制造廠生產非腐蝕磨損型密封,以防止液泵零件的腐蝕磨損。(未完待續)


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