在化工生產(chǎn)區(qū)域,化工泵承擔著輸送各類腐蝕性、易燃易爆、不好的不好的以及高粘度介質(zhì)的重要任務(wù)。由于化工介質(zhì)的特別性,對化工泵的密封性能提出了較不錯的要求。良好的密封不僅能防止介質(zhì)泄漏,避免環(huán)境污染和穩(wěn)定事故,還能確定泵的速率不錯穩(wěn)定運行。目前,化工泵的密封形式多樣,每種密封形式都有其特別的結(jié)構(gòu)、工作原理和適用范圍。深入了解這些密封形式,有助于在實際應(yīng)用中根據(jù)不同工況選擇適當?shù)拿芊夥绞?,確定化工生產(chǎn)穩(wěn)定。
一、填料密封
(一)結(jié)構(gòu)與工作原理
填料密封是化工泵中較為守舊且應(yīng)用普遍的密封形式之一。其結(jié)構(gòu)主要由填料函、填料、填料壓蓋、壓緊螺栓等部件組成。填料通常選用石棉、橡膠、聚四氟乙烯等材質(zhì),以繩狀或環(huán)狀形式填充在泵軸與填料函之間的環(huán)形空間內(nèi)。工作時,通過擰緊填料壓蓋的壓緊螺栓,使填料受到軸向壓力,從而產(chǎn)生徑向膨脹,緊密貼合在泵軸表面和填料函內(nèi)壁,形成密封,阻止介質(zhì)泄漏。
(二)優(yōu)缺點
填料密封的優(yōu)點在于結(jié)構(gòu)簡單、成本還行、安裝和維修方便。當填料出現(xiàn)磨損導致泄漏時,只需適當擰緊填料壓蓋或愈換新的填料即可。此外,填料密封對泵軸的磨損相對小,即使填料與泵軸摩擦產(chǎn)生磨損,替換填料的成本也較低。然而,填料密封也存在明顯的缺點。其密封性能相對較差,難以達到對密封要求較不錯的工況,容易出現(xiàn)介質(zhì)泄漏。而且,填料與泵軸之間的摩擦大,會增加泵的能耗,同時也會導致泵軸的溫度升高,加快泵軸和填料的磨損速度,需要頻繁維護和愈換填料。
(三)適用工況
填料密封適用于密封要求不高、介質(zhì)壓力和溫度較低、轉(zhuǎn)速較慢的化工泵,如一些小型化工裝置中的清水泵、污水泵等。在輸送腐蝕性不強的介質(zhì)時,通過選用適當?shù)奈g填料,也能在一定程度上達到使用要求。
二、機械密封
(一)結(jié)構(gòu)與工作原理
機械密封是一種較為的密封形式,由動環(huán)、靜環(huán)、彈簧、密封圈等部件組成。動環(huán)安裝在泵軸上,隨泵軸一起旋轉(zhuǎn);靜環(huán)固定在泵體上,靜止不動。動環(huán)和靜環(huán)的密封端面相互貼合,在彈簧力和介質(zhì)壓力的作用下,形成一道密封屏障。同時,動環(huán)和靜環(huán)與軸或泵體之間通過密封圈進行輔助密封,防止介質(zhì)從側(cè)面泄漏。當泵運行時,動環(huán)和靜環(huán)的密封端面之間形成一層薄的液膜,起到潤滑和密封的雙重作用。
(二)優(yōu)缺點
機械密封的突出優(yōu)點是密封性能不錯,能夠?qū)崿F(xiàn)幾乎零泄漏,適用于對密封要求較不錯的化工生產(chǎn)場合,如輸送不好的不好的、易燃易爆、高度介質(zhì)的化工泵。其使用壽命較長,一般情況下,正常使用的機械密封可以運行數(shù)千小時甚至愈長時間,減少了維護和替換的頻率。此外,機械密封對泵軸的磨損小,能保護泵軸。不過,機械密封也存在一些缺點。其結(jié)構(gòu)復雜,制造精度要求高,導致成本相對較不錯。安裝和維修難度大,需要技術(shù)人員按照嚴格的工藝要求進行操作,否則容易影響密封效果。
(三)適用工況
機械密封普遍應(yīng)用于石油化工、制、食品等行業(yè)中對密封性能要求嚴格的化工泵,如輸送強腐蝕性介質(zhì)的離心泵、高溫高壓下工作的化工流程泵等。在一些對介質(zhì)泄漏有嚴格限制的場合,機械密封幾乎成為主要選擇的密封形式。
三、迷宮密封
(一)結(jié)構(gòu)與工作原理
迷宮密封是一種非接觸式密封,其結(jié)構(gòu)由一系列環(huán)狀的密封齒組成,這些密封齒與旋轉(zhuǎn)部件(如泵軸上的凸臺)之間形成狹窄曲折的通道。當介質(zhì)流經(jīng)這些通道時,由于通道的節(jié)流作用,介質(zhì)壓力逐漸降低,從而減少介質(zhì)的泄漏量。迷宮密封不需要密封材料與旋轉(zhuǎn)部件直接接觸,依靠間隙和通道結(jié)構(gòu)實現(xiàn)密封。
(二)優(yōu)缺點
迷宮密封的優(yōu)點在于不存在摩擦,因此能耗低,對旋轉(zhuǎn)部件的磨損小,幾乎不需要維護,使用壽命不錯。同時,它能夠適應(yīng)高溫、的工作環(huán)境,不會因摩擦產(chǎn)生熱量而影響密封性能。然而,迷宮密封的密封效果相對較差,無法全部阻止介質(zhì)泄漏,只能起到減少泄漏的作用。在密封要求較不錯的場合,通常需要與其他密封形式配合使用。
(三)適用工況
迷宮密封常用于輸送高溫、高壓、介質(zhì)的化工泵,如汽輪機、壓縮機等設(shè)備配套的化工泵。在一些對密封要求不是特別嚴格,且介質(zhì)泄漏不會造成嚴重后果的場合,也可以單使用迷宮密封。
四、磁力密封
(一)結(jié)構(gòu)與工作原理
磁力密封是一種通過磁力傳動實現(xiàn)無接觸密封的方式。它主要由內(nèi)磁轉(zhuǎn)子、外磁轉(zhuǎn)子和隔離套組成。內(nèi)磁轉(zhuǎn)子與泵軸相連,位于輸送介質(zhì)的一側(cè);外磁轉(zhuǎn)子與電機相連,位于泵體外側(cè);隔離套將內(nèi)、外磁轉(zhuǎn)子隔開,形成一個密封的空間。當電機帶動外磁轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時,通過磁場的作用,內(nèi)磁轉(zhuǎn)子隨之同步旋轉(zhuǎn),從而實現(xiàn)動力傳遞,同時避免了泵軸與外界的直接接觸,達到全部密封的效果。
(二)優(yōu)缺點
磁力密封的優(yōu)點是實現(xiàn)了全部無泄漏,特別適用于輸送劇毒、易燃易爆、貴重以及高度的介質(zhì)。由于不存在機械接觸,沒有摩擦和磨損,因此運行穩(wěn)定,維護工作量小。但磁力密封也有局限性,其結(jié)構(gòu)相對復雜,成本較不錯。而且,磁力密封的傳遞功率有限,不適用于大功率的化工泵。此外,在高溫環(huán)境下,磁性材料的磁性可能會減弱,影響密封性能。
(三)適用工況
磁力密封主要應(yīng)用于對密封要求較不錯,且不允許介質(zhì)泄漏的化工泵,如行業(yè)中輸送品原料的泵、細致化工行業(yè)中輸送貴重化學品的泵等。
化工泵的密封形式多種多樣,每種密封形式都有其特點和適用范圍。在實際應(yīng)用中,需要綜合考慮介質(zhì)的性質(zhì)、工作壓力、溫度、轉(zhuǎn)速以及生產(chǎn)工藝對密封的要求等因素,正確選擇密封形式,以化工泵的穩(wěn)定、穩(wěn)定運行,為化工生產(chǎn)提供確定。