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離心泵工作時,能減少或防止從動、靜之間的間隙中泄漏液體的部件稱為密封。根據其在泵內的位置和具體的作用,可分為外密封、內密封以及級間密封三種。今天咱們就和大家聊聊離心泵常用的這三種密封裝置。
1. 外密封
外密封裝設在泵軸及穿出泵殼的地方,密封該處間隙,又稱軸封。其作用是防止壓力液體泄漏出泵外。對于吸入室為真空的泵,則還有防止空氣漏入,以免影響吸水過程的作用。由于離心泵的運行特點和用途不同,軸封從結構上又分為填料密封、機械密封、迷宮密封和浮動環密封等幾種。
(1) 填料密封
填料密封主要由填料箱、填料盤根、水封環和填料壓蓋等組成,又稱盤根密封。泵工作時,軸封的密封效果可以用松緊填料壓蓋的方法來調節,緊壓蓋,則填料擠緊,泄漏量減少,但摩擦增大,嚴重時會造成發熱、冒煙,甚至燒毀填料或軸套;松壓蓋,則填料放防松,又會使泄漏量增大,對吸入室為真空的泵來說還可能因大量空氣漏入而吸不上水。因此,合理的壓蓋松緊度是緊壓蓋后,填料箱中每分鐘滲漏液體量以約60滴為好。
填料密封結構簡單,安裝檢修方便,壓力不高時密封效果好,但是填料的使用壽命較短,需要經常更換、維修,因此,只適用于泵軸周速度小于25m/s的中、低壓水泵。
(2) 機械密封
機械密封不用填料,主要依靠密封腔中液體和彈簧作用在動環上的壓力,使動、靜環的端面緊密貼合,形成密封端面。機械密封的優點是密封效果好、泄漏少,軸封尺寸較小,使用壽命長,軸與軸套不易磨損,功率消耗較少,一般為填料密封功率消耗的10%-15%。因此,在現代高溫、高壓、高轉速的給水泵上得到廣泛的應用。機械密封的缺點是結構復雜,價格貴,安裝及加工精度要求高,若動、靜環不同心,則運行時易引起水泵振動。
(3) 浮動環密封。
浮動環密封主要又數個單環套在軸上依次排列而成,每個單環均由一個浮動環,一個支撐環及三個彈簧組成。浮動環密封與機械密封相比,結構簡單,運行可靠,如果正確的控制徑向間隙和密封長度,也能得到較好的密封效果,尤其是其他形式何用時效果更好。其主要確定是軸向長度較長,運行時支承環組成的腔內必須有液體,所以這種密封不宜在粗而短的大容量給水泵中應用,也不宜在干轉或汽化的條件下運行。
(4) 其他密封
外密封除了上述三種主要形式外,還有迷宮密封及螺旋密封等。迷宮密封是利用泵殼上類似梳子型的密封片與軸套之間形成的一系列忽大忽小的間隙,對泄漏液體進行多次節流、降壓,從而達到密封的目的。這種密封的徑向間隙較大,泄漏量也較大,但是功耗少,制造簡單,不易發生密封片與軸套間的摩擦,即使是在離心泵干轉,密封液體短時間中斷的情況下也不會相互摩擦,這種高可靠性和安全性,使其在高速大型水泵中正逐步成為主要的外密封裝置。
螺旋密封即在軸套表面上開出與泄漏方向相反的螺旋形溝槽,泵軸轉動時起到密封作用。
2. 內密封
為了減少機內高壓區效率到低壓區的液體量,通常在泵體和葉輪上分別安設內密封。內密封常稱為密封環,又稱口環、卡圈。它的動環重在葉輪入口外圓上。通常與葉輪連成一體,其靜環裝在相對應的泵殼上。兩環之間的構成很小間隙,可阻止從葉輪甩出的高壓液流返回葉輪的入口,從而減少內部泄漏損失。由于靜環常用硬度較低的材料如青銅、碳鋼或高級鑄鐵等制成,而且更換方便,所以當兩環發生摩擦時,可以保護葉輪和泵殼不被磨損。
常用的密封環有四種形式,一般常用平環式、角環式。在高壓泵中為了減少泄漏常用鋸齒式和迷宮式,但是現代的高速圓筒形給水泵為減少振動又改用平環式密封。
3. 級間密封
級間密封就是裝在泵殼或導向葉輪上與定距軸套相對應的靜環,故又稱級間密封環。它依靠靜環和定距軸套之間的圓環形徑向間隙,阻礙后級葉輪入口的液體向前級葉輪后蓋外側空腔的泄漏。這部分泄漏液體不經過葉輪的流道,只在旋轉葉輪后蓋板的帶動下,來回于空腔、導葉、圓環形徑向間隙之間流動。這種流動雖然不影響葉輪的流量,也不消耗葉片傳遞給液體的能量,但是它卻在通過圓盤狀的后蓋板外側時產生摩擦而損耗泵的軸功率,因此,多級離心泵一般都采用級間密封環,來減小這種泄漏,降低功率損耗。