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泵用干氣密封的原理及主要特點

時間:2018-3-10 10:03:19來源://19crazy.cn作者:弘(hong)凌泵閥(fa)

1.工作原理

泵(beng)用干(gan)(gan)氣(qi)(qi)(qi)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)是(shi)一種高性能、長壽命的(de)新(xin)型密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)型式,在(zai)(zai)結(jie)構上(shang)它與普通(tong)機械密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)顯著不同的(de)是(shi):動(dong)(dong)、靜(jing)環(huan)(huan)(huan)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)端面(mian)較寬;在(zai)(zai)動(dong)(dong)環(huan)(huan)(huan)或靜(jing)環(huan)(huan)(huan)端面(mian)上(shang)加工出特殊形(xing)(xing)狀的(de)流(liu)體動(dong)(dong)壓(ya)(ya)槽,如螺旋槽,槽深一般(ban)在(zai)(zai)3-10pm之間。當動(dong)(dong)環(huan)(huan)(huan)高速旋轉(zhuan)時(shi)(shi),動(dong)(dong)環(huan)(huan)(huan)或靜(jing)環(huan)(huan)(huan)端面(mian)上(shang)的(de)螺旋槽將外徑(jing)處(chu)(chu)的(de)高壓(ya)(ya)氣(qi)(qi)(qi)體向(xiang)下(xia)泵(beng)入密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)端面(mian)間,氣(qi)(qi)(qi)體由(you)外徑(jing)向(xiang)中(zhong)心流(liu)動(dong)(dong),而密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)壩節制氣(qi)(qi)(qi)體流(liu)向(xiang)中(zhong)心,于是(shi)氣(qi)(qi)(qi)體被壓(ya)(ya)縮引(yin)起壓(ya)(ya)力(li)(li)升高,在(zai)(zai)槽根處(chu)(chu)形(xing)(xing)成高壓(ya)(ya)區(qu)。端面(mian)氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)壓(ya)(ya)力(li)(li)形(xing)(xing)成形(xing)(xing)成開(kai)啟力(li)(li),在(zai)(zai)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)穩定運轉(zhuan)時(shi)(shi),該開(kai)啟力(li)(li)與由(you)作用在(zai)(zai)補償環(huan)(huan)(huan)背面(mian)的(de)氣(qi)(qi)(qi)體壓(ya)(ya)力(li)(li)和彈(dan)簧力(li)(li)形(xing)(xing)成的(de)閉(bi)合力(li)(li)平(ping)衡,密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)保持非接觸、無磨(mo)損(sun)運轉(zhuan),其(qi)氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)厚度(du)一般(ban)維持在(zai)(zai)2-3pm。如果出現某些擾動(dong)(dong)因素(su)使密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)間隙(xi)減(jian)(jian)小,引(yin)起開(kai)啟力(li)(li)減(jian)(jian)小,而閉(bi)合力(li)(li)不變,密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)間隙(xi)將減(jian)(jian)小,密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)將很(hen)快再(zai)次恢復平(ping)衡。干(gan)(gan)氣(qi)(qi)(qi)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)這種抵(di)抗(kang)氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)間隙(xi)變化的(de)能力(li)(li)稱之為氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)剛(gang)度(du)。雖然泵(beng)用干(gan)(gan)氣(qi)(qi)(qi)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)間隙(xi)很(hen)小,但氣(qi)(qi)(qi)膜(mo)(mo)(mo)剛(gang)度(du)很(hen)大,比液膜(mo)(mo)(mo)潤(run)滑(hua)機械密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)(feng)(feng)的(de)膜(mo)(mo)(mo)剛(gang)度(du)要大得多。

2.主要優點

與傳統(tong)的接(jie)觸式機械密(mi)封(feng)相比,在離心泵中采用(yong)干(gan)氣密(mi)封(feng)有以(yi)下幾個方(fang)面的優點:

(1)摩擦(ca)功耗低

由(you)于干氣(qi)密封的(de)兩(liang)密封端(duan)面(mian)被一薄層穩定的(de)氣(qi)膜(mo)所隔離而且密封腔(qiang)內為(wei)低粘度(du)的(de)氣(qi)體(ti)介質,因此干氣(qi)密封的(de)端(duan)面(mian)摩(mo)擦功(gong)(gong)耗(hao)和動環(huan)組(zu)件的(de)攪(jiao)拌摩(mo)擦損(sun)失要比(bi)液體(ti)潤(run)滑(hua)的(de)密封裝置的(de)摩(mo)擦功(gong)(gong)耗(hao)小很(hen)多,一般兩(liang)者消耗(hao)的(de)功(gong)(gong)率之比(bi)約為(wei)1:10-20.

(2)無磨損(sun)運轉、使(shi)用壽命長

對(dui)干氣密封(feng),由于兩個(ge)相(xiang)對(dui)旋轉的端面是非(fei)接觸的,在(zai)正常(chang)使(shi)用條件下,一般都可達到3年以上。

(3)無封(feng)液系統、能實現泵送介質(zhi)的零(ling)(ling)泄漏或(huo)零(ling)(ling)溢(yi)出

封(feng)(feng)液(ye)(ye)系統(tong)(tong)時常是復(fu)雜的(de)(de)和昂貴(gui)的(de)(de),并存在不可(ke)避(bi)免(mian)的(de)(de)故障危險。泵送介(jie)質(zhi)(zhi)的(de)(de)外(wai)泄漏和封(feng)(feng)液(ye)(ye)冷卻密(mi)(mi)封(feng)(feng)都依賴于封(feng)(feng)液(ye)(ye)系統(tong)(tong)的(de)(de)完善化。干氣密(mi)(mi)封(feng)(feng)避(bi)免(mian)了(le)所有(you)這(zhe)些復(fu)雜因素(su),它(ta)利用干燥(zao)潔凈的(de)(de)氮氣源作為密(mi)(mi)封(feng)(feng)氣,很容(rong)易實現泵送介(jie)質(zhi)(zhi)的(de)(de)零(ling)泄漏或零(ling)溢出,對泵送介(jie)質(zhi)(zhi)沒有(you)任(ren)何(he)污染(ran),而且系統(tong)(tong)比較簡單、可(ke)靠(kao)性非常高。

3、主要技術難點

與高速(su)透平壓縮機用干氣(qi)密封相(xiang)比,離心泵用干氣(qi)密封存在三個方(fang)面的難(nan)點:

(1)結構(gou)尺寸受限制。離心泵(beng)填(tian)料(liao)箱徑向(xiang)(xiang)空間(jian)相(xiang)對較(jiao)(jiao)小,特別是對一(yi)些(xie)老(lao)泵(beng)軸封(feng)(feng)的(de)改造,問題就(jiu)更顯突出(chu)。這樣,一(yi)般泵(beng)用(yong)(yong)干(gan)(gan)氣密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)相(xiang)對就(jiu)比較(jiao)(jiao)窄,由于密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)面(mian)(mian)必須包括起向(xiang)(xiang)下(xia)泵(beng)送作用(yong)(yong)的(de)槽(cao)區(qu)和(he)起密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)作用(yong)(yong)的(de)壩區(qu)兩部分(fen),因此泵(beng)用(yong)(yong)干(gan)(gan)氣密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)的(de)端(duan)面(mian)(mian)結構(gou)參數(shu)(包括流槽(cao)的(de)幾(ji)何(he)參數(shu))的(de)設計(ji)與透平壓縮機(ji)用(yong)(yong)干(gan)(gan)氣密(mi)(mi)(mi)封(feng)(feng)并(bing)不一(yi)樣,其難(nan)度(du)更大。

(2)轉速(su)低(di),動(dong)壓(ya)效應小。由于(yu)離心(xin)泵(beng)主軸轉速(su)不(bu)高(gao)(gao),為了盡可(ke)能提高(gao)(gao)密封在(zai)工(gong)作(zuo)膜厚下(xia)的氣(qi)膜剛度以增強(qiang)密封工(gong)作(zuo)的可(ke)靠性,在(zai)端面槽型的選擇及其(qi)結構參數(shu)的優(you)化(hua)上(shang)必須作(zuo)特殊(shu)的考慮。

(3)性能(neng)(neng)價格比高。由于離(li)心(xin)泵機器(qi)本身的價值相對于透(tou)平壓縮機而言要(yao)小很多,因此泵用(yong)(yong)干(gan)(gan)氣(qi)密封(feng)的價格相對于透(tou)平壓縮機用(yong)(yong)干(gan)(gan)氣(qi)密封(feng)而言就(jiu)(jiu)要(yao)低很多,這就(jiu)(jiu)要(yao)求其性能(neng)(neng)價格比必(bi)須(xu)非常高。因此在設(she)計泵用(yong)(yong)干(gan)(gan)氣(qi)密封(feng)及其控制系統(tong)時,在保證密封(feng)和(he)系統(tong)性能(neng)(neng)的前提下,還必(bi)須(xu)充分考慮其經濟性,以便于泵用(yong)(yong)干(gan)(gan)氣(qi)密封(feng)的推廣應用(yong)(yong),這就(jiu)(jiu)增(zeng)加(jia)了密封(feng)和(he)系統(tong)設(she)計和(he)生產的難度。

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