离心泵的机械密封和工作原理

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离心泵的机械密封和工作原理

离心泵的密封环
    
    具有导叶装置的泵体:泵体为旋转体形状,泵体内安放叶轮的外围有数个导叶片构造的流道。
    双层泵体:在一般不锈钢离心泵体外再加一个圆筒形外壳的泵体称为双层泵体。
    ③密封环密封环又叫口环,一般装在泵体上,与叶轮吸入口外圆构成很小间隙(图1-17)。由于泵体内液体压力较吸入口压力高,所以泵体内的液体总有流向叶轮吸入口的趋势。密封环主要作用就是防止叶轮与泵体之间的液体漏损。密封环还起到承受摩擦的作用,当问隙磨大后可更换新的密封环而不使叶轮和泵体报废,以延长它们的寿命,所以密封环是泵的易损件。密封环和叶轮吸入Ll外圆间隙一般为0.1~0.5mm。
    ④轴封装置  在离心泵中,旋转轴从固定的泵体中伸出,为了防止立式离心泵体内的高压液体漏出,同时防止空气进入泵体内,所以设有密封装置。通常把轴和泵体间的密封称为轴封装置。轴封装置主要有填料密封、机械密封和浮动环密封三种。
   
    填料密封主要由填料箱、填料、水封环、填料压盖等组成(图1-18)。它主要靠泵轴外
    
 
    图1—18填料密封
1填料压盖;2水封环;3填料;4填料箱

表面和填料接触达到密封。填料又叫盘根,它是一种石墨或黄油浸透的棉织物及石棉,有的
是金属箔包石棉芯子等。密封的严密性可用松紧填料压盖的方法来调节。
    机械密封又叫端面密封,如图1—19所示。机械密封主要靠静环和动环的端面摩擦来密封。机械密封比填料密封的密封性好,泄漏少,寿命长,功率消耗小。但机械密封制造较复杂,精度要求高,价格贵,同时安装技术要求也较高。
    浮动环密封是借助浮动环端面、浮动套(支承环)端面在液体压力和弹簧力(有的不用弹簧)的作用下,使液体得到径向密封(图1—20)。密封液体只能在轴向从浮动环与轴(轴套)间的狭窄间隙中通过。而轴向密封则是借轴外圆表面与浮动环内表面所形成的狭窄缝隙所产生节流作用降低压力达到密封的。流体动力的支承力可使浮动环自由浮动,自动调中心,运行可靠,泄漏量介于前两种密封形式之间。这种密封一般在高温高压下采用。

   
    图1 19离心泵机械密封


1--传动座;2螺钉;3一弹簧;4压紧垫;5动环密封圈;6-动环;7-静环;8-静环密封圈;9-泵轴;
    S-密封端面;x-大气;Y-密封介质
    ⑤平衡装置  由于叶轮两侧作用力是不相等的,如图l—21所示,相当于一个力F将叶
 
    图1-20    浮动环密封
1.浮动环;2浮动套;3-支承弹簧;4-泄压环;5-轴套
 


图1-21  离心泵轴向力示意图

 

轮推向吸入口侧,这个力叫轴向力。若不消除这轴向力,多级离心泵的转动部分就会发生轴向窜动,从而引起磨损、振动和发热,使泵不能正常工作运转。因此必须采用平衡装置。
   离心泵的轴向平衡装置最常见的有平衡孔、平衡管和平衡盘等。
 
图1-22平衡盘装置示意图

 
1-末级叶轮;2-平衡室;3-轴向间隙;4-平衡盘;5-泵轴
    平衡孔:在叶轮后盖板上增加与前盖板上相同的密封环,并在后盖板上开几个孔(平衡
接入口孔),使后盖处压力和吸入口压力基本相等,从而平衡了轴向力。
    平衡管:在泵体上接一管通到泵的吸入口,使叶轮两侧压力基本平衡。
    以上两种装置,结构简单,但会引起液体回流,降低效率,同时尚有l0%~25%的轴向力得不到平衡,通常须装推力轴承来承受剩余轴向力。
    平衡盘:图1-22是平衡盘的一种。主要用于多级泵中,它和最后一级叶轮固定在同一轴上。平衡盘和泵体间有一轴向间隙,当叶轮工作时,高压液体经过间隙流入平衡盘右面空间即平衡室。平衡室与吸入EI相通,平衡室压力和吸入口一样很低,故平衡盘两侧有压差,由于压差推力和轴向力方向相反,从而使轴向力达到平衡。卧式离心泵的整个转动部分可以左右窜动,而工作时由平衡盘自动平衡。
    另外,双吸式叶轮、将叶轮对称排列等方法也可以平衡部分轴向力。
  

  (3)离心泵的工作原理


    一般离心泵启动前泵壳内要灌满液体,当原动机带动泵轴和叶轮旋转时,液体一方面随叶轮作圆周运动,一方面在离心力作用下自叶轮中心向外周抛出,液体从叶轮获得了压力能
和速度能。当液体流经蜗壳到排液口时,部分速度能将转变为静压力能。在液体被叶轮抛出时,叶轮中心部分造成低压区,与吸入液面的压力形成压力差,于是液体不断地被吸人,并
以一定的压力排出。图l—23所示为离心泵工作原理。
    离心泵与其他种类的泵相比,具有构造简单、能与电动机直接相连、不受转速的限制、不易磨损、运行平稳、噪声小、出水均匀、调节方便、效率高、运行可靠、’维修方便等
优点。在叶片泵产品中,离心泵的用量最大、使用范围也最广。因此,管道离心泵在各行各业中得到了广泛应用。
    
图1—23  离心泵工作原理图

 

(4)离心泵主要特点

 ①主要优点
    a.离心泵的流量范围很大,一般常用的在5~2000m3/h,目前国外最大的达到54500m3/h。另外流量和压力都平稳,没有波动。
    b.离心泵的转速较高,可以与电动机和汽轮机直接相峻连,传动机构简单紧凑。
    C.操作方便可靠,调节和维修容易,并易于实现自动化和远距离操作。
d.离心泵与同一指标的往复泵相比,结构简单紧凑、体积小,重量轻、零部件少,制造方便、造价低、而且占地面积小,因此它的设备和修理费用都较低廉。
 ②主要缺点
  a.在一般情况下,离心泵启动前需先灌泵或用真空泵将泵内空气抽出。自吸离心泵启动前虽不必灌泵,但目前使用上还有局限性。
  b.液体黏度对泵的性能影响较大。当液体黏度增加时,泵的流量、扬程、吸程和效率都会显著地降低。
  c.离心泵在小流量、高扬程的情况下应用,体流道很窄,制造困难,同时效率也很低。受到一定的限制。因为小流量离心泵的泵
    虽然离心泵有一定缺点,但优点更多,在许多场合,离心泵都代替了往复泵,所以耐腐蚀离心泵获得了广泛的应用。

ISGD低转速离心泵

 

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