离心泵动力密封装置

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所属分类:动密封
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1、基本结构

副叶轮动力密封通常由副叶轮、副叶片(又叫背叶片)、固定导叶和停车密封装置等组成,如图1所示。

2、主要部件的作用

(1)副叶片的作用是减低泵腔的压力,达到平衡轴向力和防止颗粒进入密封装置的目的,常用于抽送含有杂质的泵。

(2)副叶轮实际是一个小离心泵叶轮,靠它产生的压头顶住工作叶轮出口的高压液体向外泄漏。

(3)固定导叶的作用是消除液体的旋转,在无固定导叶时,副叶轮光背侧的液体以角速度旋转,压力呈抛物线规律分布。副叶轮光背侧下部的压力小于副叶轮外径处的压力。如果有固定导叶,则可防止液体旋转,光背侧下部的压力和副叶轮外径处的压力差不多,这就提高了副叶轮的封堵压力。

(4)油封(停车密封)作用。因为副叶轮只在泵运行时起密封作用,停车密封装置可以在泵停车时,挡住该余压液体往外泄漏。因此,停车密封应具备两种功能:当停车时应确保及时封堵,以防泄漏;而运行时则应能及时松开,以免密封面磨损而耗能。

在实际应用中,停泵密封采用了三道油封一道挡水环来起密封作用。将动力密封总成组装好后替换离心泵机械密封总成即可。根据改进对象相应改变轴套及前后盖板外型尺寸。泵除机械密封(或其它密封装置)被替换外,其余安装及外型尺寸不受影响。

副叶片和固定导叶加工难度较大,一般离心泵上没有,在改造时可根据情况决定是否采用。在低于50m扬程的泵也可不采用副叶片和固定导叶,只采用副叶轮。

3、动力密封装置整体工作原理

在运转时,离心泵工作叶轮与起密封作用的副叶轮同轴旋转,工作叶轮泄漏出来的液体流到副叶轮后,通过副叶轮作用产生的压力,与泄漏液体的压力在副叶轮顶端与密封总成内端面处达到平衡,从而使泄漏液体起到密封作用。

在停车时,副叶轮动力密封不起作用,泵内液体压力较小,泄漏到副叶轮的液体通过油封进行密封。

4、副叶轮动力密封设计应注意的问题

(1)离心泵采用副叶轮密封无需考虑冷却措施,若用于气体密封,则需设置旁通回路从外部引入封液进行冷却。

(2)副叶轮密封消耗的附加功率与其外径的五次方成正比,因此一般不采用外径过大的方案,而应该同时设副叶片和副叶轮,以便减小外径,减少功耗。

(3)副叶轮动力密封及停车密封装置材料的选择要根据使用介质的要求来决定,否则要影响使用寿命,特别是停车密封还要考虑冷却和润滑等。

(4)因为副叶轮叶片的进口角同副叶轮的密封能力无关,所以叶片形状可以用径向直叶片以便加工制造。叶片数可根据副叶轮大小而增加,以提高密封能力。

5、应用

在采油五厂污水站FB8024污泥泵上进行了改装,使用寿命是原机械密封的6倍。在正常使用条件下,运转及停运、启动时实现了零泄漏。适合介质中含泥沙量大,又需要连续运转的场合。

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