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图解机封原理和常见故障

 明哲工作室 2020-01-06

        水泵工作时,泵轴穿过泵壳,动静之间存在缝隙,这时水就会从缝隙漏至泵外,图1,为了减少泄漏,通常在动静缝隙处安装轴端密封设备,也就是轴封装置,常见轴封有盘根填料和机械密封装置。 

图1 水泵轴封

一、填料密封

        这是早期常用的一种轴封装置。主要由轴封套、填料、填料压盖等组成,图2,填料的压紧程度可通过拧松或拧紧压盖上的螺栓来进行调节。使用时,压盖的松紧要适宜,压得太松,则达不到密封效果;压得太紧,则泵轴与填料的机械磨损大,功率增加,甚至有可能造成抱轴现象。一般以水能通过填料缝隙呈滴状渗出,每分钟约泄漏30-60滴。

图2 盘根填料密封

二、机械密封

        机械密封是一种依靠弹性元件对动、静环端面密封副的预紧与液体压头与弹性元件压头的压紧而满足密封的轴向端面密封设备,如图3。机封通常由静环、动环、压紧元件与密封元件构成。动环与静环的端面构成一对磨擦副,动环靠密封室中介质的压头使其端面压紧在静环端面上,并在两环端面上维持一层极薄的介质膜而满足密封。

图3 机械密封结构

        由于密封面研磨得非常平,机封密封面形成非常细的液膜作用,液膜将两密封面分离开,并润滑两相对运动的密封面,减小密封面间的摩擦系数和发热量达到防止介质泄漏目的。机械密封面通常都有泄漏,但人眼看不见,因密封面的液膜非常薄,泄露量非常小。而摩擦热使其慢慢蒸发,图4。

图4 密封面的泄漏

        数据中心的离心水泵要求高,需要采用机械密封装置,可以说机封是离心水泵的关键部件,直接关系到离心水泵能否正常工作。

三、常见机封故障

1.安装静试时泄漏

        机械密封安装调试好后,一般要进行静试,观察泄漏量。如泄漏量较小,多为动环或静环密封圈存在问题;泄漏量较大时,则表明动、静环摩擦副间存在问题。手动盘车观察,若泄漏量无明显变化则是静、动环密封圈有问题;如盘车时泄漏量有明显变化则可断定是动、静环摩擦副存在问题。

2.运转时出现的泄漏

        运转时出现的泄漏,图5,水泵运转时高速旋转产生的离心力,会抑制介质的泄漏。因此,试运转时机械密封泄漏在排除轴间及端盖密封失效后,基本上都是由于动、静环摩擦副受破坏所致。

引起摩擦副密封失效的因素主要有:

(l)操作异常,引起较大的轴向力,使动、静环接触面分离;(2)机械密封压缩量过大,摩擦副端面磨损严重;(3)动环密封圈过紧,弹簧无法调整动环的轴向浮动量;(4)静环密封圈过松,当动环轴向浮动时,静环脱离静环座;(5)运行中杂质进入摩擦副,损伤动、静环密封面;

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