渣漿泵填料密封又稱(chēng)為壓緊填料(Gland Packings)密封,俗稱(chēng)盤(pán)根(Packings)。盤(pán)根密封是最古老的一種密封結(jié)構(gòu),在我國(guó)古代的提水機(jī)械中,就是用填塞棉紗的方法來(lái)堵住泄漏的,世界上最早出現(xiàn)的蒸汽機(jī)也是采用這種密封形式的。
而19世紀(jì)石油和天然氣開(kāi)采技術(shù)的生產(chǎn)與發(fā)展,使填料密封的材料有了新的發(fā)展。
到了20世紀(jì),填料密封因其結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單,價(jià)格不貴,來(lái)源廣泛而獲得許多工業(yè)部門(mén)的青睞。
填料密封主要用于機(jī)械行業(yè)中的過(guò)程機(jī)器和設(shè)備運(yùn)動(dòng)部分等動(dòng)密封,比如離心泵、壓縮機(jī)、真空泵、攪拌機(jī)、反應(yīng)釜的轉(zhuǎn)軸密封和往復(fù)泵、往復(fù)式壓縮機(jī)的柱塞或活塞桿,以及做螺旋運(yùn)動(dòng)閥門(mén)的閥桿與固定機(jī)體之間的密封。
盤(pán)根密封可用于高溫、高壓。例如,油浸石棉盤(pán)根,其密封壓力可達(dá)12公斤/厘米,介質(zhì)溫度可達(dá)250℃。但是盤(pán)根密封的速度卻較低。例如,用于水泵時(shí),其使用速度上限為6米/秒。這是因?yàn)楸P(pán)根填料不耐磨,而盤(pán)根與軸的接觸摩擦面很大,且盤(pán)根對(duì)軸的壓力也很大,因而發(fā)熱及磨損嚴(yán)重。如果密封介質(zhì)的壓力較高,還必須將螺釘4擰得更緊,使盤(pán)根劉軸的壓緊力更大,這樣才能保證高壓密封不漏。此時(shí),軸的轉(zhuǎn)速必須降得更低??梢?jiàn),壓力和轉(zhuǎn)速是互相聯(lián)系的,壓力較低時(shí),可允許轉(zhuǎn)速高一些;若壓力較高,則必須降低轉(zhuǎn)速,以滿足高壓密封的要求。一般盤(pán)根密封產(chǎn)生泄漏的原因,是由于摩擦產(chǎn)生高溫,使盤(pán)根中某些成分揮發(fā)或碳化而形成漏泄間隙。此時(shí),可更換新的盤(pán)根以恢復(fù)其密封性能。盤(pán)根成本很低,這是其他各種高壓密封所不如的。但是,盤(pán)根密封所占的體積和重量很大,遠(yuǎn)不如石墨密封和漲圈密封緊湊、輕巧。
(1)填料選用不合適。例如,選用的填料不耐介質(zhì)腐蝕、不耐高壓或真空、不耐高溫或低溫等。
(2)填料壓蓋未壓緊。只有受到一定的壓緊力時(shí),填料才能產(chǎn)生一定的徑向形變,充實(shí)泵軸(閥桿)與填料筒內(nèi)壁之間的間隙,從而起到密封作用。當(dāng)壓緊力很小時(shí),填料的徑向形變就很有限,密封效果比較差。
(3)所用填料太細(xì)。如果填料太細(xì),當(dāng)受到填料壓蓋的擠壓作用時(shí),它本身所能產(chǎn)生的徑向形變就很有限,不能起到很好的密封作用。
(4)填料切得太短,兩切面不能密合。
(5)填料安裝圈數(shù)太少,達(dá)不到使用要求。
(6)填料安裝不正確。主要是由于填料切口角度過(guò)大或過(guò)小,填料切面的接合方式不正確,各圈填料的切口沒(méi)有錯(cuò)開(kāi)等原因造成填料安裝不正確。
(7)填料潤(rùn)滑劑選用不當(dāng)或失效。用于浸漬填料繩的潤(rùn)滑劑必須具有良好的保持性能、潤(rùn)滑性能和成膜性能。當(dāng)潤(rùn)滑劑選用不當(dāng)或失效時(shí),填料繩得不到潤(rùn)滑劑的浸潤(rùn) ,纖維之間的空隙就得不到密封,泵軸 (閥桿)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)也得不到充分潤(rùn)滑。若填料老化、干裂就表明填料潤(rùn)滑劑已經(jīng)失效。
(8)填料保存不當(dāng)或超過(guò)使用期限,造成老化、干裂或喪失彈性。如果填料繩本身喪失了彈性,當(dāng)受到填料壓蓋的擠壓作用時(shí),難以發(fā)生徑向形變,就不能充實(shí)泵軸 (閥桿)與填料筒內(nèi)壁之間的間隙。
(9)填料筒與壓蓋筒的徑向配合間隙過(guò)大。當(dāng)填料壓蓋與填料筒不配套、壓蓋筒的厚度相對(duì)于填料腔的寬度小得多時(shí),填料受到壓蓋的擠壓作用就很有限,不能產(chǎn)生充分的徑向形變。這種情況常見(jiàn)于一些老式閥門(mén)閥桿處的填料密封,但往往不容易被發(fā)現(xiàn)。
(10)填料筒內(nèi)壁或泵軸 (閥桿 )表面受損(腐蝕、磨損、表面劃傷或閥桿螺紋斷絲等)。
(11)泵軸 (閥桿)彎曲。泵軸 (閥桿)的磨損、彎曲或偏心嚴(yán)重是造成滲漏的重要原因。
(12)填料太硬或夾雜顆粒雜質(zhì),長(zhǎng)期運(yùn)轉(zhuǎn)造成軸的磨損。試驗(yàn)證明,石棉填料對(duì)軸 (閥桿)的磨損最嚴(yán)重。
(13)泵的實(shí)際揚(yáng)程過(guò)高。一般情況下,對(duì)于同一臺(tái)離心泵,若轉(zhuǎn)速一定,當(dāng)流量減小時(shí),其揚(yáng)
程增大。一旦內(nèi)部介質(zhì)的壓力增大,就可能破壞原來(lái)的填料密封形成滲漏。
(14)填料磨損嚴(yán)重。正常裝填的填料磨損比較均勻 ,靠近壓蓋處較大,向內(nèi)逐漸減小;裝填不好的填料,壓蓋附近在短時(shí)間內(nèi)即出現(xiàn)很大的磨損,而填料深處卻無(wú)磨損現(xiàn)象。
(15)填料使用時(shí)間過(guò)長(zhǎng)。填料在運(yùn)行過(guò)程中,容易受到磨損、浸蝕、老化、干涸、溫度等因素的影響,逐漸失去致密性能而導(dǎo)致滲漏,這種現(xiàn)象在填料密封裝置中較為普遍。
1)有一定的彈塑性。當(dāng)水泵填料受軸向壓緊時(shí)能產(chǎn)生較大的徑向壓緊力,以獲得密封;當(dāng)機(jī)器和軸有振動(dòng)或偏心及填料有磨損后能有一定的補(bǔ)償能力(追隨性)。
2)有一定的強(qiáng)度。使水泵填料不至于在未磨損前先損壞。
3)化學(xué)穩(wěn)定性高。即其與密封流體和潤(rùn)滑劑的適應(yīng)性要好,不被流體介質(zhì)腐蝕和溶脹,同時(shí)也不污染介質(zhì)。
4)不滲透性好。由于流體介質(zhì)對(duì)很多纖維體都具有一定的滲透作用,所以對(duì)填料的組織結(jié)構(gòu)致密性要求高,因此三昌泵業(yè)填料制作時(shí)往往需要進(jìn)行浸漬、充填相應(yīng)的填充劑和潤(rùn)滑劑。
5)導(dǎo)熱性能好。易于迅速散熱,且當(dāng)摩擦發(fā)熱后能承受一定的高溫。
6)自潤(rùn)滑性好。即摩擦系數(shù)低耐磨損。
7)填料制造工藝簡(jiǎn)單,裝拆方便,價(jià)格低廉。
同時(shí)能滿足上述要求的材料較少,如一些金屬軟填料、碳素纖維填料、柔性石墨填料等,它們的性能好,適應(yīng)的范圍也廣,但價(jià)格較貴。而一些天然纖維類(lèi)填料,如麻、棉、毛等,其價(jià)格不高,但性能稍差,適應(yīng)范圍比較窄。所以,在水泵填料材料選用時(shí)應(yīng)對(duì)各種要求進(jìn)行全面、綜合的考慮。
(1)填料密封的貼緊接觸力來(lái)源于壓蓋對(duì)填料的軸向壓力而使填料產(chǎn)生徑向擴(kuò)張力,造成填料與軸套之間形成較大的摩擦,因而需要經(jīng)常更換磨損的軸套。
(2)需要損耗10%~15% 的軸功率來(lái)克服軸套與填料之間的摩擦力而實(shí)現(xiàn)密封。
(3)填料密封的泄漏極易使泄液進(jìn)入軸承箱,造成軸承的損壞。
(4)填料密封在使用過(guò)程中,由于填料經(jīng)常處于非正常的使用狀態(tài),加劇了填料磨損和軸套的損壞,使得填料密封的使用處于惡性循環(huán)。
(5)為了將填料與軸或軸套之間的摩擦熱帶走,必須有定量的泄漏,造成冷卻水的流失??傊盍厦芊獾膬?yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單易行,缺點(diǎn)是維修工作量大,功率的損失也較大,且由于它總是有一定的泄漏,故不適用于輸送易燃、易爆、有毒和貴重液體。
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