泵用零泄漏密封技术介绍

hzx0714

泵用零泄漏密封技术介绍

随着现代工业，特别是石油、化工、冶金等工业大发展，对各种旋转机械转轴密封的要求越来越高。机泵能否正常运转，在很大程度上也取决于密封结构的可靠性。一旦密封不好,即会发生泄漏。泄漏会污染环境,损害人体健康,增加损耗,甚至会导致火灾、爆炸、人身伤亡等重大事故的发生,直接影响着企业的经济效益。下面介绍几种泵用的无泄露技术。
一．填料密封的无泄漏技术
    离心泵常用的轴封装置有填料密封和机械密封两种。填料密封是靠装在填料箱内的填料实现密封的，因其结构简单、成本低而被广泛使用。填料与泵轴之间有相对运动，会产生摩擦和磨损，若为了防止液体泄漏而将填料盖强力压紧，虽然暂时止住了泄漏，但因摩擦加大而使机械功率损失增加，造成填料与轴一起发热，不久还会继续泄漏。若为了减少摩擦而使压盖松弛，会导致泄漏增加，不能起到密封作用。因此，填料压盖不能压得太紧，应达到滴水不成线的效果，才能保证填料的正常使用。也就说，传统的填料是有一定的泄漏的。
    现在，有一种新型的层状剪切式密封填料CMS2000，改变了人们的传统观点。CSM2000型填料由纯合成的KEVLAR纤维、高纯的石墨、PTFE（聚四氟乙烯）、有机密封剂等材料混合组成，形成一种无规格限制的黑色胶状物。
    使用时，在填料函的前后端装入编织环或石墨填料，中间用高压注入枪注入CSM2000DE胶状物，直至充满。在轴旋转运动过程中，CMS2000填料中的KEVLAR纤维会缠绕在轴（或轴套）上并随轴同步旋转，形成一个“旋转层”。在填料函内壁附近，CMS2000填料粘附其上，形成一个“不动层”。这样，泵轴的转动使填料的处在中间的填料层作剪切运动，这是因为填料间吸引力极小。其层间摩擦系数很小。
这种填料具有以下特点：
（1）填料内外层分别粘附在轴和填料函腔，泵送介质必须击穿填料才可能外漏，在填料的许用范围内达到完全无泄漏的效果；
（2）由于填料与轴无相对运动，所以不磨损轴；
（3）可进行在线修复；
（4）由于填料层间摩擦系数很小，比普通填料与轴的摩擦损耗小，因而耗电低。
（5）安装简单；
（6）不需要冲洗；
（7）库存低，适应不同填料腔。
    这种填料也存在一些不足而限制其适用范围。它在高温下，会分解放出氧化氢、二氧化碳、一氧化碳等有害气体。另外，其使用压力有限。
表1给出了几种产品的使用条件。


名称
第一代
第二代
第三代

成分
纤维
KEVLAR
特种合成纤维

填充物
石墨＋PTFE
高分子硅脂+PTFE
鳞片状石墨+PTFE

密封剂
有机密封剂
有机密封剂
高级有机硅密封剂

温度
－18℃～+200℃
－40～+204℃
－50～+750℃

压力
0.7MPa
1.0MPa
1.5MPa

介质
水
除强酸外

我国使用CSM2000填料取得了较好的效益。如：深圳市自来水有限公司用于14SA－10B, 新疆泽普石化厂用于14SH-9, 独山子石化总厂炼油厂用于14SH－9A，南京钢铁集团有限公司用于12SH-6A，哈尔滨市自来水公司用于20SH-13，莱钢用于12SH-6A、24SH-19，中原大化集团有限责任公司用于污水泵中，韶关发电厂用于低压加热疏水泵125NW－65X2中。普遍反应达到完全无泄漏，并且耗电比原来减少，有的降低耗电达15～15％。
    二．磁流体密封技术
    磁流体密封是70年代发展起来的新型密封技术。磁流体密封在密封气体和真空中比较成熟，尤其是在真空密封方面应用比较普遍。现在，在泵中也得到了一些应用。
磁流体密封的关键是磁流体，它由磁性的纳米颗粒，经过特殊处理均匀分散到水、油等液体中形成的固液混相的胶体液体。它是一种具有超顺磁特性的液态物质。悬浮的颗粒一般为Fe3O4或CrO2的磁性物，其大小为100°A左右（2.5×10-3~15×10-3μm）。磁流体是不会凝聚沉淀的，因为在流体中，各颗粒间同性斥和范氏吸力（分子静电吸力）强。
磁流体密封的结构比较简单，它由永久磁铁、磁极、磁回路、磁性液体和转轴等组成，磁极与转轴之间的间隙为密封间隙，密封间隙内充入磁性液体。磁流体密封的密封原理是永磁体在密封间隙中产生强大磁场，紧紧将磁流体吸住，从而封住泄漏通道达到密封的目的。它具有（1）密封能力不依靠密封表面的压紧力，所以，在密封表面之间存在相对运动的情况下，它的摩擦力较小，仅表现为铁磁流体内部的剪切应力，因而摩擦功耗、发热问题可以不考虑。并且不存在表面的磨损现象。（2）这种密封可以完全的零泄漏密封。只要磁铁体密封膜不破坏，它是绝对不存在泄漏。
    磁流体密封具有以下优点：
1）寿命长、无泄漏。
2）摩擦损失小，对轴（或轴套）无磨损。
3）当被瞬时高压击穿后，如果压力恢复许可范围，可以自修复。
4）压力较高时，可采用多级密封。
    河北机电学院、华北石油管理局第一机械厂分别将磁流体应用于氨水泵和砂泵均取得满意的效果。但是，磁流体用于泵的密封时还有一些缺点。如泵送介质可能与磁流体的液相载体发生互溶和亲和，从而导致磁流体变质、流失，致使密封失效。另外，磁流体的密封能力较低，只能密封大约30～35kPa，实际上一个大气压就需要多道密封级。
三．干气密封
    干气密封是一种新型的非接触式轴封，它的出现是密封技术的一次革命。它采用气封液或气封气的新概念代替了传统的液封气或液封液的旧观念。在70年代末，国外就开始采用。干气密封最初是为了经济高速离心压缩机轴封而研制的，由于其优良的性能和极长的使用寿命，在90年代初期逐渐应用与离心泵上，并取得了良好效果。
    干气密封装置是一种非接触式密封，它的一个密封环上（金属环）带有很浅的大约0.0025～0.01mm的螺旋槽。当设备的转子旋转时，外源密封气在螺旋槽被压缩，然后膨胀并越过密封面，产生稍稍打开的密封面间隙，建立100％的稳定气膜。干气密封不接触、无磨损，使用寿命无限。
    通常情况下，泵用干气密封可分为三种结构，即机械密封＋干气密封；迷宫密封＋干气密封＋干气密封；干气密封＋干气密封。机械密封＋干气密封的第一道密封密封介质为液体，第二道密封为干气密封，密封介质为第一道密封泄漏的微量接着外部引入的惰性气体，引入惰性气体阻隔密封系统。
    干气密封的几个优点：
（1）密封使用寿命长；
（2）密封功率消耗小，仅为接触式机械密封的5％左右；
（3）可以实现介质的零泄漏；
（4）密封辅助系统简单、可靠、使用中不需要维护。

chqzgm

谢谢楼主分享！不用流量也学到知识，谢谢！