雜質泵的密封歷來都是一個令研究者頭痛的問題,隨著雜質泵使用范圍的擴大,這一問題就更加突出了。因為雜質泵輸送的固體顆粒越來越大,液體的有害性越來越嚴重,這些物質較普通的泥沙對軸及密封的腐蝕和磨損都會更嚴重縮短密封的使用壽命,而密封一旦失效,泄漏就直接影響著泵的正常運行甚至是操作人員的人身安全。要解決雜質泵的密封問題就要了解它的密封形式。

雜質泵密封的作用

       旋轉的泵軸和固定的泵體間的密封簡稱軸封。軸封的作用主要是防止高壓液體從泵中漏出和防止空氣進入泵內。盡管軸封在泵中所占的位置并不大,但泵能否正常運轉卻和軸封密切相關。如果軸封選用不當,不但在運轉中需要經常維修,漏損很多被輸送的液體,而且可能由于漏出的易燃、易爆和有毒液體引起火災、爆炸和中毒事故,后果不堪設想。因此,必須合理選用軸封結構才能保證泵的安全運行。

雜質泵軸封的原理及分類

       雜質泵的軸封主要有以下幾類:填料密封、機械密封、浮動環密封、其它密封等。下面主要針對填料密封的特點來說明它在雜質泵中的應用。

填料密封

       填料密封是一般泵中最常用的密封機構,它由填料環、填料套、填料,填料壓蓋、長扣雙頭螺栓和螺母組成,通過填料和泵軸表面接觸阻止介質通過而達到密封的目的。在相接觸的密封副之間,存在著許多細小的間隙和溝槽,因此,施加足夠的壓緊力以達到必要的密封比壓,可使填料產生彈塑性變形以減小間隙。由于軸表面總是有一定的粗糙度,它與填料不可能達到理想接觸,必然有微小的間隙存在,這樣就形成無數個“迷宮”。這些微細曲折的間隙對介質多次節流而起到的阻尼作用,以及間隙內滯流邊界層等因素所產生的“迷宮效應”,導致間隙阻塞,實現密封。由此可知,密封作用是在介質進人填料與泵軸的接觸面之間的阻塞在間隙內形成的。

       流體通過填料密封的泄漏有3 條途徑:

       ①通過填料與靜止件界面的泄漏;

       ②通過填料本身的泄漏;

       ③通過填料與運動界面之間的泄漏。

       流體通過填料與靜止界面的泄漏和流體通過靜密封面的泄漏原理一樣。流體通過填料本身的泄漏取決于被密封流體的滲透力和軟填料本身的內部結構,編結填料易出現這種泄漏。當介質的滲透力強或介質為氣體時,通過填料的滲透泄漏幾乎不可避免,但具體的泄漏機制有待進一步探索。對于絕大多數液體介質,泄漏主要是通過填料與運動件之間的界面進行。對于雜質泵來說,輸送的介質中固體顆粒直徑較大在輸送過程中很難靠近泵體軸封處的細小間隙,所以需要注意的是,當填料密封在腐蝕性介質條件下工作腐蝕性液體會滲透到填料中,而當填料中含有可溶性腐蝕性的雜質時,細小顆粒也會隨液體進入填料,這些都會引起軸材料的磨損,同時還會受到腐蝕。尤其是當構成摩擦副組對的2 種材料均為導體時,在電解質溶液中,還有可能發生電偶腐蝕,更加速了軸的腐蝕破壞。所以,雜質泵在輸送有毒、腐蝕及貴重液體時,由于要求泄漏量小,甚至不準漏出,不能采用填料密封。