油压机离心密封及原理
在油压机离心泵的轴封中,离心密封主要有两种形式--背叶片密封和副叶轮密封。两者密封原理相同,所不同的只是所增设的做功元件不同。背叶片只增设一个做功元件(背叶片) ,而副叶轮密封增设两个做功元件(背叶片和副叶轮)。
密封原理是副叶轮密封装置通常由背叶片、副叶轮、固定导叶和停车密封等组成。 所谓背叶片就是在叶轮的后盖板上作几个径向或弯曲筋条。 当叶轮工作时,依靠叶轮带动液体旋转时所产生的离心力将液体 抛向叶轮出口,由于叶轮和泵壳之间存在一定间隙,在叶轮无背 叶片的情况下,具有一定压力的出口液体必然会通过此间隙产生 泄漏流动,即从叶轮出口处的高压侧向低压侧轴封处流动而引起泄漏。设置背叶片后,由于背叶片的作用,这部分泄漏液体也会 副叶轮受到离心力作用而产生反向离心压力来阻止泄漏液向轴封处流密封装置动。背叶片除可阻止泄漏外还可以降低后泵腔的压力和阻挡(或减少)固体颗粒进入轴封区,故常用于化工泵和杂质泵上常见的副叶轮多是一个半开式离心叶轮,所产生的离心压力 也是起封堵输送介质的逆压作用。
油压机离心密封的特点及应用范围
①a.性能可靠,运转时无泄漏。离心密封为非接触型密封,主要密封件不存在机械相 互磨损,只要耐介质腐蚀及耐磨损,就能保证周期运转,密封性能可靠元需维护。 b.平衡轴向力,降低静密封处的压力,减少泵壳与叶轮的磨损。 c.功率消耗大,离心密封是靠背叶片及副叶轮产生反压头进行工作的,它势必要消 耗部分能量。
d.仅在运转时密封,停车时需要另一套停车密封装置。
②应用范围副叶轮密封有一定的优越性,但也有缺点,当液压机泵的进口处于负压或常压时,采用副叶轮密封较为合适;若泵进口压力较高,采用副叶轮密封,则除使用背叶片 外,还需增加副叶轮个数和加大副叶轮直径,导致泵结构加大,密封消耗的功率急剧上升,长期运行经济较差。
油压机离心密封结构参数的选择
①背叶片与副叶轮的组合结构副叶轮或背叶片在输送的介质中旋转时,由于要克 服其壁面与介质的摩擦,都需要消耗一定的功率。因此,有元副叶轮或有无背叶片的泵的 效率均会有所不同。我国机械行业标准lE/T 8096-1998 离心式渣浆泵》规定“对于采 用副叶轮密封形式的泵,其效率最多允许低5%”。
由于副叶轮或背叶片的功率消耗与其外径的五次方成正比,所以通常不宜采用外径过 大的方案。在作单一的背叶片方案时,若背叶片的外径过大时,则以同时设置背叶片和副 叶轮为好。当要求密封压头较大且结构允许时,可考虑采用两级副叶轮或同时设置背叶片和两级副叶轮的方案。
②轴承与轴向力由于背叶片能降低后泵腔的压力,所以可用于平衡泵的轴向力, 从而减轻轴承的轴向负荷。
由于副叶轮光背侧的压力高于停车密封侧的压力,所以副叶轮也起平衡轴向力的作用。 由于采用副叶轮密封后,泵的轴向力大小和方向都会改变,所以在选择轴承时必须进行具体 计算。在旧泵的轴封改造中,可能会出现平衡孔--副叶轮密封的结构方案。在这种情况下 特别要注意泵轴向力的大小和方向的改变,选用的轴承及其结构必须适应这一变化。