
由于固液两相流中磨蚀性颗粒介质的存在,采用一般的机械密封常会构成如下5种危害:
①密封端面的加剧磨损。密封面之间因颗粒泄漏进入端面,起着磨料作用,加速了密封面的磨损。
②介质侧颗粒堵塞。由于颗粒的堆积,架桥,阻碍了弹簧、销和辅助密封封圈的运动,从而导致补偿环的追随性和浮动性下降。
③大气侧颗粒堵塞。由于常规设计的机械密封,密封面内径和轴(或轴套)之间的间隙较小,泄漏的固体颗粒不能及时排出,易堆积、阻塞,阻碍了辅助密封圈的运动,从而导致密封失败。
④磨蚀。指密封元件表面由于受到磨蚀性颗粒的作用而产生的局部咬蚀、撕裂。它通常发生在使用较软的钢材或石墨材料时,由于冲洗水或封液的冲击而造成的。在有颗粒介质的情况下,发生得更加严重;
⑤传动元件的磨损。由于传动销这些元件处于颗粒介质中,运动时由于颗粒的研磨作用加剧了元件本身的磨损。
在选型时,应使机械密封产品尽量避免颗粒的作用,不致产生这5种失效,机械密封解决颗粒介质作用的问题有两大途径:一是对机械密封设置一些附加的内部结构或采取辅助措施(如螺旋密封、唇封、封液、冲洗水、水箱或油箱建立液障防止颗粒堆积等),或者外部装置(如旋流固液分离器、磁滤器等),尽量避免上述5种失效出现,维护机械密封良好的工作状态。
这种途径对于比较重要的场合,重要的设备可以使用。但对于由于空间受到限制,或者由于辅助设施耗费太高,以及由于有些场合,物料不允许有封液或冲洗水进入产品的情况,就应采取选择设计出一种新型的机械密封结构,能直接用在颗粒介质中,满足生产流程对密封的要求。
为了使机械密封达到密封可靠、寿命长、结构简单、装拆方便、易调节、成本低的目的,具体办法如下: 采用弹簧和辅助密封圈相结合使用。
主要优点是:具有较高的弹性,且弹簧不与介质接触,避免了易受颗粒堵塞的问题。 为了保证摩擦副在颗粒介质中具有耐磨损和耐磨蚀的目的,摩擦副材料的硬度必须高于磨粒的硬度。
通常可选用硬对硬组对,材质可为碳化钨或碳化硅。
与碳化钨相比,碳化硅具有更高的硬度,更好的导热率,化学稳定性较好,还有自润滑性,但成本较高。
根据A.I.GoLubiev(前苏联)等人对在磨蚀性颗粒介质中高硬度摩擦副磨损机理的研究所得出的结论,摩擦副宽度应比一般机械密封的宽,以获得较高的使用寿命。动、静环的宽度相等,有利于防止颗粒对密封端面的磨损,同时,有足够的面积,以避免大的失配。因此,能够适应比一般机械密封端面大得多的径向和轴向跳动。
混流泵用机械密封应设计为内流式,颗粒介质在密封环外侧,离心力和惯性力的作用使颗粒、杂质向外运动,抛离密封面。
与一般机械密封不同,轴套与密封环之间的间隙应较大,当有物料泄漏时,能及时排出,避免颗粒的堆积和阻塞。密封腔的设计必须有适当的空间,使密封腔的物料能流动,不堆积沉淀,并易冷却和润滑密封。
为了减少泵内介质压力对密封端面比压的影响,采用平衡型机械密封结构。 端面比压是影响密封性能和使用寿命的最重要因素之一。
为了防止颗粒介质进入密封端面,泄漏量增大,端面磨损加剧,导致密封的失效,应使端面比压比一般的要大些。但端面比压过大,将造成摩擦面发热和磨损加剧,功率消耗增加。设计时,端面比压为0.3MPa左右。
采用单端面机械密封(图1)时,为了避免颗粒杂质的危害,需根据不同情况分别采取冲洗、过滤、分离、隔离、保温和加热等措施。
冲洗液的可靠性和质量是密封成败的关键。若从外部注入清洁冲洗液,密封的工作环境可得到改善,但必须损耗冲洗液,而且,其先决条件是所输送的液体允许被冲洗液微量稀释。 采用双端面机械密封(图2)时,要求封液在密封腔内建立压力,进行封堵、润滑和冷却循环。
双端面密封可靠性高,但制造成本和安装费用较高。大多数双端面密封组对材料的选择已标准化。
在实际使用中,位于介质端的摩擦副使用硬质合金组对或碳化硅组对;位于大气端的选用碳石墨与镍铬钢组对。
山西铝厂目前使用的B173-125型(图3)机械密封的选用就考虑了以上几个方面。其工作参数如下。 介质:含少量氢氧化铝固体微粒 压力:0.5MPa 转速:480r/min 温度:120~150℃ B173-125型机械密封是单端面、内流式机封。
采用外冲洗液(图3)。 摩擦副材料选用碳化钨对碳化钨。其性能参数如下。 牌号:YG6 线膨胀系数。
:4.5~5.0×10-6/℃ 温度范围:-10~450℃ 硬度:89.5HRA 比重:14.6~15g/cm3 抗弯强度:1421MPa 碳化钨的特点是具有较高的硬度和强度,良好的耐磨性、耐高温性。
该机械密封是集装式机封,成套组装后,放入密封腔,安装并无特殊要求。运转时,先将冲洗液阀门打开,再打开介质阀门,然后开机运行。由于该机械密封在选型时,综合考虑了上述的条件,因此,使用过程中是非常简单的,仅仅要求保证外冲洗冷却的延续性,而且使用效果良好。
提高离心泵效率的措施详述
离心泵的效率是机械、容积和水力三种效率的乘积。泵组的效率为泵效率和电机效率的乘积。以下就由
水泵给大家分析下降低离心泵能耗,提高泵组效率应采取的措施:
一、更换低效离心泵。更换时,选用了与实际运行工况参数相接近的离心泵,保证了更换后的泵始终在高效状态下运行。我们做了离心泵更换前后效率对比实验,实验表明,更换低效、高耗离心泵后,可提高泵效率10%左右。
二、变频节能技术的应用。对设计参数大于实际运行工况的离心泵,加装变频调速装置后,始终运行在高效区。
三、在主要离心泵上推广应用高效节能的永磁调速电机及双功率电机等新型节能产品。
四、离心泵的选择。选用新泵时,应选大厂家生产的泵,以保证离心泵高效率。
五、离心泵的维护。(一)要经常对离心泵轴端密封进行检查和调整,降低容积损失;(二)当离心泵累计运行1万h后,应进行大修,恢复泵效;(三)在离心泵上推广应用波纹管密封技术,彻底消除离心泵外漏,提高容积效率。
六、定期清理过滤缸,检查管线连接,保证离心泵进液管路畅通。
七、严格按照离心泵操作规程,启泵前一要进行盘泵,打开进口阀门,关闭出口阀门,进行排气放空,检查泵的进口压力是否符合要求。防止供液压力低和流量不足而引起泵的气蚀现象发生。
八、定期对离心泵进行泵效检测,对泵效低的泵组,要及时查找原因,采取相应措施加以解决。 当离心泵用来泵送液体中含大、中、小尺寸的物料的泥浆流时,将液体沿切向喷入筒形室,从而形成涡流,并且将一部分该液体沿切向从该室排除;将该泥浆轴向喷入该室,该涡流将大尺寸物料与其余该泥浆和液体分离;将该其余泥浆及液体沿轴向从该室排除,并将其喷入离心泵的进口;水泵利用从该离心泵出来的物料作为形成该涡流的喷射液体,从而降低离心泵叶轮的磨损并提高离心泵效率。
隔膜泵的流量特性介绍
隔膜泵的流量特性是指介质流过阀门的相对流量与位移(阀门的相对开度)间的关系,理想流量特性主要有直线、等百分比(对数)、抛物线和快开等4种。常用的理想流量特性只有直线、等百分比(对数)、快开三种。抛物线流量特性介于直线和等百分比之间,一般可用等百分比特性来代替,而快开特性主要用于二位调节及程序控制中,因此隔膜泵特性的选择实际上是直线和等百分比流量特性的选择。
隔膜泵流量特性的选择可以通过理论计算,但所用的方法和方程都很复杂。目前多采用经验准则,具体从下几方面考虑:。
①从调节系统的调节质量分析并选择;
②从工艺配管情况考虑;
③从负荷变化情况分析。 选择好隔膜泵的流量特性,就可以根据其流量特性确定阀门阀芯的形状和结构,但对于像隔膜阀、蝶阀等,由于它们的结构特点,不可能用改变阀芯的曲面形状来达到所需要的流量特性,这时,可通过改变所配阀门定位器的反馈凸轮外形来实现。