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 機(jī)械技術(shù)問題解答 => 泵機(jī)旋轉(zhuǎn)密封解決方案解析  
發(fā)布日期：[2014-8-13]    共閱[2476]次
    各種工藝工業(yè)均依靠眾多泵機(jī)的可靠運(yùn)行來維持工廠的生產(chǎn)效
率。要做到這一點(diǎn)，這些泵機(jī)必須經(jīng)過妥善的密封處理，以防工
藝流體出現(xiàn)泄漏和污染。同時(shí)，這些泵機(jī)還必須能夠處理系統(tǒng)混
亂、在通常較嚴(yán)苛的條件下運(yùn)行、容易安裝并且在整個(gè)使用壽命
期限內(nèi)提供較低的總擁有成本。
　　機(jī)械密封和壓緊填料是兩種最常見的泵機(jī)密封方法。令人遺
憾的是，這兩種常見的解決方案均無法滿足上述各種要求。雖然
機(jī)械密封能夠提供足夠的密封性能，但容易發(fā)生泄漏以及產(chǎn)生隱
性成本，并且可能在事先毫無征兆的情況下，出現(xiàn)瞬時(shí)故障。此
外，當(dāng)機(jī)械密封出現(xiàn)故障時(shí)，它們往往是無法修復(fù)的。由于可能
突然出現(xiàn)意想不到的故障這一弱點(diǎn)，許多工廠均備有備用泵，以
最大限度地減少業(yè)務(wù)中斷時(shí)間。
　　機(jī)械密封可能受到許多不利因素的影響，包括泵軸徑向跳
動(dòng)、振動(dòng)、易磨損和粘性介質(zhì)、氣蝕和空氣滯留等。若不及時(shí)糾
正，上述任何因素均可能會導(dǎo)致機(jī)械密封出現(xiàn)故障（見圖1）。如
果泵軸出現(xiàn)過度徑向跳動(dòng)，則需要重新調(diào)整或者更換軸承，這兩
種方法的成本都很高昂。雖然我們可以安裝伸縮接頭來抑制振
動(dòng)，但伸縮接頭不僅成本昂貴，而且需要投入大量人工。
　　雙機(jī)械密封通常在易磨損服務(wù)中用于泵機(jī)，但工藝介質(zhì)侵入
可能會導(dǎo)致它們出現(xiàn)故障。雙機(jī)械密封不應(yīng)當(dāng)使用在涉及粘性介
質(zhì)的應(yīng)用中，也不建議將它們用于可能受到內(nèi)部氣蝕影響的泵機(jī)
中。排出空氣以及消除工藝流體中夾帶的空氣氣泡均需要改變介
質(zhì)和沖洗水的輸送路線，并清洗泵機(jī)填料盒。
　　需要沖洗的機(jī)械密封無法承受干燥條件，還可能受到損害其
表面的顆粒物質(zhì)所造成的污染。大多數(shù)機(jī)械密封都是整體式的，
因此，安裝這些機(jī)械密封時(shí)需要將泵機(jī)關(guān)閉，并將泵機(jī)拆開。此
外，這些復(fù)雜密封的安裝通常還需要生產(chǎn)商提供現(xiàn)場技術(shù)支持。
　　壓緊填料
　　在機(jī)械密封出現(xiàn)之前，最常見的泵機(jī)密封方法是采用壓緊填
料。壓緊填料目前仍在使用，但與機(jī)械密封一樣，壓緊填料具有
許多缺點(diǎn)，其中最顯著的缺點(diǎn)就是過量的水消耗。值得注意的
是，一些壓緊填料用戶似乎更關(guān)心如何分流泄漏，而不是阻止泄
漏。
　　某些類型的填料組件必須進(jìn)行沖洗，以防止它們過熱，并使
填料軸界面保持潤滑（見圖2）。使用這類填料組件時(shí)，耗水量可
能多達(dá)每分鐘七加侖，并且必須將沖洗水從工藝流體中去除，并
加以處理。這種去除和處理工藝需要成本昂貴的設(shè)備，并且會導(dǎo)
致生產(chǎn)率損失。如果將工藝流體而不是沖洗水用于潤滑系統(tǒng)，任
何流體損失通常都是無法恢復(fù)的。
　　填料組件的密封動(dòng)力學(xué)涉及壓緊和徑向膨脹，從而導(dǎo)致在填
料與泵軸之間產(chǎn)生摩擦。為克服由此產(chǎn)生的阻力，一臺配備平衡
式機(jī)械密封的泵機(jī)可能需要消耗多達(dá)兩倍的功耗。此外，過度徑
向膨脹還可能會引起泵軸磨損，導(dǎo)致需要更換泵軸或者安裝新的
軸套。
　　盡管存在這些限制，但壓緊填料組件通常仍然是比機(jī)械機(jī)密
更可取的選擇。壓緊填料組件很少會在事先不發(fā)出警示信號的情
況下突然出現(xiàn)故障。我們可以對壓緊填料組件進(jìn)行調(diào)整，從而使
其能夠比機(jī)械密封更有效地控制泄漏以及承受泵軸徑向跳動(dòng)、振
動(dòng)、磨損、氣蝕和沖洗水損耗等不良影響。此外，壓緊填料組件
還非常容易安裝，并且不同于機(jī)械密封必須提供給精確尺寸的泵
機(jī)，我們可以采用標(biāo)準(zhǔn)繞軸填料重新進(jìn)行填充。
　　旋轉(zhuǎn)密封
　　沖洗易磨損服務(wù)中，旋轉(zhuǎn)軸密封系統(tǒng)的性能優(yōu)于機(jī)械密封和
壓緊填料組件，其無需用水潤滑密封件表面。相反，它與密封室
里的軸表面形成軸承關(guān)系，從而將工藝介質(zhì)從填料盒中排除（見
圖3）。這種徑向軸承對軸表面的設(shè)計(jì)不僅價(jià)格便宜，而且比傳統(tǒng)
的機(jī)械密封更有效，可提供涼爽、干燥的運(yùn)行，并且將介質(zhì)稀釋
保持在最低限度內(nèi)。旋轉(zhuǎn)密封僅需要填料組件一半的功耗，與平
衡式機(jī)械密封一樣高效節(jié)能，并且比類似壓緊填料的沖洗耗水量
少60倍。
　　此外，旋轉(zhuǎn)密封的安裝僅需一小時(shí)，而機(jī)械密封的安裝往往
需要兩到三小時(shí)。并且，旋轉(zhuǎn)密封的安裝無需特殊設(shè)備或啟動(dòng)調(diào)
整，我們可以在泵機(jī)運(yùn)行期間，對旋轉(zhuǎn)密封件進(jìn)行調(diào)整，以有效
控制泄漏。
　　一家化學(xué)工廠使用旋轉(zhuǎn)密封取代其鹽水系統(tǒng)中ANSI泵機(jī)的機(jī)
械密封件。這家工廠一直采用雙機(jī)械鈦制密封件，每個(gè)密封件的
成本為1500美元，其在腐蝕性介質(zhì)中僅可持續(xù)使用六個(gè)星期，導(dǎo)
致該工廠僅在密封件上每年就需花費(fèi)超過100，000美元。而旋轉(zhuǎn)
密封件僅花費(fèi)所取代的機(jī)械密封件的一小部分成本，但持續(xù)使用
時(shí)間比該機(jī)械密封件的長達(dá)三倍，從而使該工廠每年能夠節(jié)省超
過100，000美元。同時(shí)，這一密封件轉(zhuǎn)換還增加了設(shè)備的"正常運(yùn)
行時(shí)間"，并且使該工廠的運(yùn)行更安全。
　　一家大型造紙廠過去在其浸煮器泵機(jī)中一直使用壓緊填料和
機(jī)械密封，轉(zhuǎn)為使用旋轉(zhuǎn)密封后，每年每臺泵機(jī)幾乎可節(jié)省17，
000美元。介質(zhì)的易腐蝕和易磨損性質(zhì)逐漸導(dǎo)致機(jī)械密封出現(xiàn)滲
漏，同時(shí)還必須去除和處理大量沖洗水。每年每臺泵機(jī)的沖洗水
及其去除和處理的總成本超過20，000美元。旋轉(zhuǎn)密封使該工廠的
耗水量減少70%，并使維護(hù)間隔時(shí)間延長了三倍。
　　旋轉(zhuǎn)密封在各種工藝應(yīng)用中可能永遠(yuǎn)不會取代機(jī)械密封和傳
統(tǒng)的壓緊填料，但它們在那些涉及磨損和腐蝕環(huán)境的應(yīng)用中將成
為更佳選擇。在這些條件下，它們可提供更可靠、更經(jīng)濟(jì)實(shí)惠的
性能，并且維護(hù)需求、耗水量和災(zāi)難性故障風(fēng)險(xiǎn)均顯著減少。
 
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