有關(guān)水泵機(jī)械密封滲漏探索

梁星悅

（乳源瑤族自治縣銀源水電有限責(zé)任公司自來水分公司，廣東韶關(guān) 512700）

有關(guān)水泵機(jī)械密封滲漏探索

梁星悅

（乳源瑤族自治縣銀源水電有限責(zé)任公司自來水分公司，廣東韶關(guān) 512700）

水泵機(jī)械密封也稱之為端面密封，因?yàn)闄C(jī)械密封具有良好的密封效果，而且功耗低、參數(shù)高，所以得以廣泛的應(yīng)用。在實(shí)際應(yīng)用過程中，水泵機(jī)械存在機(jī)械密封等滲漏問題，甚至占到水泵機(jī)械密封失效的一半以上。本文對(duì)有關(guān)機(jī)械密封的原理及其優(yōu)缺點(diǎn)進(jìn)行分析，對(duì)周期性機(jī)械密封滲漏、壓力造成的滲漏、介質(zhì)造成的滲漏進(jìn)行研究和探討。

機(jī)械 水泵 密封 滲漏

1 機(jī)械密封的原理及其優(yōu)缺點(diǎn)

1.1 機(jī)械密封的原理

機(jī)械密封主要是依靠2個(gè)或者更多個(gè)與軸保持90度并且進(jìn)行相對(duì)滑動(dòng)的端面，因?yàn)樵诹黧w壓力及補(bǔ)償機(jī)構(gòu)彈性的作用，兩者保持貼合狀態(tài)，以此達(dá)到密封效果。該裝置主要包括靜止環(huán)、旋轉(zhuǎn)環(huán)、彈性元件、密封圈等。

1.2 優(yōu)缺點(diǎn)

水泵機(jī)械密封與其他密封相比，各有優(yōu)缺點(diǎn)，本文以軟填料為例對(duì)二者進(jìn)行對(duì)比。

（1）機(jī)械密封的優(yōu)點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：①密封穩(wěn)定可靠，在長時(shí)間運(yùn)行過程中，密封狀態(tài)相對(duì)穩(wěn)定可靠，泄露量處于可控范圍內(nèi)。一般來說，泄漏量大約是1/100。②使用壽命長，尤其是在水、油類介質(zhì)中，可以長達(dá)兩年時(shí)間的使用壽命。③摩擦功率的消耗非常小，其摩擦功率和軟填料密封相比較來說，僅占其30%左右。④軸、軸套受到的磨損可以忽略不計(jì)。⑤維修周期長，其主要部件端面遭受磨損，可以進(jìn)行自動(dòng)補(bǔ)償，正常情況下是無需經(jīng)常性的維修。⑥抗振性好，包括旋轉(zhuǎn)軸、偏擺、偏斜等具有很好的抗振性。⑦適用范圍比較廣泛，可以廣泛應(yīng)用于低溫、高溫、真空、高壓、腐蝕性介質(zhì)等密封環(huán)境。

（2）機(jī)械密封的缺點(diǎn)包括以下幾個(gè)方面：①結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，在制造環(huán)節(jié)需要更高的加工條件。②安裝和更換的難度較大，對(duì)工人的要求較高。③容易出現(xiàn)偶然性事故，處理難度較大。④需要一次性投入較多資金。

2 周期性機(jī)械密封滲漏

（1）水泵機(jī)械水泵轉(zhuǎn)子軸向竄動(dòng)量非常大。在水泵實(shí)際運(yùn)行時(shí)，假如出現(xiàn)軸向竄動(dòng)，會(huì)對(duì)水泵機(jī)械密封性造成一定程度的影響。因?yàn)檩o助機(jī)械密封和軸選擇的是過盈配合的方式，導(dǎo)致動(dòng)環(huán)無法在軸線上進(jìn)行靈活移動(dòng)。如果水泵機(jī)械翻轉(zhuǎn)，導(dǎo)致靜環(huán)和動(dòng)環(huán)之間產(chǎn)生磨損，無法得到位移補(bǔ)償，使得水泵軸向產(chǎn)生位移，導(dǎo)致密封機(jī)械端面壓力得以較快的增長，其中一端動(dòng)環(huán)被壓壞，另外壓力不足而失去效果。對(duì)水泵機(jī)械密封進(jìn)行裝配過程中，確保輔助密封和軸的配合保持適中，軸向竄動(dòng)量處于恰當(dāng)?shù)姆秶?。確保機(jī)械密封的基礎(chǔ)上，能夠完成動(dòng)環(huán)在軸線上保持靈活移動(dòng)。機(jī)械結(jié)構(gòu)方面能夠把水泵機(jī)械自身的波形彈簧調(diào)整成螺旋彈簧式機(jī)械密封，此結(jié)構(gòu)一方面能夠使得機(jī)械密封滿足一定的補(bǔ)償要求；另一方面由于選擇的是大彈簧結(jié)構(gòu)方式，如果軸向壓縮比非常大，彈簧自身力的變化有限，以此抵消因?yàn)檩S向竄動(dòng)而產(chǎn)生的不利影響。

（2）小型潛污水泵產(chǎn)生的機(jī)械滲漏。在一部分小型水泵機(jī)械中，經(jīng)常由于磨軸等情況而出現(xiàn)失效。磨軸部位集中于動(dòng)環(huán)輔助密封處的動(dòng)環(huán)與靜環(huán)，因?yàn)槎嗣孢x擇的是機(jī)械密封方式，環(huán)境中的顆粒與雜質(zhì)非常容易導(dǎo)致密封滲漏情況。此外，因?yàn)槟ポS選擇的是橡膠波紋材質(zhì)，動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間進(jìn)行轉(zhuǎn)矩傳遞過程中因?yàn)檩^差的潤滑狀態(tài)而導(dǎo)致相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)的情況。如果受到弱酸、弱堿等腐蝕環(huán)境，彈性降低會(huì)產(chǎn)生磨軸的情況。所以，必須要確保端蓋與油室一定的清潔度，按照介質(zhì)對(duì)機(jī)械密封進(jìn)行選取。

（3）機(jī)械密封面潤滑油不足而導(dǎo)致機(jī)械密封出現(xiàn)滲漏，這種情況下，必須要把油腔內(nèi)的潤滑油的油量高度提升至動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間的密封面。

3 壓力造成的滲漏

（1）因?yàn)樗疁厣叨l(fā)滲漏，如果水溫升高至一定溫度，以污水溫度為例，可以升高到至80℃。因?yàn)闄C(jī)械密封是利用自身流體的密封方式，一些是選擇波彈簧進(jìn)行補(bǔ)償。基于結(jié)構(gòu)的角度來說比較緊湊，而且軸向安裝尺寸非常短。正是由于軸向尺寸較短，而導(dǎo)致溫度變化起伏較大，溫度升高非常迅速。因?yàn)槊芊饨Y(jié)構(gòu)非常薄，水環(huán)境中難免存在雜質(zhì)，溫度如果超過80℃，會(huì)導(dǎo)致密封結(jié)構(gòu)失效而導(dǎo)致滲漏。以上情況下，盡量從材料選擇方面著手，選擇耐高溫材質(zhì)，還可以把應(yīng)用的機(jī)械密封材料調(diào)整成耐高溫耐高壓的碳化硅材料。

（2）因?yàn)楦邏憾l(fā)滲漏。如果彈簧壓力不斷變大，會(huì)導(dǎo)致油膜無法形成的情況，繼而產(chǎn)生機(jī)械密封端面被嚴(yán)重磨損，發(fā)熱量變大導(dǎo)致機(jī)械密封變形。因?yàn)楦邷亍⒏邏旱拳h(huán)境都會(huì)導(dǎo)致潤滑油不足，進(jìn)而造成機(jī)械密封滲漏，油腔內(nèi)潤滑油高度超過動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間的密封面高度，此時(shí)，水泵機(jī)械密封進(jìn)行裝配過程中，要注意彈簧壓縮量要適中。

（3）真空運(yùn)行而導(dǎo)致機(jī)械密封泄漏。水泵機(jī)械無論是啟動(dòng)或者是停止，因?yàn)樗脵C(jī)械進(jìn)口處容易產(chǎn)生堵塞，一部分氣體會(huì)不可避免地混入抽送的介質(zhì)，導(dǎo)致水泵機(jī)械密封腔內(nèi)部產(chǎn)生負(fù)壓強(qiáng)，造成水泵機(jī)械密封面長時(shí)間處于干摩擦的情況。工程上來說，實(shí)際上兩個(gè)端面均能夠用機(jī)械密封的方式，以此改善水泵機(jī)械的潤滑條件，大大提升水泵機(jī)械的密封性能。

4 介質(zhì)造成的滲漏

如果介質(zhì)中存在一些顆粒或雜質(zhì)等，在其滲入到水泵機(jī)械密封面時(shí)，導(dǎo)致水泵機(jī)械密封滲漏失去作用。如果動(dòng)環(huán)與靜環(huán)之間的輔助密封處于弱酸、弱堿等介質(zhì)環(huán)境中，因?yàn)槠洚a(chǎn)生的腐蝕作用而使得密封失效。為了防止產(chǎn)生以上情況，必須要確保水泵機(jī)械密封各端蓋與油室保持一定的清潔度，以及在實(shí)際裝配時(shí)嚴(yán)禁使用任何不清潔的潤滑油。此外，水泵機(jī)械密封腔內(nèi)的油線必須超出密封面。如果介質(zhì)不同，必須要選擇不同的機(jī)械密封方式。比如，針對(duì)腐蝕性介質(zhì)環(huán)境，耐高溫與耐酸堿材質(zhì)可能更適用，如果是針對(duì)固體顆粒易滲透的區(qū)域，可以選擇摩擦副機(jī)械密封。

5 結(jié)語

總而言之，本文對(duì)機(jī)械密封滲漏原因進(jìn)行總結(jié)，因?yàn)闄C(jī)械密封自身屬于要求高、精密度高的部件，因此，對(duì)于設(shè)計(jì)、加工、裝配等的要求比較高，在實(shí)際應(yīng)用過程中，對(duì)機(jī)械密封失效的影響因素進(jìn)行分析，確保機(jī)械密封的技術(shù)要求、使用介質(zhì)等符合條件，以此確保密封長期穩(wěn)定。

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