螺桿泵機械密封有關常識與圖解
機械密封泄漏的程度是有爭議的,幾乎沒有明確的答案。本文件旨在澄清螺桿泵產品中機械密封的預期。
機械密封,如圖1所示,由一個固定不動的部件(靜環)和一個旋轉部件(動環)組成。動環密封于螺桿泵軸上,并且與軸相對靜止,并隨泵軸旋轉。靜環被靜態密封在一個不可移動的蓋子上。動環有一個高度拋光、非常平坦的表面,常通過彈簧,把這個表面施加壓力于同樣是一個高度光滑、非常平整的靜環的表面。主要的密封機制就發生在旋轉密封面和固定密封面接觸的地方。
密封面不能干運轉(硬接觸),因為摩擦熱積聚會很快導致密封面嚴重損壞和大量泄漏。由于密封面不能干摩擦,因此它們的設計允許非常薄的液膜存在于密封面之間并在密封面上遷移。在正常運行的機械密封中,這種薄液膜必然會泄漏到密封件的低壓側,通常在泵的外部。在單端面機械密封泵中,這種液體通常是泵所輸送的流體。此外還有更復雜的設計,具有雙重、串聯或其他布置方式,在密封件之間放置阻隔流體,使得其中一個密封件僅暴露于阻隔流體,而內部密封件暴露于被泵送的液體。還有一些密封裝置在密封面上使用加壓氣體,以防止液體泄漏,并防止實際的密封面接觸。
三螺桿泵所泵送的液體具有足夠的揮發性,以至于在穿過密封面時獲得的流體摩擦熱會導致泄漏的液體蒸發。此類流體可能沒有明顯或可見的泄漏。然而,泄漏仍在發生。其他液體不會那么容易蒸發,因此漏液可能會在泵外積聚。待密封的液體、密封壓力、壓縮量、轉速、密封尺寸、密封面材料、表面處理、溫度、粘度、蒸汽壓力、公差變化和其他參數都會影響母體泄漏的程度。一些密封件制造商設計的密封件具有高壓縮量,可最大限度地減少泄漏,但也縮短了密封壽命。其他密封件使用低壓縮量以延長壽命,但這些密封件更容易發生更大的泄漏,如圖2所示。