离心清水泵填料密封的改进设计

　　1 传统填料密封结构及其缺陷

　　1.1 密封结构与工作原理

　　在离心清水泵传统填料密封中， 内部流体可能通过下列途径泄漏 ：

　　①流体穿过填料本身的缝隙而出现渗漏 ;

　　②流体通过填料与转轴之间的缝隙而泄漏 ;

　　③流体通过填料与箱壁之间的缝隙而泄漏。

　　填料置于填料箱中， 通过压盖将填料压紧在轴上 ， 填料依靠压盖轴向压紧， 产生径向变形 ， 填满间隙。 填料在变形时 ， 依靠径向变形产生的径向力紧贴转轴与填料箱内壁表面 ， 实现密封。这就是说， 在填料密封可能出现的三个泄漏途径中， 填料本身的缝隙泄漏可以通过压实软填料的方法来消除; 箱壁内表面与填料之间的泄漏 ， 因为无相对运动且填料被压实而与填料箱内壁表面紧密贴合， 达到了止漏 目的; 只有填料与转轴之间， 因有相对运动 ， 并存在微小间隙， 所以常造成泄漏。

　　1.2 填料径向压力的分布

　　该径向压力是由拧紧压盖螺栓时引起填料变形而产生的 ， 其由外端向内端递减 ， 且由急剧递减到趋向平缓。 其介质压力由内端逐渐向外端递减。 当外端的介质压力为零时 ， 则密封状态较好 (泄漏量为零); 而当外端的介质压力大于零时， 则泄漏量随着介质压力的加大而变大。 由上述分析可知 ： 填料的径向压力的分布与介质的压力分布恰恰相反 ， 内端介质压力较大 ， 此处所需的密封力要大 ， 但填料的径向压(紧)力却恰好为较小 ， 这就暴露出传统填料密封的缺陷。

　　1.3 传统填料密封的不足

　　(1)预紧力恒定。 预紧力恒定， 即密封力恒定 ，而被密封介质的压力是波动变化的 ， 这就可能出现密封填料过度密封或密封不足。

　　(2)轴或轴套磨损严重。 密封力不足时 ， 采取的方法往往是加大预紧力， 这样使预紧力过大， 造成密封填料与轴接触面之间的摩擦力加大 ， 并导致填料对轴或轴套磨损严重 ， 功率损失加大， 泵的机械效率降低。

　　(3)检修周期短。 由于填料对轴或轴套磨损严重 ， 为使泵正常运转 ， 停机更换填料的次数就增多，这样运行成本就提高了。

　　2 填料密封的结构改造

　　2.1 密封结构

　　在分析了传统填料密封结构、 工作原理及其缺陷后 ， 要想改善和提高填料密封的密封效果 ， 在填料密封结构设计时要考虑解决的问题是 ：

　　(1)尽量使径向压紧力均匀且与泄漏压力规律一致 ， 使轴套承压面受压均匀 ， 从而使轴套磨损小而且均匀。

　　(2)使填料密封结构中的填料具有补偿能力、 足够的润滑性和弹性。

　　(3)密封的填料沿轴向抱紧力应均匀分布。 鉴于以上分析， 新型的填料密封结构应该是一种能够自动根据被密封介质压力的变化而变化密封力的填料密封结构。 主要由轴封箱、轴封腔套、 填料、 压盖、 轴封腔套螺栓以及弹簧等组成。

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