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離心清水泵填料密封的改進設計

　　1 傳統填料密封結構及其缺陷

　　1.1 密封結構與工作原理

　　在離心清水泵傳統填料密封中， 內部流體可能通過下列途徑泄漏 ：

　　①流體穿過填料本身的縫隙而出現滲漏 ;

　�、诹黧w通過填料與轉軸之間的縫隙而泄漏 ;

　�、哿黧w通過填料與箱壁之間的縫隙而泄漏。

　　填料置于填料箱中， 通過壓蓋將填料壓緊在軸上 ， 填料依靠壓蓋軸向壓緊， 產生徑向變形 ， 填滿間隙。 填料在變形時 ， 依靠徑向變形產生的徑向力緊貼轉軸與填料箱內壁表面 ， 實現密封。這就是說， 在填料密封可能出現的三個泄漏途徑中， 填料本身的縫隙泄漏可以通過壓實軟填料的方法來消除; 箱壁內表面與填料之間的泄漏 ， 因為無相對運動且填料被壓實而與填料箱內壁表面緊密貼合， 達到了止漏 目的; 只有填料與轉軸之間， 因有相對運動 ， 并存在微小間隙， 所以常造成泄漏。

　　1.2 填料徑向壓力的分布

　　該徑向壓力是由擰緊壓蓋螺栓時引起填料變形而產生的 ， 其由外端向內端遞減 ， 且由急劇遞減到趨向平緩。 其介質壓力由內端逐漸向外端遞減。 當外端的介質壓力為零時 ， 則密封狀態較好 (泄漏量為零); 而當外端的介質壓力大于零時， 則泄漏量隨著介質壓力的加大而變大。 由上述分析可知 ： 填料的徑向壓力的分布與介質的壓力分布恰恰相反 ， 內端介質壓力較大 ， 此處所需的密封力要大 ， 但填料的徑向壓(緊)力卻恰好為較小 ， 這就暴露出傳統填料密封的缺陷。

　　1.3 傳統填料密封的不足

　　(1)預緊力恒定。 預緊力恒定， 即密封力恒定 ，而被密封介質的壓力是波動變化的 ， 這就可能出現密封填料過度密封或密封不足。

　　(2)軸或軸套磨損嚴重。 密封力不足時 ， 采取的方法往往是加大預緊力， 這樣使預緊力過大， 造成密封填料與軸接觸面之間的摩擦力加大 ， 并導致填料對軸或軸套磨損嚴重 ， 功率損失加大， 泵的機械效率降低。

　　(3)檢修周期短。 由于填料對軸或軸套磨損嚴重 ， 為使泵正常運轉 ， 停機更換填料的次數就增多，這樣運行成本就提高了。

　　2 填料密封的結構改造

　　2.1 密封結構

　　在分析了傳統填料密封結構、 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 ， 在填料密封結構設計時要考慮解決的問題是 ：

　　(1)盡量使徑向壓緊力均勻且與泄漏壓力規律一致 ， 使軸套承壓面受壓均勻 ， 從而使軸套磨損小而且均勻。

　　(2)使填料密封結構中的填料具有補償能力、 足夠的潤滑性和彈性。

　　(3)密封的填料沿軸向抱緊力應均勻分布。 鑒于以上分析， 新型的填料密封結構應該是一種能夠自動根據被密封介質壓力的變化而變化密封力的填料密封結構。 主要由軸封箱、軸封腔套、 填料、 壓蓋、 軸封腔套螺栓以及彈簧等組成。

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