泵轴封装置的结构、原理与分类全解析

 

　　轴封装置的作用：因为在转子和泵壳之间需要有一定的间隙，所以在泵轴伸出泵壳的部位加以密封装置。在水泵吸入端的密封用来防止空气漏入、破坏真空而影响吸水，出水端的密封则可防止高压水漏出。

　　填料式密封装置（盘根）

　　一、结构

　　主要由：轴套、填料涵、填料、水封等组成。

　　1、 轴套：是用来保护轴的，防止液体对轴的腐蚀和使轴不直接与填料产生摩擦。

　　2、 填料涵和填料：（盘根箱与盘根）起着把外部与泵壳内部隔断的作用，以减少泄漏量。

　　3、 水封：是把水封环加在调料涵内，并对正外接水封管，工作时水封环四周的小孔和凹槽处形成水环，从而阻止空气漏入泵内。还可以起到润滑和冷却填料和轴套的作用，防止填料和轴套的大量磨损。

　　二、泄漏的处理

　　工作过程：要想减少泄漏量首先应先将填料以正确的方式安装好。

　　1） 首先应将填料涵内彻底清理干净，并检查轴套与填料涵的外表面是否完好，有无明显的磨损情况。

　　2） 盘根的规格应按规定选用，性能应与所输液体相适应，尺寸大小应符合要求。过细将泄漏。

　　3） 切盘根时刀口要锋利，接口要切成30o～45o的斜角，切面应平整。切好的盘根装在填料涵内之后必须是一个整圆，不能短缺，也不能超长。

　　4） 盘根装入填料涵后，相邻两圈接口要最少错开90o。如果是装有水冷却结构的，要注意使盘根错开填料涵的冷却水进口，并把水封环的环行室正好对正进水口。

　　5） 装上最后一圈盘根后，将填料压盖装好并均匀拧紧，直至确认盘根已经到位。在松开填料压盖，从新拧紧至恰当的紧力。（一般装完盘根以后最好先不紧或稍微紧一点力，泵注水后在紧盘根，但要让盘根有微量的泄漏。泵启动后，在根据盘根的温度和泄漏量紧盘根。即不能泄漏太大也不能温度过高。）

　　6） 紧上盘根后，应检查填料压盖与轴之间的间隙，四周的间隙应相同；检查压盖四周压量是否一样。防止压盖与轴产生摩擦。

　　三、填盘根后的检查

　　检查填料压盖紧固螺母的紧力是否合适，紧力过大，泄漏量虽然减少，但会造成盘根与轴套表面的摩擦增大，严重的时候会发热、冒烟，直至把盘根和轴套烧毁；紧力过小，泄漏量就大。因此，紧力必须适当，应使液体通过盘根与轴套的间隙逐渐降低压力并形成一层水膜，用以增加润滑、减少摩擦及对轴套进行冷却。泵在启动后，应保持有少量的液体不断的从填料涵内流出为佳。可在泵启动后调整压盖紧力。

　　

　　机械密封

　　一、机械密封形式及工作原理

　　机械密封是一种限制工作流体沿转轴泄漏的、无填料的端面密封装置，主要由静环、动环、弹性（或磁性）元件、传动元件和辅助密封圈等组成。

　　机械密封工作时是靠固定在轴上的动环和固定在泵壳上的静环，并利用弹性元件的弹性力和密封流体的压力，促使动、静环端面的紧密贴合来实现密封功能的。在机械密封装置中，压力轴封水一方面阻止高压泄出水，另一方面挤入动、静环之间维持一层流动的润滑液膜，使动、静环端面不接触。由于流动膜非常薄且被高压水作用着，因此泄漏量很少。在静环和密封压盖之间（B）、动环和旋转轴之间（C）及密封压盖和壳体之间（D）采用辅助密封圈，解决了这几处泄漏点的密封问题。

　　二、机械密封的工作过程

　　静环和密封压盖之间利用静环密封胶圈密封且利用密封胶圈的弹性紧力使静环固定在密封压盖上，并且利用1防转销防止静环静环转动；动环利用弹性元件的弹性力与静环紧密贴合在一起，动环与轴之间利用动环密封胶圈密封，并通过传动销钉与弹性元件连接，随弹性元件一起转动，弹性元件通过紧固螺钉固定在轴上随轴一起旋转。这样，当轴转动时，旋转轴通过紧固螺钉带动弹性元件转动，弹性元件通过传动销钉带动动环一起旋转，这样就使动环和静环之间产生了相对的回转运动和良好的贴合接触，达到密封的目的。

　　三、机械密封的种类

　　1、 按端面分为：单端面、双端面机械密封。

　　1） 单端面机械密封：由一对密封端面组成的机械密封。结构简单、制造、安装容易，一般用于介质本身润滑性好和允许微量泄漏的条件。

　　2） 双端面机械密封：有两对密封端面组成的机械密封。当介质本身润滑性差、有毒、易燃、易爆、易发挥以及对泄漏量有严格要求时。两端面之间引入高于介质压力的密封冷却液体，进行密封和冷却。有可能实现介质的“零泄漏”。又分为轴向和径向双端面。

　　2、按平衡方式分：平衡式和非平衡式机械密封。

　　1） 平衡式机械密封：能使介质作用在密封端面上的压力卸荷的。安卸荷程度不同分为部分平衡式（部分卸荷）和过平衡式（全部卸荷）。它能降低端面上的摩擦和磨损，减少摩擦热，承载能力大，但结构较复杂，一般需要在轴或轴套上加工出一个台阶，成本较高。

　　2） 非平衡式机械密封：不能使介质作用在密封端面上的压力卸荷的。结构简单，介质压力小于0.7Mpa时广泛使用。

　　3、 按弹簧的布置形式分：弹簧内置式机械密封和弹簧外置式机械密封。

　　1） 弹簧内置式机械密封：弹簧至于介质中与介质接触的。易受腐蚀，易被介质中的杂物堵塞，如果弹簧随轴旋转，不宜在高粘度介质中使用。

　　2） 弹簧外置式机械密封：弹簧未至于介质中不与介质接触的。使用在高腐蚀、高粘度和易结晶介质的设备上。

　　4、 按弹簧的数量分：单弹簧式机械密封和多弹簧式机械密封。

　　1） 弹性元件（密封补偿器）中，只有一个弹簧的。簧丝较粗、耐腐蚀、固体颗粒不易在弹簧处积聚，但端面受力不均匀。

　　2） 弹性元件（密封补偿器）中，有一组弹簧的。端面受力较均匀，易于增减弹簧个数调节弹簧力，轴向长度短，但簧丝较细，耐蚀寿命短，对安装尺寸要求教严。

　　5、 按弹性元件（密封补偿器）的形式分：旋转式机械密封和静止式机械密封。

　　1） 旋转式机械密封：弹性元件（密封补偿器）随轴旋装的。应用较广，因旋装时易受离心力对弹簧的作用会影响密封端面的压强。不适用于高转速情况。

　　2） 静止式机械密封：弹性元件（密封补偿器）不随轴旋装的。适用于高转速情况。适用于高转速情形。

　　6、 按密封流体（介质）泄漏方向分：内流式机械密封和外流式机械密封。

　　1） 密封流体（介质）在端面间泄漏的方向与离心力的方向相反。泄漏量小，密封可靠。

　　2） 密封流体（介质）在端面间泄漏的方向与离心力的方向相同。转速极高时，为加强端面润滑时使用较为合适，但介质压力不易过高，一般为1－2MPa。

　　7、 按密封端面的接触方式分：接触式和非接触式机械密封。

　　1） 接触式机械密封：密封端面处于边界或半液体润滑状态的。结构简单、泄漏量少，但磨损、功耗、发热量都较大，在高速高压下使用受一定的限制。

　　2） 非接触式机械密封：密封端面处于全液体润滑状态的。发热量、功耗小，正常工作时没有磨损，能在高压高速等苛刻工况下工作，但泄漏量较大。又分为：流体静压非接触式和流体动压非接触式机械密封。

　　a. 流体静压非接触式机械密封：利用外部引入压力流体或被密封介质本身，通过密封端面的压力降产生流体静压效应的。

　　b. 流体动压非接触式机械密封：利用端面相对旋转自行产生流体动压效应的密封，如螺旋槽端面密封。

　　其它的还有波纹管式机械密封和单极、双极（多极）机械密封。

　　审核编辑：黄飞