KCB齿轮泵采用机械密封的趋势增强,2013年新老客户选用齿轮泵先问是不是机械密封，这是说明机械密封的好处，随着工业的发展，用泵输送含杂质的介质日益增多。传统上这类泵习惯用填
KCB齿轮泵采用机械密封的趋势增强,2013年新老客户选用齿轮泵先问是不是机械密封，这是说明机械密封的好处，随着工业的发展，用泵输送含杂质的介质日益增多。传统上这类泵习惯用填料密封。近几年来，由于其泄漏量大，导致能耗与维修费不断升高，环境污染日益严重，因而采用机械密封的趋势增强。显然，这是因为经特殊设计的机械密封可以满足泄漏量小、能耗低、寿命长，以及合适的价格等要求。
一、分类
KCB齿轮泵杂质介质可以大致分类如下：
1. 按物理性质分类
(1) 溶解性颗粒介质，如各种盐溶液、熔融尿素、糖溶液、染色体、药液等。这类介质会因温度变化而析出结晶或生成凝固物。
(2) 非溶解性颗粒介质，如矿渣液、含砂石的水、煤浆、钻井浆等。
(3) 纤维浆料介质，如粪便、纸浆液、纤维浆液等。其纤维质量轻，在液体中多呈悬浮状态。
2. 按流变学分类
(1) 宾厄姆流体如油漆、沥青、粘土泥等。
(2) 假塑胶流体如高分子物的溶液及熔融液、淀粉浆、纤维酯、玻璃溶液等。
(3) 膨胀流体如淀粉加水、云母加水的物质，适当比例的泥砂和水的混合物等。
二、KCB齿轮泵机械密封设计要点
对含杂质介质，选用普通单端面机械密封会出现下列问题：
(1) 摩擦副端面早期磨损。
(2) 造成滑动补偿机构堵塞，不能作轴向位移。
(3) 堵塞加载机构，使弹性元件失效。
(4) 造成旋转组件的磨损。
为解决上述问题，需要详细了解被密封介质的特性和操作条件，并进行专门设计，从设计上确保其结构、材料或密封系统都能符合要求。
1. KCB齿轮泵结构特点，在设计时，应采用防止杂质颗粒堵塞的结构，如外装式机械密封;采用内装密封时，应将弹簧与介质隔离。
一般情况下，应优先考虑采用单端面机械密封，因为它费用低，占用空间位置小。但在以下场合必须采用双端面机械密封：
(1) 固体含量超过10wt%.
(2) 高度浓缩的介质。
(3) 有危险性及有毒介质
(4) 为避免在强腐蚀介质中使用昂贵的材料等。
2. 摩擦副材料当结构设计和循环系统不能完全提供对密封的保护时，所选用的摩擦副材料的硬度必须高于磨粒的硬度。通常选用抗磨粒磨损性能好的材料组队，如硬质合金对硬质合金，碳化硅对硬质合金，碳化硼对硬质合金。采用双端面机械密封时，大气侧的端面材料可与普通机械密封所用材料相同。
3. KCB齿轮泵密封系统采用单端面机械密封时，为了避免颗粒杂质的危害，须根据不同情况分别采取冲洗、过滤、分离、隔离、保温和加热等措施。
采用双端面机械密封时，要求封液在密封腔内建立压力，进行封堵、润滑和冷却循环。
三、 各类杂质介质用典型机械密封装置
以下从结构、摩擦副和密封系统三方面对国内外典型机械密封装置进行介绍与分析。
1.渣浆泵和泥浆泵用密封在工业生产的各个领域中，渣浆泵和泥浆泵的使用条件都非常苛刻。密封装置所遇到的突出问题是磨损与堵塞以及腐蚀问题。介质中固体颗粒越硬，棱角越尖，颗粒越细，温度或压力越高，其危害性也越大。密封的可靠性与寿命取决于工况环境，而环境是可以通过密封系统技术加以改变的，因此，应因地制宜改善密封运行条件。其措施包括固体物的隔离、分离，温度调节以及采用清洁的冲洗液注入密封界面。以下用实例加以说明。
(1)单端面密封一般简单的单端面密封装置都有清洁的冲洗液体作用在密封的界面上。冲洗液的可靠性和质量是密封成败的关键。若从外部注入清洁冲洗液，密封的工作环境可得到改善，但必须损耗冲洗液，而且，其先决条件是所输送的液体允许被冲洗液微量稀释。
图5-12和图5-13为两种结构基本近似的隔离、冲洗系统。从图5-12中可以看出，在正常操作条件下，当冲洗液进入密封腔时，橡胶、金属挡板阻挡冲洗液进入工艺介质中。
图5-13采用了唇形密封和一个橡胶节流套。采用这两种措施后，密封腔内均不受浆料的侵袭。控制冲洗液的流量十分重要。泵送液不允许过量稀释，因为浆料趋于采用低转速，通常冲洗液流量不超过2L/min便可满足密封的需要。图中的流量计是用来显示在没有过量泄漏情况下流入密封腔的实际流量，以免过大的消耗冲洗液。
如果偶然发生冲洗液不足或中断的现象，单向阀会自动关闭。图5-12中所示摩擦环便承载介质端流体的负荷，从而切断了被密封介质进入密封腔，因此可为密封提供保护。
图5-13所示密封装置的工作方式与上述类似。在正常的工作条件下，T形的唇形密封被压向机械密封的一侧，当内唇口(与喷涂陶瓷轴套)产生磨损后，则唇形圈的端部贴向轴套台肩端面，其作用犹如止逆阀一样。
上述两实例中，冲洗液被存于密封腔中，以阻止介质进入腔内。如果系统中安装有压力开关与报警器(声或光报警器)，泊头市泰邦泵阀制造有限公司生产的机械密封，一旦密封腔内冲洗液压力下降，或输送的颗粒介质进入封腔时，可迅速停滞运转，机械密封将不会受到损坏。
冲洗液一般是用水，但也可以根据不同的需要，进行适当的选择。对于高浓度的矿物渣浆液来说，理想的冲洗液当然是洁净的水。当不可能获得清洁液时，可用旋液分离器将泵送的流体通过离心分离处理，如图5-14所示。泵的出口和旋液分离器间有联接管线，清洁液管线从分离器的顶部连接密封腔，污液管从分离器的底部连接泵的吸入口回到泵内。旋液分离器的捕集性能很好，对3μm的粒子，85%可被捕集;对20μm的粒子，几何99.9%被捕集，而不存在堵塞的危险。
图5-15所示密封装置是专为“扬子江”提水灌溉工程用TGB1400-32/2490贯流泵潜水电机(潜水深度5.4～8.4m)专门设计的。它安装在电机轴承和叶轮中间轴上，以防止长江水进入电机轴承，保证贯流泵的正常运行。其技术数据为：
叶轮直径：φ2.3m
轴径：φ371㎜
转速：187.5r/min
扬程：5.5m
流量：21m3/s
介质：长江水(含泥沙)
压力：85KPa
寿命：一年(按每天连续运转12h计算，累计时间为4000h)
该密封装置由机械密封和停机密封以及循环控制系统所组成。
机械密封为一径向双端面机械密封。摩擦副由硬质合金作非补偿环与加固橡胶(533橡胶)补偿环组队;封液通过非补偿环上的孔进入旋转环的环形沟槽而形成密封腔;加载机构由弹簧和橡胶波纹管共同组成。
事故停车密封为一橡胶气胎密封，当机械密封失效泄漏则被自动充气，将停止转动的主轴抱住，这样就能防止江水漏入电机。泊泰邦从而避免电机损坏。
封液循环的气源控制系统流程如图5-16所示，控制程序见框图5-17.封液压力为0.15MPa,停车密封压力<0.2MPa，当气胎内压达到0.25MPa时，便自动停止充气。
5-18所示为法国AlnminumPechiney工厂试验部针对铝土矿、氢氧化铝悬浮液设计的GPA型机械密封。它广泛用于制铝业、粉末冶金业及污水工程、采矿等领域。
GPA密封的主要特点是不需要冲洗。辅助密封圈由合成橡胶或聚四氟乙烯包覆金属膜片构成，能补偿旋转环的磨损和调节与轴的垂直度偏差。弹簧比压可以由轴套尾部的紧固螺母通过螺纹任意调节。密封腔流道很宽，与介质接触的密封元件无狭小间隙，不会产生阻塞故障。摩擦环采用硬质合金组队，其结构简单，安装方便。
图5-19所示为荷兰IHC(荷兰矿物技术学会)研究开发的吸扬式挖泥船高压夹壁泥浆泵用密封。
吸扬式挖泥船挖掘最大深度为26m.夹壁泥浆浆液的压力可高达2.5MPa。泵送介质是带沙石泥浆水，具有腐蚀性。在如此苛刻条件下工作的机械密封仍具有较高的线速度(轴径为240㎜)
该密封装置由旋转式、平衡型机械密封和唇形密封构成。设有冲洗润滑系统及阴极防腐蚀装置。唇形密封用以隔离冲洗流体与被密封介质。该机械密封的载荷系数为0.7，冲洗流量为3m3/h。
(2)KCB齿轮泵双端面密封
双端面密封可靠性高，虽然首次安装费用较高，但可从使用寿命长中得到补偿。
采用两套单端面密封相背布置，如图5-20所示。在两组密封之间形成密封腔，腔内注入流体，流体的压力应比被密封介质的压力高0.1MPa以上。图中的封液循环是利用热虹吸现象来实现的。热虹吸系统的设计，广泛用于双端面机械密封。热虹吸容器必须按压力容器规范制造与检验。该容器用作封液的储存并进行冷却，以及利用气体对封液加压。有带冷却盘管和不带冷却盘管两种设计。
图5-21所示的串联机械由两套同向不致的单端面密封组成。隔离流体的压力一般不高于介质压力，这样即可使介质侧的第一道密封形成合理的压差，又可使大气侧的第二道密封的负荷降低。若采用较高的压力，势必使位于介质侧的密封受一推开力，颗粒有可能趁机进入隔离流体，同时又使大气侧第二道密封的压力载荷上升。因此，在串联式双端面密封中，隔离流体压力高于被密封的介质压力是有害无益的。介质压力大于隔离流体压力可使密封面紧贴，防止密封介质入侵。由图可见，当第一套密封失效时，位于大气侧的密封还能维持一定时间的密封作用，直到机泵安全停车。
大多数双端面密封组队材料的选择易标准化。在实际使用中，位于介质端的摩擦副使用硬质合金组队，或碳化硅组队;位于大气端的选用碳石墨与镍镉钢组队。
3. 造纸厂泵用密封抽送纸浆的泵有柱塞泵、离心泵和转子泵等。多年来，离心泵已取代了大多数柱塞泵。柱塞泵仅在小排量、高压下使用。
过去，在纸浆和造纸生产中，都是采用传统的填料密封来限制或尽量减少泵的泄漏。使用填料密封较方便，但是泄漏量大，运行费用高，其中包括密封成本、水费、维修费、热损失费、冷凝水损失费，电费等。后五项费用是填料密封不经济的主要原因。目前，机械密封已被许多造纸厂家所接受，越来越多地用以替换原有的填料密封。实践证明其经济效益和社会效益十分显著。但造纸工业应用机械密封的进展仍较慢，其主要原因是造纸工艺的条件恶劣，所涉及的磨蚀介质有泥浆、白水、黑液、腐蚀剂和纸浆料等。机械密封用于上述场合并非一切都很理想，必须对机械密封进行特殊设计或正确的选用才能达到预期效果。
以下对装备有完整漂白设备的造纸厂用机械密封加以叙述。
(1)纸浆泵密封稀浓度纸浆泵(浓度在0.15%以下)可采用图5-22所示的密封装置，该密封的主要特点
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