水泵螺旋密封的特點(diǎn)概述

螺旋密封

概述

螺旋密封屬于非接觸式水力節(jié)流密封，分為兩大類:一是普通螺旋密封，它是在密封部位的軸或軸孔之一的表面上車削出單線或多線螺旋槽;另一類是螺旋迷宮密封(復(fù)合螺旋密封)，它是在密封部位的軸和孔的表面上分別車削出旋向相反的單線或多線螺旋槽。利用軸(軸套)旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的泵送作用來(lái)達(dá)到密封目的。

螺旋密封廣泛應(yīng)用于高溫、高壓的場(chǎng)合，尤其適用于壓力變動(dòng)、溫度變化的苛刻工況，例如:鋼廠除鱗泵，超臨界、超超臨界火電廠鍋爐給水泵等。此類泵的轉(zhuǎn)速較高(一般為4 000---7 000 r/min) ,軸徑較大，軸封部位的圓周速度很大，并且密封壓力通常較高，如采用一般的接觸式密封(例如填料密封、機(jī)械密封等)難以滿足使用要求，故軸封部位多采用復(fù)合直通螺旋密封。同時(shí)，為減小內(nèi)部泄漏，提高泵效率，泵的葉輪密封環(huán)、級(jí)間密封環(huán)、平衡鼓、平衡套(平衡盤裝置的徑向間隙)、軸承兩端密封套等都可

采用螺旋密封。近年來(lái)成功用例日益增多，預(yù)計(jì)今后會(huì)得到更多的應(yīng)用。

多級(jí)泵可以使用螺旋密封的部位見圖22-36(以五級(jí)泵為例)。

圖22一36 多級(jí)泵可以使用螺旋密封的部位

2、螺旋密封的特點(diǎn)

1)制造簡(jiǎn)單、成本低，密封效果好。

2)螺旋密封是非接觸式密封，并且允許有較大的密封間隙，不發(fā)生固相摩擦，工作壽命達(dá)數(shù)年之久，維護(hù)保養(yǎng)容易。

3)適合用于高溫、含顆粒等苛刻條件的密封。

4)泵停機(jī)時(shí)，密封能力消失，需要停車密封裝置。

3、螺旋密封螺紋旋向的確定

螺旋密封的螺紋旋向決定著泵送方向。螺紋旋向的確定雖然較為簡(jiǎn)單，但容易出錯(cuò)。如果旋向不正確，螺旋密封非但起不到密封作用，還會(huì)加劇泄漏。

關(guān)于螺旋密封旋轉(zhuǎn)零件上的外螺紋旋向的確定，可用左、右手法則判定四指指向泵軸旋轉(zhuǎn)方向，拇指指向低壓側(cè)，右手滿足則螺紋取右旋，左手滿足則螺紋取左旋。

固定零件上的內(nèi)螺紋旋向應(yīng)與相配合的固定零件上的內(nèi)螺紋旋向相反。

現(xiàn)以葉輪及與之相配合的密封環(huán)為例洋細(xì)說(shuō)明如下。

圖22-37中，A, B是低壓側(cè)，四指指向泵軸旋轉(zhuǎn)方向、拇指指向低壓側(cè)，若左手滿足則外螺紋為左旋，右手滿足則外螺紋為右旋。

螺旋密封不僅可以做成單段，也可以做成兩段密封，如圖22-38所示。在密封中間引入有壓封液，右段螺紋要阻止液體向右側(cè)泄漏，泵側(cè)為低壓側(cè)。符合左手法則，為左旋螺紋;左段螺紋阻止液體向大氣側(cè)泄漏，大氣側(cè)是低壓，符合右手法則，為右旋螺紋。

如判斷現(xiàn)有螺紋的旋轉(zhuǎn)方向，只需要將螺紋垂直放置，螺旋槽右側(cè)高為右旋，左側(cè)高為左旋。

圖22-37 螺紋旋向確定示意圖

圖22一38  兩段螺旋密封示意圖

4、螺旋密封的理論計(jì)算

(1)幾何參數(shù)如圖22一39所示

圖中:

D一一密封直徑，m;

L一密封開槽部分總長(zhǎng)度，m;

bg—軸向槽寬，rn;

b1一軸向齒寬，m;

c一一密封的半徑間隙，m;

d一槽深，m;

h——槽的半徑間隙h=d+c,  m;

H—— H=h/c, m;

i—頭數(shù);

a——螺旋角，(°);

圖22一39 螺旋密封的主要尺寸

（2)螺旋密封泄漏量的計(jì)算

1）沿旋槽的泄漏量q1

2)齒頂和外套間隙的泄漏量q2

3)總泄漏量q

式中u——流體的動(dòng)力黏度，N·s/m2

△P——螺旋密封兩端的壓差.Pa;

此密封泄漏量是指在靜止情況下，由壓差產(chǎn)生的泄漏量沒(méi)有實(shí)用意義。當(dāng)螺旋密封旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于存在著泵送流量，目_在一般情況下，按照泵送流量和泄漏量相等的原則，設(shè)計(jì)螺旋密封。實(shí)際螺旋密封的泄漏的壓力應(yīng)為密封兩端的壓差減掉密封能力，在沒(méi)有精確計(jì)算螺旋密封泄漏量時(shí)，可參考間隙或迷官密封泄漏量的計(jì)算方法。