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  上海水泵集团技术之适当的填料函结构 二

  压力  填料函的压力随着吸入压力、叶轮结构和配合间隙很小的密封环的保持程度而变化。在叶轮结构方面的变化型式包括:采用与平衡孔相结合的立式或卧式密封环,或与此相反,采用背叶片或抽吸式叶片。所有叶轮的结构都与叶轮和泵固定零件之间的很小的运转间隙有关。这个间隙必须保持为尽量小,以防止液体大量循环并引起效率的降低。遗憾的是,大多数化工用泵的材料在经受摩擦接触时有咬合的倾向,因此,运转间隙必须增加到大大地高于其他工业用泵所采用的间隙值。

  在压力超过100磅/英寸²时,如果填料函不是很深的,而且操作者在使填料函内保持适当的填料压力方面不是特别熟练的话,则通常使用软填料就不能得到满意的结果。在压力高于100磅/英寸²时,最好的密封方法是采用平衡型机械密封,以消除密封面很高的面压。

    泵轴本身能产生额外的填料函问题。很明显,如果轴不圆或者弯曲,则轴在填料内形成的孔要比塞满填料时正确的轴所形成的孔大得多,因而使液体的泄漏量增大。如果叶轮没有进行过静平衡或水力平衡,则在同样的运行条件下就会在轴上产生个动弯曲。对于尺寸过小的轴或者用容易弯曲的材料制成的轴,则由于叶轮上径向推力的作用,将使轴偏离真正的中心而产生挠度。这种径向推力的作用会在填料中产生一个附加的孔径,从而增大了液体的漏出量。

  当轴在运行过程中发生弯曲或挠曲时,机械密封的运行也将受到损害。因为机械密封的挠性零件必须随着轴的每一转而进行调整,所以过大的挠曲会引起密封寿命的缩短。如果轴的挠曲大于名义值,则挠性的密封零件就不能以足够快的速度作出反应,以保持密封面贴合在一起,这样,在配合面上就将出现泄漏。

  已经确定0.002英寸的适当极限作为轴在填料函端面处的最大挠度或径向跳动量,以与良好的泵结构相适应。

  轴的表面 
在填料函的范图内,泵轴表面的抗腐蚀能力至少等于和尽可能大于泵接触液体零件的抗腐蚀能力。此外,该表面还必须有足够的硬度,以承受填料零件或机械密封零件作用下的磨损倾向。而且,轴的表面还必须能承受在运行过程中经常发生的温度突然变化。

  因为用不锈的合金制成整根泵轴在经济上是不可取的,而实际上也不可能用碳、玻璃或塑料等材料制成能起作用的轴,所以,化工用泵经常使用由碳钢制成的轴,而在填料函的范围内在碳轴上采用保护覆盖层或轴套。往往采用圆柱形的轴套,以便在套磨损后可以进行拆卸和更换。另外一种结构是采用永久性地圆定在轴上的轴套,以使轴的径向跳动量和挠度值较小。

  在填料函范围内要得到硬的轴表面的另外一个方法是,在轴的表面上堆焊或喷镀一层硬金属。这种材料通常是没有耐腐蚀性的,因此,在化学腐蚀比较严重的使用条件下,这种材料未广泛接受。等离子喷涂工艺所采用的陶瓷材料有优秀的耐腐蚀性能,但是,这种工艺不能达到为保护下层轴所要求的完满的致密性。

  在接触液体端采用高级合金具有可以接受的耐腐蚀性能时,可以广泛采用组合式的轴,即用碳钢作为动力端的轴,用高级合金作为接触液体端的轴。这两段轴要用不同的焊接工艺连接起来,因此,两种金属材料的组合局限在能很容易地焊接在一起的金属材料范围内。在这样的部件上,焊接连接处和受热的影响域必须在轴的接触液体部分以外。

  其他结构  除了前述的隔膜泵以外,取消填料函以及消除与取消填料函有关的问题是几种化工泵结构的共同目标。

  立式浸没式泵(液下泵)在紧靠叶轮之上的范围内采用滑动轴承,以限制液体沿泵轴向上流动。在化工工业的使用条件下,与这种轴承有关的材料问题以及轴承的润滑问题是主要的缺点。

  在屏蔽泵中,电动机绕组密闭地密封在不锈钢的屏蔽套中,所以,屏蔽泵也可以避免用填料函。所输送的液体通过电动机部分进行循环,以润滑支撑整个旋转部件的滑动轴承。缺点仍然集中在1)关于适合于腐蚀性液体的轴承材料的选择问题;2)在输送无润滑性液体时这种轴承的润滑问题,以及3)在输送固体-液体混合物时堵塞通过电动机部分的液体通路的可能性。

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