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浅谈高粘度齿轮泵的性能要求和密封类型

发布日期:2018-12-07 点击:

输送高粘度液体的高粘度齿轮泵应做到在较低的功耗、较少的泄漏、较大的压力下输出相对较多的流量。液体的粘度反映了介质流动的难易程度,粘度过高会增加内摩擦阻力,降低输出功率,浪费能产品说明书上的规定,尽量使用厂家推荐的流体介质,并注意量,并产生过高的系统温度。在确定所要输送的介质时,应该严格遵循考虑系统的工作温度范围。当希望在某一较宽的温度范围内使用时,输送介质的粘度指数应该高些。

当高粘度齿轮泵应用于化学工业时所采用的传统密封设计,其密封压力施加于旋转面上,这种密封称之为旋转密封,因为弹簧或波纹密封装置与主轴一起旋转。比较新颖的设计,其弹簧或波纹密封装置安装于静止面上。在现在的机械密封上,上述两种密封方式都有非常普遍的应用,这样对于安装具有的灵活性。

无泄漏一直是高粘度齿轮泵坚持不懈的追求,正是这种要求成了高粘度齿轮泵的应用日益扩展。然而真正到无泄漏还有很长的路要走,比如高粘度齿轮泵的寿命问题、材料的孔蚀问题、静密封的可靠性问题等等。对许多腐蚀性较强的应用领域,通用的设计是采用金属波纹管密封装置。该波纹管由一系列的金属圆盘焊接而成,形成一个防止渗漏的波纹密封装置。采用这一装置可使密封面之间的密封压力加均匀,而且在密封面上不需要增加二次密封,这样自然就不会产生任何腐蚀磨损现象。一般来说,虽然其主要的密封压力依赖于填料盒本身的压力,但弹簧和波纹管可补偿外润滑高粘度齿轮泵在起动和停机过程中因主轴运动的压力不足,使密封面始终保持的密封压力。

高粘度齿轮泵的密封形式是这样的,对于静密封来说,通常只有密封垫和密封圈两种形式,而密封圈又以O型圈应用相对较广。对于动密封,化工泵很少采用填料密封,以机械密封为主,机械密封又有单端面和双端面,平衡型和非平衡型之分,平衡型适用于高压介质的密封(通常指压力大于1.0MPa),双端面机封主要用于高温、易结晶、有粘度、含颗粒以及有毒挥发的介质,双端面机封应向密封腔中注入隔离液,其压力一般高于介质压力0.07-0.1MPa。

目前,尽管国内企业已生产出不少适于输送高粘度液体的高粘度齿轮泵,但由于测试手段不完善,在材料选择、泄漏与噪声防治方面仍存在一些问题。特别是国产高粘度高粘度齿轮泵在速率、可靠性与使用寿命等方面与国外产品存在较大差距。因此,我国石油和化工等行业所使用的高粘度高粘度齿轮泵多数仍依赖进口。一般来说,高粘度齿轮泵的泵壳越重,其耐温度、耐压强度也越高。泵体材料常采用球墨铸铁,亦可采用铸造铝合金硬模熔铸而成,或采用挤压铝合金型材加工制造。当输送的介质具有腐蚀性时,可采用成本较高的不锈钢材料。国外高粘度高粘度齿轮泵多采用含镍、铬量高的合金钢作为泵壳材料,这种材料在强度、可靠性及成本方面的综合性能较好。为解决高粘度齿轮泵的困油现象,通常在泵盖上开设对称的卸荷槽,或向低压侧方向开设不对称卸荷槽,吸液侧采用锥形卸荷槽,排液侧为矩形卸荷槽,卸荷槽的深度也比液压工业中所用的高粘度齿轮泵要深。

高粘度齿轮泵当输送液体的粘度较高,或当系统在寒冷环境工作时,确保输送介质能够顺畅地流动。许多油液中含有蜡性成分,它们在低温时很易结晶,输送介质的凝点应该低于预期的相对较低作业温度。另外,所要输送的介质与系统中的密封、垫圈、软管等橡胶材料具有相容性,如果两者不相容,那么就得重新确定输送介质。输送介质不仅是能量传递的中介,而且也是润滑、密封及传热介质。


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