通過對多級泵用機(jī)械密封的實(shí)際應(yīng)用和理論分析,提出了機(jī)械密封的實(shí)際密封效果不僅與機(jī)械密封自身的性能有關(guān),且與其它零部件提供的條件以及密封系統(tǒng)提供的條件有著重要的關(guān)系,因此在設(shè)計(jì)泵機(jī)組產(chǎn)品時,要為機(jī)械密封的使用提供一個良好的外部條件。
目前機(jī)械密封在多級泵類產(chǎn)品中的應(yīng)用非常廣泛,而隨著產(chǎn)品技術(shù)水平的提高和節(jié)約能源的要求,機(jī)械密封的應(yīng)用前景將更加廣泛。機(jī)械密封的密封效果將直接影響整機(jī)的運(yùn)行,尤其是在石油化工領(lǐng)域內(nèi),因存在易燃、易爆、易揮發(fā)、劇毒等介質(zhì),機(jī)械密封出現(xiàn)泄漏,將嚴(yán)重影響生產(chǎn)正常進(jìn)行,嚴(yán)重的還將出現(xiàn)重大安全事故。人們在分析質(zhì)量故障原因時,往往習(xí)慣在機(jī)械密封自身方面查找原因,例如:機(jī)械密封的選型是否合適,材料選擇是否正確,密封面的比壓是否正確,摩擦副的選擇是否合理等等。而很少在機(jī)械密封的外部條件方面去查找原因,例如:多級泵給機(jī)械密封創(chuàng)造的條件是否合適,系統(tǒng)的配置是否合適,而這些方面的原因往往是非常重要的
合理地設(shè)計(jì)軸向力的平衡裝置,消除軸向竄量。為了滿足這一要求,對于多級泵,比較理想的設(shè)計(jì)方案有兩個:一個是平衡盤加軸向止推軸承,由平衡盤平衡軸向力,由軸向止推軸承對泵軸進(jìn)行軸向限位;另一個是平衡鼓加軸向止推軸承,由平衡鼓平衡掉大部分軸向力,剩余的軸向力由止推軸承承擔(dān),同時軸向止推軸承對多級泵軸進(jìn)行軸向限位。種方案的關(guān)鍵是合理地設(shè)計(jì)平衡鼓,使之能夠真正平衡掉大部分軸向力。對于其它單級泵、中開泵等產(chǎn)品,在設(shè)計(jì)時采取一些措施保證泵軸的竄量在機(jī)械密封所要求的范圍之內(nèi)。
輪中固體顆粒運(yùn)動軌跡的明確結(jié)論;并且采用統(tǒng)計(jì)方法對實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,確定顆粒在礦用多級泵葉輪進(jìn)口的運(yùn)動參數(shù),可以為葉輪的設(shè)計(jì)和磨損研究提供有益的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。試驗(yàn)結(jié)果分析:粗、細(xì)顆粒對運(yùn)動軌跡的影響對于密度大于水的顆粒,不論其顆粒大小如何,在從葉輪進(jìn)口至出口的運(yùn)動中,都有向葉片工作面靠攏的趨勢,只不過其靠攏的速度和位置不同。對于質(zhì)量小的細(xì)顆粒,其靠攏的速度較慢,一般集中于葉片出口區(qū)域和葉片相撞。隨著顆粒質(zhì)量,其靠攏的速度加快,與葉片相撞的位置向葉片進(jìn)口移動。對于質(zhì)量大的粗顆粒,大都與葉片進(jìn)口部位相撞。大顆粒一進(jìn)入流道就離開工作面,并不因?yàn)橘|(zhì)量大,而是與葉片頭部撞擊的結(jié)果。從葉片進(jìn)口處可以看出,由于慣性力作用,粗顆粒在葉片進(jìn)口處的相對運(yùn)動角比細(xì)顆粒更小,更易向葉片頭部靠攏,與頭部相撞。其中一部分顆粒與葉片頭部相撞后,落到靠近葉片工田愛民,等:礦用多級泵泵葉輪中顆粒軌跡與磨損的關(guān)系作面的流道里,由于顆粒與葉片撞擊力的作用,顆粒離開工作面運(yùn)動,不再與葉片出口工作面相撞。一部分顆粒和葉片頭部相撞后,暫時停止了前進(jìn),在這一段時間,這些顆粒和葉片進(jìn)口邊一起繞泵軸旋轉(zhuǎn),獲得一附加礦用多級泵力,而后落入靠近葉片背面的流道。細(xì)顆粒由于慣性較小,在葉片進(jìn)口不會集中向葉片頭部運(yùn)動,但在流道中運(yùn)動時不斷偏向葉片工作面,使葉片出口處顆粒濃度,造成該處葉片嚴(yán)重磨損。這是由于顆粒進(jìn)入葉片區(qū)之前,要由軸向運(yùn)動變?yōu)閺较蜻\(yùn)動,很多顆粒與后蓋板內(nèi)表面相撞??梢哉J(rèn)為碰撞是彈性的,能量損失很小,這樣碰撞前后的速度幾乎不變。但是反射角決定碰撞位置,由此造成顆粒進(jìn)口速度的平均值基本不變,而進(jìn)口角有一定的離散性。葉輪轉(zhuǎn)速的影響,葉輪轉(zhuǎn)速的提高,使顆粒軌跡的包角ψ的統(tǒng)計(jì)平均值加大,而顆粒的停留時間變短,隨著轉(zhuǎn)速的提高,顆粒的慣性加大,顆粒就更趨向葉片壓力面,從而其磨損。
單位時間內(nèi)流體在流動方向過的距離稱為流速,用符號表示,單位為m/s。實(shí)驗(yàn):流體在管道橫截面上各點(diǎn)的流速并不相同,管的流速快,離越遠(yuǎn),流速越慢,管壁處的流速為零。因此,通常所說的流速是指流體在整個導(dǎo)管截面上的平均流速。與流速的關(guān)系如下:u=Q/A(m/s)
與流速的關(guān)系式中A-管道的橫截面積,m2。
由于多級泵管道的截面一般是圓形的,若以d表示管子的內(nèi)徑,則Q=π/4du=0.785du
由上式可知管徑的平方與流速成反比,流速大則所用管材直徑小,可節(jié)省投資,但流體流動時遇到的阻力大,會消耗更多的動力,增加日常操作費(fèi)用;反之,流速小,則投資大而日常操作費(fèi)用低。適宜的流速,應(yīng)使投資與操作費(fèi)用的總和為小。