離心泵的結(jié)構(gòu)、工作原理
離心泵
一、概述
l1、泵是輸送液體并提高液體壓力的機(jī)器。
l2、泵分為化工用泵、水泵。
l3、主要差異：特殊材料和設(shè)計(jì)，防止腐蝕和適應(yīng)化工工藝，包括結(jié)構(gòu)、軸封、材料及檢修難度。
l4、化工用泵的要求
l（1）適應(yīng)化工工藝要求運(yùn)行可靠。
l（2）耐腐蝕，耐磨損。
l（3）滿足無泄漏要求。
l（4）耐高溫或耐低溫并能有效連續(xù)工作。
二、離心泵的工作原理、
分類、型號(hào)及結(jié)構(gòu)
l（一）、離心泵的裝置及工作原理
l1、為了使離心泵能正常工作，離心泵必須配備一定的管路和管件，這種配備有一定管路系統(tǒng)的離心泵稱為離心泵裝置。圖1—1所示為離心泵的一般裝置示意圖，主要有底閥、吸入管路、出口閥、出口管線等。
2、離心泵的工作原理 離心泵在工作時(shí)，依靠高速旋轉(zhuǎn)的葉輪，液體在慣性離心力作用下獲得了能量以提高了壓強(qiáng)。離心泵在工作前，泵體和進(jìn)口管線必須罐滿液體介質(zhì)，防止氣蝕現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)葉輪快速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，葉片促使介質(zhì)很快旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)著的介質(zhì)在離心力的作用下從葉輪中飛出，泵內(nèi)的水被拋出后，葉輪的中心部分形成真空區(qū)域。一面不斷地吸入液體，一面又不斷地給予吸入的液體一定的能量，將液體排出。離心泵便如此連續(xù)不斷地工作。
（二）離心泵的氣蝕
l1、所謂的氣蝕是指：離心泵啟動(dòng)時(shí)，若泵內(nèi)存在空氣，由于空氣的密度很低，旋轉(zhuǎn)后產(chǎn)生的離心力很小，因而葉輪中心區(qū)所形成的低壓不足以將液位低于泵進(jìn)口的液體吸入泵內(nèi)，不能輸送流體的現(xiàn)象。
l2、離心泵啟動(dòng)前一定要向泵殼內(nèi)充滿液體以后，方可啟動(dòng)，否則將造成泵體發(fā)熱，震動(dòng)，出液量減少，對(duì)水泵造成損壞（簡(jiǎn)稱“氣蝕”）造成設(shè)備事故！
（三）離心泵的分類
l離心泵的種類很多，分類方法常見的有以下幾種方式
l1、按葉輪吸入方式分：（1）單吸式離心泵；如圖1-2所示 我站穩(wěn)前泵、穩(wěn)后泵、循環(huán)水泵等都是此類泵。
（2）雙吸式離心泵；如圖1-3所示，我站消防泵是此類泵。
（3）單級(jí)雙吸離心泵
揚(yáng)程范圍為10—140m，流量范圍是90—28600m3／h。按軸的安裝位置不同，分臥式和立式兩種結(jié)構(gòu)。圖12—3為臥式S型單級(jí)雙吸離心泵結(jié)構(gòu)。這種泵實(shí)際上相當(dāng)于兩個(gè)B型泵葉輪組合而成，液體從葉輪左、右兩側(cè)進(jìn)入葉輪，流量大。轉(zhuǎn)子為兩端支承，泵殼為水平副分的蝸殼形。兩個(gè)呈半螺旋形的吸液室與泵殼一起為中開式結(jié)構(gòu)，共用一根吸液管，吸、排液管均布在下半個(gè)泵殼的兩側(cè)，檢查泵時(shí)，不必拆動(dòng)與泵相連接的管路。由于泵殼和吸液室均為蝸殼形，為了在灌泵時(shí)能將泵內(nèi)氣體排出，在泵殼和吸液室的最高點(diǎn)處分別開有螺孔，灌泵完畢用螺栓封住。泵的軸封裝置多采用填料密封，填料函中設(shè)置水封圈，用細(xì)管將壓液室內(nèi)的液體引入其中以冷卻并潤(rùn)滑填料。軸向力自身平衡，不必設(shè)置軸向力平衡裝置。在相同流量下雙吸泵比單吸泵的抗汽蝕性能要好。
2按葉輪數(shù)目分：
l（1）單級(jí)離心泵泵中只有一個(gè)葉輪，單級(jí)離心泵是一種應(yīng)用廣泛的泵。由于液體在泵內(nèi)只有一次增能，所以揚(yáng)程較低。如圖1—2所示為單級(jí)單吸離心泵。
l（2）多級(jí)離心泵具有兩個(gè)或兩個(gè)以上葉輪的離心泵稱為多級(jí)離心泵。級(jí)數(shù)越多壓力越高。圖1—4所示為一臺(tái)分段式離心水泵，這種泵的葉輪一般為單吸式。
多級(jí)離心泵 結(jié)構(gòu)圖
3、按離心泵揚(yáng)程分：
（1）、低壓泵：揚(yáng)程≤20m；
（2）、中壓泵：揚(yáng)程≥20-100m；
（3）、高壓泵：揚(yáng)程≥100m；
4、按泵的用途和輸送液體性質(zhì)分類：
泵可分為：
（1）清水泵；
（2）泥漿泵；
（3）酸泵；
（4）堿泵；
（5）油泵；
（6）砂泵；
（7）低溫泵；
（8）高溫泵；
（9）屏蔽泵等。
（四）、離心泵型號(hào)及結(jié)構(gòu)
1、離心泵的型號(hào)
表1-1離心泵基本類型代號(hào)
型號(hào)
泵 的 名稱
型號(hào)
泵 的 名稱
IS
B或BA
D或DA
DL
Y
YG
F
P
ISO3國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)型單級(jí)單吸離心水泵
單級(jí)單吸懸臂式離心清水泵
多級(jí)分段式離心泵
多級(jí)立式管形離心泵
離心式油泵
離心式管道油泵
耐腐蝕泵
屏蔽式離心泵
S或sh
DS
KD
KDS
Z
FY
W
WX
單級(jí)雙吸式離心水泵
多級(jí)分段式首級(jí)為雙吸葉輪
多級(jí)中開式離心泵
多級(jí)中開式首級(jí)為雙吸葉輪
自吸式離心泵
耐腐蝕液下式離心泵
一般旋渦泵
旋渦離心泵
2、離心泵的結(jié)構(gòu)
l離心泵的品種很多，各種類型泵的結(jié)構(gòu)雖然不同，但主要零部件基本相同。
l主要零部件有泵殼、泵蓋、泵體、葉輪、密封環(huán)、泵軸、機(jī)封或填料函、聯(lián)軸器、軸承等。
（1）、單級(jí)單吸離心泵如圖1-5所示
圖1-5B型泵
1-葉輪背帽2-葉輪背帽止回墊
3-葉輪外口環(huán)
4-葉輪內(nèi)口環(huán)
5-密封填料
6-密封填料壓蓋
7-支撐軸承壓蓋
8-支撐軸承
9-托架
10-止推軸承
11-油封
12-泵軸
13-葉輪鍵
14-擋油環(huán)
單級(jí)單吸離心泵的特點(diǎn)
l B型泵此泵用于輸送溫度不超過80℃的清水及與水相近的清潔液體，揚(yáng)程范圍為8—125m，流量范圍為4.5—362m3／h。B型泵結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，易于加工制和維護(hù)保養(yǎng)，是在IS型泵之前應(yīng)用最廣泛的一種離心泵。
l B型泵有前開門式和后開門式兩種。前開門式為葉輪前面為泵蓋，后面為泵殼；而后開門式與前開門式相反，葉輪前面為泵殼，后面為泵蓋。
l 圖1—5所示為B型泵的前開門式結(jié)構(gòu)，泵的進(jìn)口在泵蓋上，出口在泵殼上，泵殼是螺旋形蝸殼，泵軸的一端支承在泵體內(nèi)的軸承上，另一端伸出稱為懸臂端，葉輪裝在懸臂端。葉輪上開有平衡孔，用來平衡部分軸向力，未平衡的軸向力由軸承承受。軸承用潤(rùn)滑脂潤(rùn)滑,多為球軸承。軸封裝置采用填料密封，泵內(nèi)的壓力水可直接由開在泵殼上的孔送到水封環(huán)，起水封作用。
(2) IS型泵仍是單級(jí)單吸
懸臂式離心泵
圖l—6所示為IS型泵的結(jié)構(gòu)
IS型泵仍是單級(jí)單吸懸臂式離心泵特點(diǎn)
l 但它是按國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的性能和尺寸設(shè)計(jì)的，是一種節(jié)能新產(chǎn)品，目前已替代B型泵。IS型泵用于輸送清水和性質(zhì)與水相似的液體，溫度不超過80℃，流量范圍為6．3—400m3／h，揚(yáng)程范圍為5—125m，轉(zhuǎn)速為2900r／min或1450r／min。
l圖l—6所示為IS型泵的結(jié)構(gòu)。它為后開門結(jié)構(gòu)，主要由泵殼、泵蓋、葉輪、軸、密封環(huán)、軸套及泵體等組成。泵通過加長(zhǎng)彈性聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)相連接，自進(jìn)口方向看葉輪逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。與B型泵比較，IS型泵的效率和吸程有較大提高，噪聲低、振動(dòng)小。拆下加長(zhǎng)聯(lián)軸器的中間連接件，即可取下泵的轉(zhuǎn)子，故檢修方便。
（3）、單級(jí)雙吸式離心泵 如圖1-3所示
l圖1—3為臥式S型單級(jí)雙吸離心泵結(jié)構(gòu)。這種泵實(shí)際上相當(dāng)于兩個(gè)B型泵葉輪組合而成，液體從葉輪左、右兩側(cè)進(jìn)入葉輪，流量大。轉(zhuǎn)子為兩端支承，泵殼為水平剖分的蝸殼形。兩個(gè)呈半螺旋形的吸液室與泵殼一起為中開式結(jié)構(gòu)，共用一根吸液管，吸、排液管均布在下半個(gè)泵殼的兩側(cè)，檢查泵時(shí)，不必拆動(dòng)與泵相連接的管路。由于泵殼和吸液室均為蝸殼形，為了在灌泵時(shí)能將泵內(nèi)氣體排出，在泵殼和吸液室的最高點(diǎn)處分別開有螺孔，灌泵完畢用螺栓封住。泵的軸封裝置多采用填料密封，填料函中設(shè)置水封圈，用細(xì)管將壓液室內(nèi)的液體引入其中以冷卻并潤(rùn)滑填料。軸向力自身平衡，不必設(shè)置軸向力平衡裝置。在相同流量下雙吸泵比單吸泵的抗汽蝕性能要好。
（4）、多級(jí)離心泵如圖1-4所示；
l人們把若干個(gè)葉輪安裝在同一個(gè)泵軸上，每個(gè)葉輪與其外周的液體導(dǎo)流裝置形成一個(gè)獨(dú)立的工作室，這個(gè)工作室與葉輪組成的系統(tǒng)可以認(rèn)為是一個(gè)單級(jí)離心泵，每個(gè)工作室前后串聯(lián)，就構(gòu)成了多級(jí)泵。與多個(gè)單級(jí)離心泵串聯(lián)相比，多級(jí)泵具有效率高、占地面積小、操作費(fèi)用低、便于維修等優(yōu)點(diǎn)。該泵流量范圍為5—720m3／h，揚(yáng)程最高達(dá)2800m。
l 多級(jí)離心泵除了具有單級(jí)離心泵的優(yōu)點(diǎn)之外，它最大的優(yōu)點(diǎn)就是揚(yáng)程高。多級(jí)離心泵的用途十分廣泛，例如，化肥生產(chǎn)中，用多級(jí)泵將氨水打入碳化塔，由氨水吸收加壓氮?dú)浠旌蠚庵械亩趸?，生產(chǎn)出碳酸氫銨；鍋爐的給水；山區(qū)的深井提灌等。
（5）、屏蔽式離心泵 如圖1-7所示
屏蔽式離心泵的特點(diǎn)
l化工廠常用的屏蔽泵，屬于單級(jí)懸臂式離心泵，其結(jié)構(gòu)圖如圖1-7所示；
l屏蔽泵又稱無填料泵，這種泵用于輸送易燃、易爆、有毒、有放射性及貴重液體，也可選作高壓設(shè)備的循環(huán)用泵。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)使泵的葉輪與電機(jī)的轉(zhuǎn)子在同一根軸上，裝在同一格密封的殼體內(nèi)，沒有聯(lián)軸器和封裝置，從根本上消除了液體外漏。為了防止輸送液體昱電氣部分接觸，電機(jī)的定子和轉(zhuǎn)子分別用金屬薄壁圓筒（屏蔽套）于液體隔離。屏蔽套的材料應(yīng)能耐腐蝕，并具有非磁性和高電阻率，以減少電動(dòng)機(jī)因屏蔽套存在而產(chǎn)生額外功率消耗。為了不干擾電機(jī)的磁場(chǎng)，這種金屬薄臂圓筒采用奧氏體系非磁性材料（1Gr18Ni9Ti）制成。由于有屏蔽套，增加了電機(jī)轉(zhuǎn)子和定子的間隙，使電機(jī)效率下降，因此，要求屏蔽套的壁要很薄，一般為0.3—0.8mm.
l 屏蔽泵具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，零件少，占地少，操作可靠，長(zhǎng)期不要檢修等優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是效率低，比一般離心泵低26％—50％。
三、離心泵的主要零部件
（一）、離心泵轉(zhuǎn)子
轉(zhuǎn)子是指離心泵的轉(zhuǎn)動(dòng)部分，
它包括葉輪、泵軸、軸套、軸承等零；如圖1—9所示。
圖1—9
1．葉輪
l葉輪是離心泵的做功零件，依靠它高速旋轉(zhuǎn)對(duì)液體做功而實(shí)現(xiàn)液體的輸送，是離心泵重要零件一。
l葉輪一般由輪毅、葉片和蓋板三部分組成。葉輪的蓋板有前蓋板和后蓋板之分，葉輪口側(cè)的蓋板稱為前蓋板，另一側(cè)的蓋板稱為后蓋板。
l按結(jié)構(gòu)形式，葉輪可分為以下三種。
l(1)閉式葉輪葉輪的兩側(cè)均有蓋板，蓋板間有4—6個(gè)葉片，如圖1—10(a)所示。閉式葉輪效率較高，應(yīng)用最廣，適用于輸送不含固體顆粒及纖維的清潔液體。閉式葉輪有單吸和雙吸兩種類型。雙吸葉輪如圖1—11所示，適用于大流量泵，其抗汽蝕性能較好。如圖1—10(b)。這種葉輪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，但效率低，適用輸送含較多固體懸浮物或帶纖維體。
l(3)半開式葉輪這種葉輪只有后蓋板，如圖1—10(c)所示。它適用于輸送易于沉淀或含固體懸浮物的液體，其效率介于開式和閉式葉輪之間。
l 離心泵葉輪的葉片有圓柱形葉片和組曲葉片兩種。圓柱形葉片是指整個(gè)葉片沿寬度方向均與葉輪軸線平行，圖1-10所示的葉輪葉片均為圓柱形葉片。
l葉輪的材料，主要是根據(jù)所輸送液體的化學(xué)性質(zhì)、雜質(zhì)及在離心力作用下的強(qiáng)度來確定。清水離心泵葉輪用鑄鐵或鑄鋼制造，輸送具有較強(qiáng)腐蝕性的液體時(shí)，可用青銅、不銹鋼、陶瓷、耐酸硅鐵及塑料等制造。葉輪的制造方法有翻砂鑄造、精密鑄造、焊接、模壓等，其尺寸、形狀和制造精度對(duì)泵的性能影響很大。
葉輪 結(jié)構(gòu)圖
2．泵軸
l離心泵的泵軸的主要作用是傳遞動(dòng)力，支承葉輪保持在工作位置正常運(yùn)轉(zhuǎn)。它一端通過聯(lián)軸器與電動(dòng)機(jī)軸相連，另一端支承著葉輪作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，軸上裝有軸承、軸向密封等零部件。
l 泵軸屬階梯軸類零件，一般情況下為一整體。但在防腐泵中，由于不銹鋼的價(jià)格較高，有時(shí)采用組合件。接觸介質(zhì)的部分用不銹鋼，安裝軸承及聯(lián)軸器的部分用優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼，不銹鋼與碳鋼之間可以采用承插連接或過盈配合連接。由于泵軸用于傳遞動(dòng)力，且高速旋轉(zhuǎn)，在輸送清水等無腐蝕性介質(zhì)的泵中，一般用45#鋼制造，并且進(jìn)行調(diào)質(zhì)處理。在輸送鹽溶液等弱腐蝕性介質(zhì)的泵中，泵軸材料用40Cr，且調(diào)質(zhì)處理。在防腐蝕泵中，即輸送酸、堿等強(qiáng)腐蝕性介質(zhì)的泵中，泵軸材質(zhì)一般為1Crl8Ni9或1Crl8Ni9Ti等不銹鋼。
圖1—12
3．軸套
l軸套的作用是保護(hù)泵軸，使填料與泵軸的摩擦轉(zhuǎn)變?yōu)樘盍吓c軸套的摩擦，所以軸套是離心泵的易磨損件。軸套表面一般也可以進(jìn)行滲碳、滲氮、鍍鉻、噴涂等處理方法，表面粗糙造度要求一般要達(dá)到Ra3.2μm—Ra0.8μm?？梢越档湍Σ料禂?shù)，提高使用壽命。
4．軸承
軸承起支承轉(zhuǎn)子重量和承受力的作用。離心泵上多使用滾動(dòng)軸承，其外圈與軸承座孔采用基軸制，內(nèi)圈與轉(zhuǎn)軸采用基孔制，配合類別國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有推薦值，可按具體情況選用。軸承一般用潤(rùn)滑脂和潤(rùn)滑油潤(rùn)滑。
圖1—14
(二)、蝸殼和導(dǎo)輪
蝸殼與導(dǎo)輪的作用，一是匯集葉輪出口處的液體，引入到下一級(jí)葉輪入口或泵的出口；二是將葉輪出口的高速液體的部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。一般單級(jí)和中開式多級(jí)泵常設(shè)置蝸殼，分段式多級(jí)泵則采用導(dǎo)輪。
1．蝸殼
蝸殼是指葉輪出口到下一級(jí)葉輪入口或到泵的出口管之間截面積逐漸增大的螺旋形流道，如圖1—15所示。其流道逐漸擴(kuò)大，出口為擴(kuò)散管狀。液體從葉輪流出后，其流速可以平緩地降低，使很大一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。
l 蝸殼的優(yōu)點(diǎn)是制造方便，高效區(qū)寬，車削葉輪后泵的效率變化較小。缺點(diǎn)是蝸殼形狀不對(duì)稱，在使用單蝸殼時(shí)作用在轉(zhuǎn)子徑向的壓力不均勻，易使軸彎曲，所以在多級(jí)泵中只是首段和尾段采用蝸殼而在中段采用導(dǎo)輪裝置。蝸殼的材質(zhì)一般為鑄鐵。防腐泵的蝸殼為不銹鋼或其他防腐材料，例如塑料玻璃鋼等。多級(jí)泵由于壓力較大，對(duì)材質(zhì)強(qiáng)度要求較高，其蝸殼一般用鑄鋼制造。
2．導(dǎo)輪
l導(dǎo)輪是一個(gè)固定不動(dòng)的圓盤，正面有包在葉輪外緣的正向?qū)~，這些導(dǎo)葉構(gòu)成了一條條擴(kuò)散形流道，背面有將液體引向下一級(jí)葉輪人口的反向?qū)~，其結(jié)構(gòu)如圖1—16所示。液體從葉輪甩出后，平緩地進(jìn)入導(dǎo)輪，沿著正向?qū)~繼續(xù)向外流動(dòng)，速度逐漸降低，動(dòng)能大部分轉(zhuǎn)變?yōu)殪o壓能。液體經(jīng)導(dǎo)輪背面的反向?qū)~被引入下一級(jí)葉輪導(dǎo)輪上的導(dǎo)葉數(shù)一般為4—8片，導(dǎo)葉的入口角一般為8°一16°，葉輪與導(dǎo)葉間的徑向單側(cè)間隙約為lmm。若間隙過大，效率會(huì)降低；間隙過小，則會(huì)引起振動(dòng)和噪聲。與蝸殼相比，采用導(dǎo)輪的分段式多級(jí)離心泵的泵殼容易制造，轉(zhuǎn)能的效率也較高。但安裝檢修較蝸殼困難。另外，當(dāng)工況偏離設(shè)計(jì)工況時(shí)，液體流出葉輪時(shí)的運(yùn)動(dòng)軌跡與導(dǎo)葉形狀不一致，使其產(chǎn)生較大的沖擊損失。由于導(dǎo)輪的幾何形狀較為復(fù)雜，所以一般用鑄鐵鑄造而成。
(三)、密封環(huán)
l從葉輪流出的高壓液體通過旋轉(zhuǎn)的葉輪與固定的泵殼之間的間隙又回到葉輪的吸入口，稱為內(nèi)泄漏，如圖1—17所示。為了減少內(nèi)泄漏，保護(hù)泵殼，在與葉輪入口處相對(duì)應(yīng)的殼體上裝有可拆換的密封環(huán)。
l 密封環(huán)的結(jié)構(gòu)形式有三種，如圖1—18所示。圖1—18(a)為平環(huán)式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。但密封效果差；圖l—18(b)為直角式的密封環(huán)，液體泄漏時(shí)通過一個(gè)90°的通道，密封效果比平環(huán)式好，應(yīng)用廣泛； 圖1—18(c)為迷宮式密封環(huán)，密封效果好，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，制造困難，一般離心泵中很少采用。密封環(huán)內(nèi)孔與葉輪外圓處的徑向間隙一般在0．1—0．2mm之間。
l 密封環(huán)磨損后，使徑向間隙增大，泵的排液量減少，效率降低，當(dāng)密封間隙超過規(guī)定值時(shí)應(yīng)及時(shí)更換。
l 密封環(huán)應(yīng)采用耐磨材料制造，常用的材料有鑄鐵、青銅等。
密封環(huán)的形式
(四)、軸向密封裝置
l 從葉輪流出的高壓液體，經(jīng)過葉輪背面，沿著泵軸和泵殼的間隙流向泵外，稱為外泄漏。在旋轉(zhuǎn)的泵軸和靜止的泵殼之間的密封裝置稱為軸封裝置。它可以防止和減少外泄漏，提高泵的效率，同時(shí)還可以防止空氣吸入泵內(nèi)，保證泵的正常運(yùn)行。特別在輸送易燃、易爆和有毒液體時(shí)，軸封裝置的密封可靠性是保證離心泵安全運(yùn)行的重要條件。常用的軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種。
1．填料密封
l 填料密封指依靠填料和軸(軸套)的外圓表面接觸來實(shí)現(xiàn)密封的裝置。它由填料箱(又稱填料函)、填料、液封環(huán)、填料壓蓋和雙頭螺栓等組成，如圖1—19所示。液封環(huán)安裝時(shí)必須對(duì)準(zhǔn)填料函上的入液口，通過液封管與泵的出液管相通，引入壓力液體形成液封，并冷卻潤(rùn)滑填料。填料密封是通過填料壓蓋壓緊填料，使填料發(fā)生變形，并和軸(或軸套)的外圓表面接觸，防止液體外流和空氣吸入泵內(nèi)。填料密封的密封性可用調(diào)節(jié)填料壓蓋的松緊程度加以控制。填料壓蓋過緊，密封性好，但使軸和填料間的摩擦增大，加快了軸的磨損，增加了功率消耗，嚴(yán)重時(shí)造成發(fā)熱、冒煙，甚至將填料燒毀。填料壓蓋過松，密封性差，泄漏量增加，這是不允許的。合理的松緊度應(yīng)該使液體從填料函中滴狀漏出，每分鐘控制在15—20滴左右。對(duì)有毒、易燃、腐蝕及貴中葉體，由于要求泄漏量較小或不準(zhǔn)泄漏，可以通過另一臺(tái)泵將清水或其他無害液體打到液封環(huán)中進(jìn)行密封，以保證有害液體不漏出泵外。也可采用機(jī)械密封裝置。
l 低壓離心泵輸送溫度小于40℃時(shí)，常用石墨填料或黃油滲透的棉織填料；輸送溫度小于250℃、壓力小于1．8MPa的液體時(shí)，用石墨浸透的石棉填料；輸送溫度小于400℃、允許工作壓力為2．5MPa的石油產(chǎn)品時(shí)，用金屬箔包石棉芯子填料。
2．機(jī)械密封
l填料密封的密封性能差，不適用于高溫、高壓、高轉(zhuǎn)速、強(qiáng)腐蝕等惡劣的工作條件。機(jī)械密封裝置具有密封性能好，尺寸緊湊，使用壽命長(zhǎng)，功率消耗小等優(yōu)點(diǎn)，近年來在化工生產(chǎn)中得到了廣泛的使用。
l (1)結(jié)構(gòu)及工作原理依靠靜環(huán)與動(dòng)環(huán)的端面相互貼合，并作相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)而構(gòu)成的密封裝置，稱為機(jī)械密封，又稱端面密封。其結(jié)構(gòu)如圖1—20所示。緊定螺釘1，將彈簧座2固定在軸上，彈簧座2、彈簧3、推環(huán)4、動(dòng)環(huán)6和動(dòng)環(huán)密封圈5均隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)，6靜環(huán)7、靜環(huán)密封圈8裝在壓蓋上，并由防轉(zhuǎn)銷9固定，靜止不動(dòng)。動(dòng)環(huán)、靜環(huán)、動(dòng)環(huán)密封圈和彈簧是機(jī)械密封的主要元件。而動(dòng)環(huán)隨軸轉(zhuǎn)動(dòng)并與靜環(huán)緊密貼合是保證機(jī)械密封達(dá)到良好效果的關(guān)鍵。l機(jī)械密封中一般有四個(gè)可能泄漏點(diǎn)A、B、C、D和E。密封點(diǎn)A在動(dòng)環(huán)與靜環(huán)的接觸面上，它主要靠泵內(nèi)液體壓力及彈簧力將動(dòng)環(huán)壓貼在靜環(huán)上，防止A點(diǎn)泄漏；但兩環(huán)的接觸面A上總會(huì)有少量液體泄漏，它可以形成液膜，一方面可以阻止泄漏，另一方面又可起潤(rùn)滑作用；為保證兩環(huán)的端面貼合良好，兩端面必須平直光潔。密封點(diǎn)B在靜環(huán)與靜環(huán)座之間，屬于靜密封點(diǎn)；用有彈性的O形(或V形)密封圈壓于靜環(huán)和靜環(huán)座之間，靠彈簧力使彈性密封圈變形而密封。密封點(diǎn)C在動(dòng)環(huán)與軸之間，此處也屬靜密封，考慮到動(dòng)環(huán)可以沿軸向竄動(dòng)，可采用具有彈性和自緊性的V形密封圈來密封。密封點(diǎn)D在靜環(huán)座與殼體之間，也是靜密封，可用密封圈或墊片作為密封元件。密封E點(diǎn)有軸套，在軸套與軸之間，也是靜密封，可用密封圈或墊片作為密封元件。
(2)結(jié)構(gòu)形式
l機(jī)械密封的結(jié)構(gòu)形式很多，主要是根據(jù)摩擦副的對(duì)數(shù)、彈簧、介質(zhì)和端面上作用的比壓情況以及介質(zhì)的泄漏方向等因素來劃分。
①內(nèi)裝式與外裝式
l內(nèi)裝式是彈簧置于被密封介質(zhì)之內(nèi)(見圖1—20、圖1—21)，外裝式則是彈簧置于被密封介質(zhì)的外部，如圖1-22所示。
圖1—20非平衡型單端面機(jī)械密封 圖1—21非平衡型雙端面機(jī)械密封
l一緊定螺釘；2一彈簧座；3彈簧；4推環(huán)； 1一靜密封圈；2靜環(huán)；3動(dòng)環(huán)；4一 動(dòng)環(huán)密封圈；
5一動(dòng)環(huán)密封圈；6一動(dòng)環(huán)；7靜環(huán)； 5一推環(huán)；6一彈簧；7緊定螺 釘；8彈簧座；
8靜環(huán)密封圈；9防轉(zhuǎn)銷 9一防轉(zhuǎn)銷
l內(nèi)裝式可使泵軸長(zhǎng)度減小，但彈簧直接與介質(zhì)接觸，外裝式正好相反。在常用的外裝式結(jié)構(gòu)中，動(dòng)環(huán)與靜環(huán)接觸端面上所受介質(zhì)作用·力和彈簧力的方向相反，當(dāng)介質(zhì)壓力有波動(dòng)或升高時(shí)，若彈簧力余量不大，就會(huì)出現(xiàn)密封不穩(wěn)定；而
l 當(dāng)介質(zhì)壓力降低時(shí)，又因彈簧力不變,使端面上受力過大，特別是在低壓?jiǎn)?dòng)時(shí)，由于摩擦副尚未形成液膜，端面上受力過大容易磨傷密封面。所以外裝式適用于介質(zhì)易結(jié)晶、有腐蝕性、較黏稠和壓力較低的場(chǎng)合。
l 內(nèi)裝式的端面比壓隨介質(zhì)壓力的升高而升高，密封可靠，應(yīng)用較廣。
②非平衡型與平衡型
非平衡型與平衡型在端面密封中，介質(zhì)施加于密封端面上的載荷情況，可用載荷系數(shù)久表示，如圖1—23所示。載荷系數(shù)K為介質(zhì)壓力的作用面積與密封端面面積之比，
③單端面與雙端面機(jī)械密封
單端面與雙端面機(jī)械密封動(dòng)環(huán)與靜環(huán)組成摩擦副，有一對(duì)摩擦副的稱為單端面機(jī)械密封，如圖1—20所示，有兩個(gè)摩擦副的稱為雙端面機(jī)械密封，如圖l—21所示。與單端面密封相比，雙端面密封有更好的可靠性，適用范圍更廣，可以完全防止被密封介質(zhì)的外泄漏，但結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，造價(jià)高。
(3)機(jī)械密封零件材料
l正確合理地選擇機(jī)械密封裝置中的各零件材料，是保證密封效果，延長(zhǎng)使用壽命的重要條件。材料必須滿足設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)中的工作條件，具有較高的強(qiáng)度、剛度、耐蝕性、耐磨性和良好的加工性。
l 在一對(duì)摩擦副中，不用同一材料制造動(dòng)環(huán)和靜環(huán)，以免運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生咬合現(xiàn)象。通常是動(dòng)環(huán)材質(zhì)硬，靜環(huán)材質(zhì)軟，即硬—軟配對(duì)。常用的金屬材料有鑄鐵、碳鋼、鉻鋼、鉻鎳鋼、青銅、碳化鎢等，非金屬材料有石墨浸漬巴氏合金、石墨浸漬樹脂、填充聚四氟乙烯、酚醛塑料、陶瓷等。
l 輔助密封圈一般用各種橡膠、聚四氟乙烯、軟聚氯乙烯塑料等。
l 彈簧常用材料有磷青銅、彈簧鋼及不銹鋼。
(4)冷卻沖洗
l由于機(jī)械密封本身的工作特點(diǎn)，動(dòng)靜環(huán)的端面在工作中相互摩擦，不斷
l產(chǎn)生摩擦熱，使端面溫度升高，嚴(yán)重時(shí)會(huì)使摩擦副間的液膜汽化，造成干摩擦，使摩擦副嚴(yán)重磨損，溫度升高還使輔助密封圈老化，失去彈性，動(dòng)靜環(huán)產(chǎn)生變形。為了消除這些不良影響，保證機(jī)械密封的正常工作，延長(zhǎng)使用壽命，故要求對(duì)不同工作條件采取適當(dāng)?shù)睦鋮s措施，以將摩擦熱及時(shí)帶走。常用的冷卻措施有沖洗法和冷卻法。
a、沖洗法利用密封液體或其他低溫液體沖洗密封端面，帶走摩擦熱并防止雜質(zhì)顆粒積聚。在被輸送液體溫度不高，雜質(zhì)含量較少的情況下，由泵的出口將液體引入密封腔沖洗密封端面，然后再流回泵體內(nèi)，使密封腔內(nèi)液體不斷更新，帶走摩擦熱。當(dāng)被輸送液體溫度較高或含有較多雜質(zhì)時(shí)，可在沖洗回路中裝冷卻器或過濾器，也可以從外部引入壓力相當(dāng)?shù)某孛芊庖?。常用的沖洗冷卻機(jī)械密封裝置的結(jié)構(gòu)如圖l—24所示。
lb、冷卻法分為直接冷卻和間接冷卻。直接冷卻是用低溫冷卻水直接與摩擦副內(nèi)徑接觸，冷卻效果好。缺點(diǎn)是冷卻水硬度高時(shí)，水垢堆積在軸上會(huì)使密封失效。并且要有防止冷卻水向大氣一側(cè)泄漏的措施，因此，使用受到限制。
l間接冷卻常采用靜環(huán)背部引入冷卻水結(jié)構(gòu)，如圖1—25所示。也可采用密封腔外加冷卻顯著，話用于輸送高溫液體。
圖1--24沖洗冷卻機(jī)械密封裝置 圖1—25靜環(huán)背部引入冷卻水 圖1—26密封腔外加冷卻水套
