动力密封装置是流体密封技术中的一种重要形式,动力密封装置具有非接触式密封的一切优点。由于动力密封装置没有接触式密封密封副的直接摩擦,理论上讲其寿命可以无限长。动力密封装置是借助流体机械旋转轴的转动产生反压阻止气体或液体向外泄漏,达到完全密封的功能。其转速越高,产生的封压越高,其密封效能越好,故动力密封装置随着流体机械高速化的发展,其应用范围会更加广泛。
鉴于此,国内外对它进行了大量试验和研究针对动力密封装置的设计提出了许多有效的方法,在总结前人经验的基础上,我们将动力密封装置(图1)应用到KWFB型自吸泵中,并得到一些有益的经验。
一、动力密封装置的设计
1、东莞南方水泵阐述动力密封装置的结构
动力密封装置(图1),它包括主轴1、传动键2和动力密封叶轮3以及固定螺母4、盖板5、联接螺钉6、密封盒7共同组成。动力密封叶轮3通过传动键2与主轴1联接,并由固定螺母4通过螺纹联接固定在主轴1上,它随主轴一起作高速旋转,达到产生反向压力来密封流体的目的。
动力密封装置密封盒7(图2)通过止口与盖板5配合,并通过联接螺钉6与盖板5固定,共同组成动力密封腔体。动力密封装置密封盒由数个迷宫型圆环71和动力密封装置密封盒盖72组成。
动力密封叶轮共有2种结构形式,形式1为径向叶片型动力密封叶轮的结构(图3);形式2为背弯叶片型动力密封叶轮的结构(图4)。其径向叶片型动力密封叶轮由数个径向直叶片31、圆柱型密封环32、叶轮轮毂33和叶轮圆盘34组成;其背弯叶片型动力密封叶轮由数个背弯叶片41、圆柱型密封环42、叶轮轮毂43和叶轮圆盘44组成。
2、广东南方水泵分析动力密封装置的工作原理
当密封流体由于内部压力高向动力密封装置外部泄漏时,首先密封流体通过密封盒与动力密封叶轮的叶轮圆盘之间的间隙向外泄漏,密封流体通过密封盒盖上的每个迷宫型圆环时,密封流体都要经过一个收缩和扩散的过程,也就是说密封流体都要经过一个压力(能量)减损过程。这样密封流体通过密封盒盖上的数个迷宫型圆环时,其压力(能量)就减损了数次。这样密封流体到达动力密封叶轮的圆柱型密封环以前,高压力的密封流体压力得到了降低。其中圆柱型密封环起着进一步降低密封流体压力和防止空气进入动力密封腔体。
动力密封叶轮随主轴一起作高速旋转,其径向叶片或背弯叶片使密封流体产生反向压力(扬程),反向压力用来密封泵内液体向泵体外的泄漏。反向压力的产生是由径向叶片或背弯叶片和液体的复杂旋涡作用而产生的。反向压力的大小同主轴转速的平方和叶轮叶片外径的平方乘积成正比。当动力密封反向压力大于或等于密封流体压力时,就达到了动力密封的目的。
3、动力密封装置的计算
目前工程上比较实用的有2种计算方法,分别为海因茨K•米勒和(前苏联)戈卢别夫计算法。其中戈卢别夫计算法是在全苏水力机械研究院大量实验数据基础上总结的,笔者在实际应用中感到戈卢别夫计算法更方便实用,且实际封液能力与计算十分吻合。以下我们重点介绍戈卢别夫计算法(图5)。
二、结论
1、从实际应用的结果来看,动力密封装置是一种可行的密封形式。
2、通过优化动力密封叶轮的几何尺寸,可以实现最大密封能力和最小能耗的目标。
3、50m以上高扬程,宜设计两级动力密封叶轮结构,可以显著地降低动力密封装置的能耗。
4、圆柱型密封环起着进一步降低密封流体压力和能耗以及防止空气进入动力密封腔体这三重作用。
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