【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 密封環(huán)的結(jié)構(gòu)形式有三種，如圖 2— 13 所示。圖 2— 13(a)為平環(huán)式，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造方便。但密封效果差；圖 2— 13 (b)為直角式的密封環(huán)，液體泄漏時(shí)通過一個(gè) 90176。的通道，密封效果比平環(huán)式好，應(yīng)用廣泛；圖 2— 13 (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 — 之間。 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。 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。本設(shè)計(jì)采用直角式密封環(huán)。 軸向密封 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 鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計(jì)說明書 2 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。常用的軸封裝置有填料密封和機(jī)械密封兩種。 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 2— 13 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。 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。 (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 2— 14 所示。緊定螺釘 1，將彈簧座 2 固定在軸上，彈簧座 彈簧 推環(huán) 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) 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。 本設(shè)計(jì)采用填料密封。 圖 214 填料密封裝置 鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計(jì)說明書 2 1軸； 2壓蓋； 3填料； 4填料箱； 5 封液環(huán)； 5引液管 多級(jí)泵的平衡裝置 離心泵工作時(shí)，由于葉輪兩側(cè)液體壓力分布不均勻，如圖 215 所示，而產(chǎn)生一個(gè)與軸線平行的軸向力，其方向指向葉輪入口。此外，當(dāng)液體從軸向流入葉輪，然后又立即轉(zhuǎn)為徑向進(jìn)入葉片間的流道時(shí)，由于軸向動(dòng)量的突然變化 ，產(chǎn)生作用于葉輪的軸向沖力。但是，這個(gè)力比較小，并被壓力差引起的軸向力抵消，一般可不考慮。由于軸向力的存在，使泵的整個(gè)轉(zhuǎn)子發(fā)生向葉輪吸人口的竄動(dòng)，引起泵的振動(dòng)，軸承發(fā)熱，并使葉輪入口外緣與密封環(huán)產(chǎn)生摩擦，嚴(yán)重時(shí)使泵不能正常工作，甚至損壞機(jī)件。尤其是多級(jí)泵，軸向力的影響更為嚴(yán)重。因此必須平衡軸向力以限制轉(zhuǎn)子的軸向竄動(dòng)。 圖 215 離心泵軸向力示意圖 分段式多級(jí)離心泵的軸向力是各級(jí)葉輪軸向力的疊加，其數(shù)值很大，不可能完全由軸承來承受，必須采取有效的平衡措施。 鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計(jì)說明書 2 圖 216 葉輪對(duì)稱分布圖 ① 葉輪對(duì)稱布置將離心泵的每?jī)蓚€(gè)葉輪以相反方向?qū)ΨQ地安裝在同一泵軸上，使每?jī)蓚€(gè)葉輪所產(chǎn)生的軸向力互相抵消，如圖 2— 16 所示。這種方案流道復(fù)雜，造價(jià)較高。當(dāng)級(jí)數(shù)較多時(shí)，由于各級(jí)泄漏情況不同和各級(jí)葉輪輪毅直徑不相同，軸向力也不能完全平衡，往往還需采用輔助平衡裝置。 ② 平衡盤裝置因分段式多級(jí)離心泵葉輪沿一個(gè)方向裝在軸上，其總的軸向力很大，常在末級(jí)葉輪后面裝平衡盤來平衡軸向力。平衡盤裝置由裝在軸上的平衡盤和固定在泵殼上的平衡環(huán)組成， 如圖 2— 17 所示。 圖 217 多級(jí)泵平衡盤裝置 l 末級(jí)葉輪； 2 尾段； 3 平衡套； 4 一平衡環(huán)； 5 一平衡盤； 6 接吸入口的管孔 離心泵工作時(shí)，當(dāng)葉輪上的軸向力大于平衡盤 5 上的平衡力時(shí)，泵的轉(zhuǎn)子就會(huì)向吸入方向竄動(dòng)，使平衡盤 5 的軸向間隙 b0 減小，增加液體的流體阻力，因而減少了泄漏量。泄漏量減少后，液體流過徑向間隙 b0 的壓力降減小，從而提高了平衡盤 5 前面的壓力 p‵ ，即增加了平衡盤 5 上的平衡力。隨著平衡盤 5 向左移動(dòng)，平衡力逐漸增加，當(dāng)平衡盤 5 移動(dòng)到某一個(gè)位置時(shí)，平衡力與軸向力相等，達(dá)到平衡。 鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計(jì)說明書 2 第 3 章 軸的設(shè)計(jì)計(jì)算 設(shè)計(jì)參數(shù)：流量 Q=150m3/h 單級(jí)揚(yáng)程 H=100m 級(jí)數(shù) i=10 級(jí) 轉(zhuǎn)速 n=2950r/min 液體重度 γ=9806N/m3 效率 ?=70％ 必須氣蝕余量 Δhr= 計(jì)算比轉(zhuǎn)數(shù)及電機(jī)的選擇 由公式計(jì)算比轉(zhuǎn)數(shù) H Qnns ?=43100 3600 ?? = 泵的氣蝕比轉(zhuǎn)數(shù)為 4343 3600/ ????? rh QnC=1043 計(jì)算所得的氣蝕比轉(zhuǎn)數(shù)是可以達(dá)到的，因此所確定的轉(zhuǎn)速是合適的。 泵的單級(jí)軸功率 Pi 為： 15010098061000 ?? ???? ?? ii QHP 鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計(jì)說明書 2 = 根據(jù) GB5659－ 85 中規(guī)定，電機(jī)的功率 N 電 ≥KPP＝ KP iPi （其中 KP 為系數(shù)）。 查閱《泵專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)匯編》 ，得系數(shù) KP；各級(jí)泵的電機(jī)選擇如表 3－ 1 如表 31 電機(jī)的選用 級(jí)數(shù) i 軸功率（ kW） 系數(shù)KP KPP級(jí)數(shù) i（ kW） 選用電機(jī)型號(hào) 電機(jī)功率（ kW） 電機(jī)額定電壓（ v） 10 583 Y45012 710 6000 軸徑和輪轂直徑的計(jì)算： 泵的計(jì)算功率： Pd＝ KmaxP 取 K＝ Pd＝ 583 ≈700kW 圖 31 軸 泵的功率約為 700kW，屬于大功率型離心泵故采用階梯式軸，如圖 41。 鄭州工業(yè)應(yīng)用技術(shù)學(xué)院 畢業(yè) 設(shè)計(jì)說明書 2 出于適用性和經(jīng)濟(jì)性軸采用 40Cr，軸和葉輪之間用平鍵連結(jié)，為防止泵內(nèi)的水腐蝕軸，減損軸的使用壽命軸外部加軸套，軸和軸套之間用螺紋連接。葉輪上的軸向力用平衡盤來平衡，平衡盤與軸用平鍵連接。軸和軸承之間用過盈配合。 圖 32 轉(zhuǎn)子結(jié)合部 1. 軸 葉輪 、 軸 、 平衡盤等構(gòu)成