造成泄漏的原因主要有兩個方面:一是密封面上有間隙。二是密封部位兩側存在壓力差,消除或減小任何一個因素都可以阻止或減小泄漏,達到密封的目的。泵的設計壓力和使用壓力是客觀存在不能減小,所以泵的密封該解決的是消除或減小密封面之間的間隙。這種間隙包括密封面之間的間隙和密封裝置本生內部的間隙。
泵的密封裝置主要分兩類:一類為靜密封,一類為動密封。靜密封通常有墊片密封、O型圈密封、螺紋密封等型式。動密封則主要有軟填料密封、油封密封、迷宮密封、螺旋密封、動力密封和機械密封等。
墊片密封墊片是離心泵靜密封的基本元件,使用范圍非常廣泛。墊片的選型主要根據泵輸送介質、溫度、壓力和腐蝕性等因素決定。當溫度和壓力不高時一般選用非金屬密封墊片;中壓高溫時,選用非金屬與金屬組合墊片。非金屬墊片在泵上應用最為普遍,其材料一般為紙、橡膠和聚四氟乙烯。當溫度不超過120℃,壓力在1.0Mpa以下時,一般選用青殼紙或模造紙墊片。如果輸送介質為油,溫度在-30~110℃時,一般選用耐老化性能較好的丁晴橡膠。當輸送介質在-50~200℃時,選用氟橡膠更為合適。因為它除了耐油耐熱外,機械強度大也是其主要特征。在化工泵中,由于所輸送介質具有腐蝕性,所以一般選用聚四氟乙烯做為墊片材料。隨著泵使用的領域越來越廣泛,所輸送介質種類也越來越多,因此在選用墊片材質時應查閱相關資料或通過實驗后再做出正確選擇。墊片失效的原因主要有下列幾種情況:
1、作用在密封墊片上的壓力不足。由于密封面上總是存在著微觀的凹凸不平,有時還在密封面上加工出若干環形溝槽,若保證密封,就必須對密封墊片施加足夠大的壓力,使其發生彈性或塑性變形以填充這些間隙。各種墊片材質的壓緊力大小通常在密封墊片生產廠家樣本或產品說明書中給出,也可通過實驗決定。由于裝配時達不到墊片所需的壓緊力或由于在常期運行中的振動使壓緊螺栓松動而使壓緊力降低以及由于墊片材質的老化變形而喪失原來的彈性都會使墊片失效而產生泄漏。
2、墊片材質內部組織或厚度不均勻,以及使用了帶有裂縫或折皺的紙板,使墊片本身形成了間隙,當作用在墊片上的力使墊片所產生的彈性變形不足以完全填充這些間隙時,泄漏也就不可避免了。
3、墊片的材質與所輸送的介質不相適應。由于泵所輸送化工產品化學性質的多樣性,以及為提高燃油的燃燒值或改變其燃燒后的生成物而在燃油中增加入了一些少量的添加劑后而使燃油的某些性質發生變化,所以選擇和輸送介質相適的墊片材質并非易事,因而也經常發生由于不相適應而使墊片發生侵蝕而產生泄漏的現象。
O型圈密封
泵中常用的是橡膠O型圈。由于其形狀十分簡單,因而制造容易,成本低廉,不論O型圈的整體尺寸有多大,其截面尺寸都很小(只有幾毫米)所以重量輕,消耗材料少,使用方法簡單,安裝、拆卸方便,更為突出的優點還在于O形圈具有良好的密封能力,使用范圍很寬。靜密封工作壓力可達100MPa以上,動密封也可達30Mpa。適用溫度為-60~200℃,可滿足多種介質的使用要求。因此在泵的設計中得到越來越廣泛的應用。O形密封圈安裝在溝槽和被密封面之間,有一定壓縮量,由此產生的反彈力給予被密封的光滑面和溝槽底面以初始的壓縮應力。從而起到密封作用。當被密封的液體壓力增大時,O形圈的變形也隨之增大,從而傳遞給密封面的壓力也增大,密封的作用也增大。這就是O形密封圈具有良好密封能力的原因。
O形密封圈雖然密封可靠,但如果不注意使用條件,也會發生泄漏,通常有以下幾種情況:
1、裝O形圈的溝槽尺寸超差,尤其是深度尺寸過大時,使O形圈安裝后壓縮變形量不足而影響密封能力。一般O形圈安裝后壓縮變形量應在18%~22%之間,截面尺寸大時壓縮相對變形量較小,而截面尺寸較小時壓縮相對變形量則較大。