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齿轮泵停止运转后的要求和机械密封泄漏失效形

来源:      2020-3-20 16:44:51      点击:
齿轮泵是专业制作的一种泵类产品,齿轮泵的工作原理及设计理念是我们需要充分了解的,以下是工作原理及设计理念。齿轮泵的概念很简单,基本形式就是两个尺寸相同的齿轮在一个紧密配合的壳体内相互啮合旋转,这个壳体的内部类似“8”字形,两个齿轮装在里面,齿轮的外径及两侧与壳体紧密配合。来自挤出机的物料在吸入口进入两个齿轮中间,并充满这一空间,随着齿的旋转沿壳体运动,之后在两齿啮合时排出。
  在术语上讲,齿轮泵也叫正排量装置,即像一个缸筒内的活塞,当一个齿进入另一个齿的流体空间,液体就被机械性地挤排出来。因为液体是不可压缩的,所以液体和齿就不能在同一时间占据同一空间,这样,液体就被排除了。由于齿轮泵齿的不断啮合,这一现象就连续在发生,因而也就在齿轮泵的出口提供了一个连续排除量,泵每转一转,排出的量是一样的。随着驱动轴的不间断地旋转,泵也就不间断地排出流体。泵的流量直接与泵的转速有关。
  实际上,在齿轮泵的泵内有很少量的流体损失,这使齿轮泵的运行效率不能达到99%,因为这些流体被用来润滑轴承及齿轮两侧,而齿轮泵的泵体也绝不可能无间隙配合,故不能使流体99%地从出口排出,所以少量的流体损失是必然的。然而泵还是可以良好地运行,对大多数挤出物料来说,仍可以达到93%~98%的效率。
  齿轮泵停止运转后的要求:
  1、低温齿轮泵停车时,当无特殊要求时,泵内应经常充满液体;吸入阀和排出阀应保持常开状态;采用双端面机械密封的低温泵,液位控制器和泵密封腔内的密封液应保持泵的灌浆压力。
  2、离心齿轮泵停止运转后应关闭泵的人口阀门,待泵冷却后再依次关闭附属系统的阀门。排出泵内积存的液体,防止锈蚀和冻裂。
  3、输送易结晶,易凝固,易沉淀等介质的齿轮泵,停泵后应防止堵塞,并及时用清水或其他介质冲洗泵和管道。
  4、高温齿轮泵停车应按设备技术文件的规定执行,停车后应每偏20一30min盘车半圈,直到泵体温度降至50℃为止。
  齿轮泵机械密封泄漏状态和失效组件形态
  正常切换,启动备用泵时,出现短暂的抽空现象,运行数小时后,密封出现泄漏。泄漏现象为先滴状后线状漏,而且越漏越大,并伴有间断油气外涌。拆卸密封,检查发现:①动环表面有均匀磨损的环纹;②波纹管上有固体颗粒;③动环座防转销移位,防转销处破损缺口。
  1、操作造成泵体抽空可能导致密封故障
  齿轮泵维修后,进行甩油操作。甩油前开背冷蒸汽充分预热密封约60min。将泵的进口阀和出口阀关闭,在泵出口高压力的作用下,渣油从泵的甩油阀门入口法兰处进入泵体,经过出口法兰进入甩油系统。甩油过程间断盘车30min左右。启动前进行了倒灌预热。预热是先将泵的出口阀微开,泵体进口阀微开,在泵出口压力作用下,少量渣油从泵的出口阀门通过泵体和进口阀门。预热过程一直到启动泵前停止,关闭出口阀门。甩油和预热过程保证将泵体内空气和其它水分等造成泵抽空的因素排除并使密封不受高温影响,即抽空现象不是操作造成的。
  2、泵壳和泵轴膨胀不同可能造成密封故障
  当泵体入口管法兰温度到140℃以上时便可启动泵,此时测得泵外壳表面温度在95℃左右。启动前关闭出口阀门,将入口阀门开大。启动电机,出口压力正常后打开出口阀。出口阀门一旦打开,泵的流量在110~120m3/h。启动过程中随之而来的是183℃的热油。由于转子被热油包围,而泵为双层泵壳体,几分钟的时间内不会达到转子温度,转子和泵外壳的温度差达88℃。这一温差造成轴的热膨胀大于泵壳的热膨胀。
  3、辅助系统对密封端面温度控制效果差
  另外一个很大的影响因素就是密封辅助系统对密封腔内介质的温度控制。由于缺乏有效的测量手段,密封端面处介质实际温度无法准确得到。为了衡量密封端面的温度,对运行中泵的背冷蒸汽进行了测量。用测温仪测得背冷蒸汽温度为180℃。而出口温度为188℃。背冷蒸汽进出口温差只有8℃,比较小。背冷蒸汽未中断,说明冷却水带走的热量比较少,使得对密封端面温度降低的效果不好,造成介质高温汽化,致使泵抽空。
  4、密封元件失效造成密封失效
  波纹管密封是平衡型密封,无补偿环滑移辅助使其有的追随性和补偿性,在高速下对轴的振动和振摆适应性较强。静止型金属波纹管密封可以克服轴和密封压盖倾斜问题。且密封本身为集装式密封,通常情况下,安装过程不会引起密封故障。
  齿轮泵启动前发现盘车较重,拆卸密封检查时发现压缩量有所增大,轴套固定环上定位螺丝有松动,拆检密封没有发现其它密封元件异常和损伤的情况。密封故障泄漏后,定位螺丝有松动,定位环出现变形。
  轴套传动方式为顶丝传动,固定环用6个螺钉和轴套螺纹孔径向相连固定,用6个顶丝固定在轴表面上。
  分析认为在常温下尚可使用,在直径较大和温度较高时,热油泵在温度和离心力的作用下顶丝松动,传动顶丝和轴套打滑,动环和轴套同时发生轴向串动,运转中容易失效。波纹管压缩量太大,造成端面比压大,摩擦副温度升高,启动过程发生短暂抽空。进而发生动环座防转销移位,动环座在防转销处破损缺口。