化工泵的軸封腔設(shè)計(jì)與軸封選型分析

陳曉

摘要：在設(shè)計(jì)和生產(chǎn)化工泵的過程中，做好對(duì)軸封腔的設(shè)計(jì)至關(guān)重要，這主要是因?yàn)檩S封腔質(zhì)量的高低直接決定了整個(gè)化工泵的質(zhì)量的高低以及操作使用過程中使用性能的高低。文章結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)分析和研究了化工泵的軸封腔設(shè)計(jì)和軸封選型問題，希望可以為相關(guān)領(lǐng)域的研究提供參考和建議。

關(guān)鍵詞：化工泵；軸封腔設(shè)計(jì)；軸封選型；動(dòng)力裝置；石油化工產(chǎn)業(yè) 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TK263 文章編號(hào)：1009-2374（2016）05-0061-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.05.031

隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展和現(xiàn)代化建設(shè)水平的不斷提高，我國的石油化工行業(yè)發(fā)展勢頭良好，已經(jīng)形成比較完備的工業(yè)體系，為國民經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展做出了巨大的貢獻(xiàn)。目前，伴隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，我國石油化工行業(yè)的各種生產(chǎn)設(shè)備基本上已經(jīng)完全實(shí)現(xiàn)自給自足，并且對(duì)于石油化工行業(yè)重要的動(dòng)力裝置化工泵也已經(jīng)逐漸實(shí)現(xiàn)了國產(chǎn)化，這標(biāo)志著我國的石油化工行業(yè)獲得了巨大的發(fā)展。

化工泵作為重要的動(dòng)力裝置，需要在各種惡劣的環(huán)境下運(yùn)行，并且運(yùn)輸?shù)漠a(chǎn)品多為危險(xiǎn)系數(shù)較高的化工產(chǎn)品。如果化工泵的設(shè)計(jì)不夠完善，則會(huì)導(dǎo)致化工泵的軸封腔以及軸封出現(xiàn)泄漏的情況，不僅會(huì)使化工泵無法正常工作，還有可能導(dǎo)致重大的安全事故，造成巨大的損失。想要有效解決這些問題，就需要做好對(duì)軸封腔設(shè)計(jì)以及軸封選型工作。鑒于此，研究化工泵軸封腔設(shè)計(jì)以及軸封選型問題具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 化工泵的軸封腔設(shè)計(jì)問題分析

1.1 化工泵的軸封腔設(shè)計(jì)

首先，在對(duì)化工泵的軸封腔進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，一定要綜合考慮各種相關(guān)的影響因素，如國家對(duì)這方面制定的產(chǎn)品設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)、產(chǎn)品的使用范圍、場合以及產(chǎn)品的市場定位等；其次，做好前期準(zhǔn)備工作之后，還需要對(duì)化工泵使用的具體環(huán)境進(jìn)行分析，從而確定軸封腔內(nèi)部的液體種類，同時(shí)還需要根據(jù)工作的實(shí)際情況來確定是否安裝加熱或冷卻裝置；最后，在設(shè)計(jì)軸封腔的過程中，除了滿足最基本的要求及符合設(shè)計(jì)書中的規(guī)定和要求，還需要盡可能地提高軸封腔的使用性能，擴(kuò)大使用的范圍，并且還要保證其具有較廣的通用性，可以進(jìn)行互換使用，而要實(shí)現(xiàn)這一目的就需要在設(shè)計(jì)的過程中將各種零件的各種參數(shù)以及尺寸大小設(shè)計(jì)的相同。這樣一來，如果化工泵軸封腔在使用的過程中出現(xiàn)問題，則可以使用通用件進(jìn)行更換或修理，大大提高了化工泵軸封腔使用的方便性，同時(shí)這種通用性的設(shè)計(jì)還有利于提高化工泵軸封腔的生產(chǎn)效率，大大減少了磨具的制造，使開發(fā)設(shè)計(jì)的費(fèi)用大大降低。

1.2 化工泵的軸封腔結(jié)構(gòu)分析

由于化工泵在實(shí)際的運(yùn)行過程中軸封腔中的介質(zhì)是不相同的，因此，在對(duì)化工泵軸封腔進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，一定要對(duì)軸封腔的結(jié)構(gòu)進(jìn)行重點(diǎn)設(shè)計(jì)。目前，比較常見的軸封腔結(jié)構(gòu)形式主要分為三種，即裝填料密封結(jié)構(gòu)、雙端面機(jī)械密封結(jié)構(gòu)、單端面機(jī)械密封結(jié)構(gòu)，而具體選擇何種結(jié)構(gòu)形式，需要根據(jù)化工泵具體的使用情況進(jìn)行確定。

1.3 化工泵的軸封腔相關(guān)零件的選擇

在對(duì)化工泵軸封腔進(jìn)行設(shè)計(jì)的過程中，相關(guān)零件的選擇是否合理直接影響到整體產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，進(jìn)而影響到軸封腔的使用性能，因此需要對(duì)相關(guān)的零件進(jìn)行慎重的選擇。

首先，由于化工泵軸封腔的相關(guān)零件會(huì)受到軸封腔中介質(zhì)的影響，因此在選擇零件時(shí)需要考慮軸封腔中介質(zhì)本身的情況以及介質(zhì)的性質(zhì)在日常運(yùn)行中所遇到的影響因素進(jìn)行相應(yīng)的考慮，只有在綜合考慮的基礎(chǔ)上才可以做出正確的選擇；其次，在設(shè)計(jì)化工泵的軸封腔時(shí)，一定要選擇性能良好的材料，保證材料和軸封腔介質(zhì)的情況相適應(yīng)。無論軸封腔的設(shè)計(jì)水平多高，如果制造軸封腔的材料不好，那么在軸封腔使用的過程中也會(huì)產(chǎn)生泄漏問題，從而導(dǎo)致化工泵出現(xiàn)一系列的問題，造成一定的安全隱患。因此，在選擇制造材料的時(shí)候，需要根據(jù)軸封腔的介質(zhì)的性質(zhì)來選擇，如果介質(zhì)不具有較強(qiáng)的腐蝕性，則可以選擇碳鋼或鉻鋼，而鉻鎳鋼或鉻鎳鉬鋼針對(duì)的是介質(zhì)腐蝕性較強(qiáng)或種類較多的情況。另外，如果介質(zhì)的性質(zhì)屬于高堿性，則需要選擇高鎳合金或哈氏合金。在軸封腔內(nèi)有一個(gè)O型密封圈，這個(gè)密封圈的材料選擇也是一個(gè)重要的設(shè)計(jì)內(nèi)容，如果介質(zhì)為腐蝕性較小的油水等物質(zhì)，則密封圈的材料就可以選擇丁腈橡膠，如果介質(zhì)為高溫酸性，則需要選擇氟橡膠，而高堿性以及弱堿性介質(zhì)則分別選擇三元乙丙橡膠和硅橡膠。另外，如果介質(zhì)的溫度過高，則需要選擇柔性石墨材料密封圈。

2 化工泵的軸封選型問題分析

在化工泵中，軸封是一個(gè)重要的組成部分，對(duì)化工泵使用性能的發(fā)揮產(chǎn)生重要的影響。在實(shí)際的生產(chǎn)中，軸封主要分為單端面機(jī)械密封、雙端面機(jī)械密封以及填料密封這三種形式，這三種軸封的結(jié)構(gòu)形式各具特點(diǎn)，并有各自適合的情況。對(duì)于單端面機(jī)械密封以及雙端面機(jī)械密封來說，生產(chǎn)成本較高，價(jià)格昂貴，但是密封性質(zhì)較好，使用的可靠性較高，因此被廣泛地應(yīng)用到實(shí)際生產(chǎn)中去。而填料密封結(jié)構(gòu)形式雖然生產(chǎn)成本相對(duì)較低、價(jià)格便宜，但是在使用的過程中容易出現(xiàn)泄漏的情況，不能很好地達(dá)到石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)的要求。在實(shí)際的生產(chǎn)中，填料密封結(jié)構(gòu)通常只會(huì)應(yīng)用在一些對(duì)泄漏要求不嚴(yán)格的場合，而運(yùn)輸?shù)慕橘|(zhì)也是一些廉價(jià)、清潔、沒有太大危險(xiǎn)性的產(chǎn)品。

另外，在對(duì)機(jī)械密封方式進(jìn)行選擇時(shí)，還需要考慮環(huán)境因素以及對(duì)人類健康的影響因素，進(jìn)而需要對(duì)機(jī)械密封方式進(jìn)一步進(jìn)行區(qū)分。機(jī)械密封又可以分為兩種結(jié)構(gòu)形式，即平衡結(jié)構(gòu)和非平衡結(jié)構(gòu)。平衡結(jié)構(gòu)的機(jī)械密封可以將平衡介質(zhì)對(duì)機(jī)封端面造成的壓力，從而達(dá)到端面比隨著介質(zhì)壓力上升而上升的效果。如果在實(shí)際的生產(chǎn)中，出現(xiàn)介質(zhì)沸點(diǎn)低、潤滑性不足的情況，需要選擇平衡結(jié)構(gòu)機(jī)械密封。這是因?yàn)槿绻x擇非平衡結(jié)構(gòu)密封，會(huì)導(dǎo)致密封面出現(xiàn)大量的損耗，進(jìn)而使化工泵的使用期限大大縮短，而非平衡的機(jī)械密封通常只會(huì)應(yīng)用在介質(zhì)的壓力較低的情況下。

對(duì)于單端面機(jī)械密封而言，由于結(jié)構(gòu)比較簡單，因此容易拆卸和清洗，并且在拆洗的過程中只需要對(duì)沖洗系統(tǒng)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置，因此在應(yīng)用的過程中非常方便快捷。而對(duì)于雙端面機(jī)械密封來說，由于結(jié)構(gòu)相對(duì)比較復(fù)雜，因此拆洗比較麻煩，但是可以有效提高使用的安全性，減少泄漏情況的發(fā)生，從而提高石油化工產(chǎn)品生產(chǎn)的安全性。

3 結(jié)語

綜上所述，加強(qiáng)對(duì)化工泵軸封腔設(shè)計(jì)以及軸封選型問題的研究和分析具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，可以有效地提高化工泵生產(chǎn)設(shè)計(jì)的質(zhì)量，減少軸封腔以及軸封泄漏的情況，進(jìn)而提高化工泵運(yùn)行的安全性。因此，對(duì)化工泵設(shè)計(jì)問題進(jìn)行研究勢在必行。本文對(duì)這一問題進(jìn)行了一些比較淺顯的研究，要想使我國的化工泵生產(chǎn)設(shè)計(jì)水平和國外先進(jìn)的化工泵生產(chǎn)設(shè)計(jì)水平看齊，還需要我國有關(guān)領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)行長期的努力，只有這樣才能不斷縮小與國外發(fā)達(dá)國家的差距，推動(dòng)我國石油化工產(chǎn)業(yè)更快更好地發(fā)展。

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（責(zé)任編輯：陳 潔）